Verbreitung und Auswirkungen des Chytridpilzes weltweit,

insbesondere in der Schweiz

Corina Geiger, Ursina Tobler, Benedikt Schmidt*

Institut für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften (IEU) Universität Zürich

*& Koordinationsstelle für Amphibien- und Reptilienschutz in der Schweiz

corina.geiger@ieu.uzh.ch

Einschätzung der Chytridiomykose

• “Die Ausbreitung der Chytridiomykose hat in einem in der Geschichte der Menschheit nicht bekannten Ausmass zum Aussterben von Amphibien geführt – und das Aussterben wird weiter gehen.”

• “Sie ist die schlimmste infektiöse Krankheit von Wirbeltieren hinsichtlich der Anzahl betroffener Arten und der Fähigkeit, die betroffenen Arten auszurotten.“

(Amphibian Conservation Action Plan der IUCN, 2007)

Ablauf

• Krankheitsverlauf der Chytridiomykose

• Verbreitung und Ausbreitung des Chytridpilzes weltweit und in der Schweiz

• Betroffene Arten

• Ist der Chytridpilz verantwortlich für die Bestandesabnahme der Geburtshelferkröte?

• Was kann man dagegen tun?

© Joel Mills

• Erreger: Töpfchenpilz Batrachochytrium dendrobatidis (Bd)• Infiziert verhornte (Keratin) Amphibienhaut• Anfälligkeit variiert stark zwischen Arten und Stadien

Lebenszyklus des Chytridpilzes

Infektion

Behindert Hautfunktionen

Na+

K+

Mg+

Cl-

Nervensystem und Muskelkontraktion beeinträchtigt, Herzstillstand

Chytridiomykose

An Chytridiomykose verendete Geburtshelferkröten

(Bei lebenden Tieren ist die Infektion nicht sichtbar)

C. Geiger U. Tobler

Globale Verbreitung des Chytridpilzes

(http://www.spatialepidemiology.net/datasets/)

Chytridiomykose und das globale Amphibiensterben

(Stuart et al. 2004)

Chytridiomykose

Ausbreitung der Chytridpilzes

1987/88

1993/94

1996/97

2002/03 2004

(Lips et al. 2006)

Erlöschen von Populationen durch Chytridiomykose

((Laurance et al. 1996)

Der Chytridpilz in Europa

(Trent Garner, teilweise unpubliziert)

Massensterben in Europa

J. Bosch (Penalara)

M. Fisher (Pyrenäen)

S. Geissbühler (Schweiz)

Fakten 1

• Der Chytridpilz befällt verhornte Teile der Amphibienhaut.• Die Pilzinfektion beeinträchtigt den Elektrolythaushalt und

kann zum Tod des Tieres führen. • Der Chytridpilz ist (von der Antarktis abgesehen) auf allen

Kontinenten zu finden. • Wo er auftaucht kann er zu Massensterben und Verlust von

Arten führen.

Fragen:• Verbreitung in der Schweiz?• Betroffene Arten?• Ist der Chytridpilz auch bei uns verantwortlich für den

Rückgang bestimmter Arten?

Der Chytridpilz in der SchweizChytridpilz gefunden

Chytridpilz nicht gefunden

(U. Tobler & B. Schmidt, unpubliziert)

Die Alpen bisher fast nicht untersucht

Kleinräumige Verbreitung

3 km

Seit wann ist der Chytridpilz in der Schweiz?

Vorgehen:• Amphibien-Präparate aus Sammlungen von drei Schweizer Museen

(Bern, Basel, Neuchâtel) auf Chytridpilz getestet.• Total 788 Präparate, 20 verschiedene Arten.• Präparate aus den Jahren 1850 – 2009.

Resultate:• 21 Tiere waren infiziert. • Offiziell ältester Fund aus den 1980er-Jahren.

(N. Peyer & B. Schmidt, unpubliziert)

Der Chytridpilz ist seit > 30 Jahren in der Schweiz

Auswirkungen des Chytridpilzes

(Briggs et al. 2005)

Populationszusammenbruch nach Auftreten des Pilzes.

permanente Reduktion der Populationsgrössewenn infizierte Tiere überleben.

Welche Arten sind infiziert?N I Prävalenz

Alytes obstetricans 1607 720 44 %

Bombina variegata 56 14 25 %

Bufo bufo* 9 0 0 %

Bufo calamita 19 7 36 %

Hyla arborea 18 2 11 %

Pelophylax spp. 182 44 24 %

Rana temporaria* 30 0 0 %

S. salamandra 16 0 0 %

Mesotriton alpestris 473 93 19.7 %

Triturus cristatus 38 0 0 %

Lissotriton helveticus 155 17 11 %

Lissotriton vulgaris 24 7 29 %

(U. T

oble

r & B

. Sch

mid

t, un

publ

izie

rt)

* Nur junge Kaulquappen beprobt

Bestandesabnahme der Geburtshelferkröte

Alytes kommt vor 1985 bis 2008

Alytes ausgestorben

-64%Ist die Chytridiomykose schuld an den Bestandesabnahmen?

(Schmidt & Zumbach 2005)

Sind Schweizer Geburtshelferkröten anfällig auf Chytridiomykose?

• 143 infizierte Kaulquappen gesammelt– 3 Populationen– 3 Versuchsgruppen

keine Manipulation

Stress-kontrolle

Itraconazol-Behandlung

infiziert

Itingen

AltstättenZunzgen

(Tobler & Schmidt 2010)

Ja! Sie sind anfällig!

(Tobler & Schmidt 2010)

Führt der Chytridpilz zu lokalem Aussterben der Geburtshelferkröte?

100 km

(U. Tobler & B. Schmidt, unpubliziert)

Nein!

Rückgang der Geburtshelferkröte durch Chytridpilz verursacht?

Bd- Bd+

p=0.007

Popu

latio

n tr

end

Bd- Bd+

t-test

p=0.005

incr

ease

decr

ease

(U. Tobler & B. Schmidt, unpubliziert)

Nein!

Aufwertungsmassnahmenkeine

Aufwertungsmassnahmen

Fakten 2• Der Chytridpilz ist in der Schweiz weit verbreitet. Im Moment ist in

der Verbreitung aber kein Muster erkennbar.• Der Chytridpilz ist seit > 30 Jahren in der Schweiz.• Die meisten Arten können Träger sein. • Geburtshelferkröten sind anfällig auf Chytridiomycose. Infizierte

Tiere haben eine hohe Mortalitätsrate.

Aber:• Kein Effekt von Chytridpilz auf Abnahme der Bestände nachweisbar

(kryptische Effekte?)• Intakte Lebensräume kompensieren möglicherweise krankheits-

bedingten Verluste.

Fragen:• Was kann man dagegen tun?

BekämpfungsmethodenVerschiedene Ansätze:

• VERBREITUNG VERHINDERN.

• Habitate aufwerten.

• Ökologische Faktoren fördern, welche den Chytridpilz negativ beeinflussen.

• Infizierte Tiere aus dem Teich fangen und gegen den Pilz behandeln.

• Pilz-Bekämpfungsmittel in den Teich giessen.

Ökologisch vertretbar?

Verbreitung verhindern

Pilz

wac

hstu

m

4°C 17°C 23°C 30°CTemperatur

Bekämpfung mit ökologischen Faktoren – z.B. Temperatur

(Piotrowski et al. 2004)

Temperatur als Mittel gegen den Chytridpilz?

Experiment:

21 °C 26 °C 30 °C

Nach 5 Tagen wurden die Tiere für 1 Woche bei 19 °C gehalten, dann auf den Chytridpilz getestet.

Natürlicherweise mit Chytridpilz infizierte Kaulquappe (Alytes obstetricans)

N=10 N=8N=8

Temperatur als Mittel gegen den Chytridpilz?

(Geiger et al., submitted)

Infiziert

geheilt

Bekämpfung durch individuelle Behandlung

Experiment:7 Teiche, alle natürlicherweise mit Chytridpilz infiziert.

N=4 N=3

Behandelt Unbehandelt

Nach der Behandlung monatliche Kontrolle der Infektionsraten.

Bekämpfung durch individuelle Behandlung

unbehandelt

behandelt

Anza

hl Z

oosp

oren

pro

Tie

r

Behandlung wirkt

•Metamorphose

(Dichte nimmt ab)

•Temperatur steigt

(Geiger & Schmidt, unpubliziert)

Erfolg oder Niederlage – eine Frage des richtigen Zeitpunktes

unbehandelt

behandelt

Anza

hl Z

oosp

oren

pro

Tie

r

Behandlung (Geiger & Schmidt, unpubliziert)

Behandlung ganzer Teiche

Experiment in Mesokosmen

Mesokosmen auf dem Experimentierfeld an der Universität Zürich.

C. Geiger

Behandlung ganzer Teiche

Experiment in Mesokosmen:

•Infizierte Kaulquappen•Libellenlarven•Wasserkäfer•Wasserschnecken•Wasserasseln•Plankton

Mesokosmos

Design

Behandlung ganzer Teiche

6xVirkon AquaticFirma: Du Pont

6xGeneral TonicFirma: Tetra

6xPip Pond PlusFirma:Chrysal

10xKontrolle

Behandlung:4 Wochen lang1 x wöchentlich

Danach Test auf Chytridpilz

Behandlung ganzer Teiche

C: Kontrolle

GT: General Tonic

PIP: Pip Pond Plus

VA: Virkon Aquatic

Nebeneffekte der getesteten Mittel

Behandlung ganzer Teiche

Nebeneffekte der getesteten Mittel

Behandlung ganzer Teiche

Fakten 3

• Nach <5 Tagen in <30°C warmem Wasser sind infizierte Amphibien zu 80% geheilt.

• Nach der Behandlung mit Itraconazol bleibt die Anzahl Zoosporen 4 Wochen lang auf tiefem Niveau. Danach steigt sie wieder an.

• Die Loads im Teich unterliegen starken Schwankungen. Während der Metamorphose erreichen sie einen Peak.

• Eine Behandlung sollte vor der Metamorphose stattfinden. • Das Mittel General Tonic von der Firma Tetra hält die Anzahl

Zoosporen auch in komplexeren Ökosystemen auf tiefem Niveau. • Das Mittel General Tonic hat einen schlechten Einfluss auf

Krebsartige und Mollusken.

Fazit

• Der Chytridpilz ist weltweit verbreitet. • In der Schweiz ist er seit mehr als 30 Jahren präsent.• Die meisten Arten können Träger sein.• Im Labor sterben infizierte Geburtshelferkröten in der Regel daran.

Aber: • Es ist kein Effekt auf das Populationswachstum anfälliger Arten

erkennbar.• Es ist kein Effekt auf die Verbreitung anfälliger Arten erkennbar.

Massnahmen

• Nicht verzweifeln!• Lebensräume aufwerten und vernetzen und Rückgänge so

kompensieren.• Verbreitung des Pilzes verhindern.• Bekämpfungsmassnahmen entwickeln.

Dank

Für die Finanzierung der Chytridpilz-Forschung• BAFU (Bundesamt für Umwelt)• Karch (Koordinationsstelle für Amphibien- und Reptilienschutz in der Schweiz)• Cantonal Nature Conservation Offices• WAZA (World Association of Zoos and Aquariums)• EUAC (EUROPEAN UNION OF AQUARIUM CURATORS)• Zoologisches Institut der Uni Zürich• Forschungskredit der Uni Zürich• Vontobel Stiftung• Basler Stiftung für biologische Forschung• Janggen-Pöhn-Stiftung, St.Gallen• Zoo Zürich• De Giacomi Stiftung, Chur• Zürcher Tierschutz• Grün Stadt Zürich/Naturzentrum Sihlwald

Virkon Aquatic:Component: dipotassium peroxodisulphateCompany: Du Pont

Tetra Medica, General Tonic: Component: Ethacridini lactas 836 mg, Acriflavinii monochloridum 160.2 mg, Methylthioninii chloridum 56.44 mg, Aminoacridini hydrochloridum monohydricum 28.20 mg, Excipiens ad solutionem pro 100 mlCompany: Tetra

Agents

Bekämpfung durch individuelle Behandlung

U. Tobler

Nach der Behandlung wurden die Kaulquappen markiert und in ihren ursprünglichen Teich frei gelassen

Bekämpfung durch individuelle Behandlung

unbehandelt

behandelt

Anza

hl Z

oosp

oren

pro

Tie

r