VDH Fortbildung I 2016€¦ · by Bridgett M. vonHoldt, James A. Cahill, Zhenxin Fan, Ilan Gronau,...
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08.10.2016
1
Die Anatomie des Hundes
Martin S. Fischer Institut für Spezielle Zoologie und Evolutionsbiologie mit Phyletischem Museum Friedrich-Schiller- Universität Jena
Definition von Domestikation�
Bei der Domestikation werden einzelne Tiere von der natürlichen Fortpflanzung mit Artgenossen ausgeschlossen, der natürliche Genfluss wird unterbrochen, und es wird nach von Menschen bestimmten Regeln verpaart.�
Domestikation ist künstliche Zuchtwahl
Dmitry K. Belyaev
Auswahlkriterium Zähmbarkeit Farbvarianten in der Domestikationsphase Veränderungen am Schädel von Silberfüchsen
Merkmal Anteilinderdomes0ziertenPopula0on
Anteilinder„wilden“Popula0on
Depigmen(erung 12% 7%
Ringelrute 9% 0,8%
GraueHaare 0,5% 0,1%
BrauneSprenkelung
0,5% 0,1%
Schlappohren 0,23% 0,17%
KurzerSchwanz 0,14% 0,02%
Verändert werden kann nur, was veränderbar ist !
Stresshormon Cortisol
• Die Nebenniere produziert immer weniger Cortisol = Stresshormone.
• Nach 30 Generationen betrug deren Anteil im Blutplasma nurmehr ein Viertel des bei wilden Füchsen gemessenen Wertes.
• Dagegen stieg der Anteil an Serotonin, dem „Glückshormon“, einem Neurotransmitter, der bei der Unterdrückung von aggressivem Verhalten beteiligt ist.
08.10.2016
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• Verändert wurde das Zusammenspiel von Verhalten und Hormonstatus, die Psychologie des
Hundes (und des Menschen) und nicht die
Anatomie
Was lernen wir aus der Domestikation von Silberfüchsen
! Die Selektion galt ursprünglich nur Verhaltenseigenschaften; die Veränderungen von körperlichen Merkmalen war nur ein Beiprodukt. Erst viel später wurde beispielsweise auf Körpergröße selektiert.
! Die Selektion galt ursprünglich nur Verhaltenseigenschaften; die Veränderungen von körperlichen Merkmalen war nur ein Beiprodukt. Erst viel später wurde beispielsweise auf Körpergröße selektiert.
! Wenn man schon bei Welpen die entscheidende Wesensselektion vornimmt, entfallen die Generationszeiten von sechs Jahren, mit denen man üblicherweise misst.
! Die Selektion galt ursprünglich nur Verhaltenseigenschaften; die Veränderungen von körperlichen Merkmalen war nur ein Beiprodukt. Erst viel später wurde beispielsweise auf Körpergröße selektiert.
! Wenn man schon bei Welpen die entscheidende Wesensselektion vornimmt, entfallen die Generationszeiten von sechs Jahren, mit denen man üblicherweise misst.
! Die Domestikation kann in wenigen Menschengenerationen schon so weit geführt werden, dass auf den Menschen geprägte Wölfe, die man schon Hunde nennen könnte, entstehen.
Whole-genome sequence analysis shows that two endemic species of North American wolf are admixtures of the coyote and gray wolf by Bridgett M. vonHoldt, James A. Cahill, Zhenxin Fan, Ilan Gronau, Jacqueline
Robinson, John P. Pollinger, Beth Shapiro, Jeff Wall, and Robert K. Wayne
Science Volume 2(7):e1501714
July 27, 2016
Published by AAAS
Virginia Morell Science 2016;353:434-435
Ein Mallaha, Israel, 12.000 J, Bestattung mit Hund
3D morphometric analysis of fossil canidskulls contradicts the suggesteddomestication of dogs during the latePaleolithicAbby Grace Drake1, Michael Coquerelle2,3 & Guillaume Colombeau4
1Department of Biology, Skidmore College, 815 North Broadway, Saratoga Springs, NY 12866, 2Department of Paleobiology,Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), C/Pinar 25, 28006 Madrid, Spain, 3Department of Oral Surgery,University Rey Juan Carlos, Avda. de Atenas s/n, 28922-Alcorcon (Madrid), Spain, 4UMR 5199 PACEA, Universite de Bordeaux,Avenue des Facultes B18, F-33405 Talence CEDEX, France.
Whether dogs were domesticated during the Pleistocene, when humans were hunter-gatherers, or duringthe Neolithic, when humans began to form permanent settlements and engage in agriculture, remainscontroversial. Recently discovered Paleolithic fossil skulls, Goyet dated 31,680 1/2 250 YBP and EliseevichiMAE 447/5298 dated 13,905 1/2 55 YBP, were previously identified as dogs. However, new genetic studiescontradict the identification of these specimens as dogs, questioning the validity of traditionalmeasurements used to morphologically identify canid fossil skulls. We employ 3D geometric morphometricanalyses to compare the cranial morphology of Goyet and Eliseevichi MAE to that of ancient and moderndogs and wolves. We demonstrate that these Paleolithic canids are definitively wolves and not dogs.Compared to mesaticephalic (wolf-like breeds) dog skulls, Goyet and Eliseevichi MAE, do not have cranialflexion and the dorsal surface of their muzzles has no concavity near the orbits. Morphologically, these earlyfossil canids resemble wolves, and thus no longer support the establishment of dog domestication in thePaleolithic.
The domestication of dogs is a significant event in the evolution of our species and the date and location of thisevent continue to be debated on both genetic and morphological fronts1–14. Germonpre et al.10 and Sablinand Khlopachev11 contend that the Goyet (31,680 1/2 250 YBP) and Eliseevichi MAE 447/5298 (13,905 1/
2 55 YBP; Epigravettian) canid skulls are pre-Neolithic dogs, pushing the date of domestication back 15,000years into the Paleolithic. Recently, Boudadi-Maligne and Escarguel1 found that Goyet did not fall within therange of size variability for dogs, however their sample composition was biased in that they only included smalldogs for comparison and the Goyet specimen is large. Most importantly, all of these caliper-based morphometricanalyses of fossil canids1,3,6,8,10–12,14 depend mainly on skull lengths and widths and many of these measurementsoverlap, which can lead to correlation amongst traits and contribute to conflicting results. Only Benecke14
included the third dimension of skull height, which varies substantially amongst domestic dogs15. Some research-ers use ratios (e.g. palate length to total skull length) to control for size variation. However, as Wayne16 pointedout, nearly all canid skull length ratios are isometric and therefore do not provide shape information. Width tosize ratios can discriminate some dogs from wolves, however these ratios are often combined with length ratios inmultivariate analyses6,10, the results of which are then mostly comprised of size variation. Furthermore, it has beenshown that using ratios in principal component analysis (PCA) is problematic because there are spuriouscorrelations between ratios and their distribution is non-normal17. Therefore, previous statistical analyses thathave attempted classification of fossil skulls based on these measurements1,3,6,8,10–12,14 should be reanalysed withmore accurate methods.
Based on their canid mitochondrial genome study, Thalmann et al.4 conclude a European origin of thedomestic dog dating as early as 18,800 to 32,100 years ago. Yet their molecular dating was calibrated with ancientcanids, including Goyet and Eliseevichi MAE, whose identification was based on caliper measurements and ratioswhich have low resolution and do not distinguish dogs from wolves.
OPEN
SUBJECT AREAS:ARCHAEOLOGY
PALAEONTOLOGY
Received
5 November 2014
Accepted
14 January 2015
Published
5 February 2015
Correspondence andrequests for materials
should be addressed toA.G.D.
SCIENTIFIC REPORTS | 5 : 8299 | DOI: 10.1038/srep08299 1
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Fig. 1 Deep split between East Asian and Western Eurasian dogs.
Laurent A. F. Frantz et al. Science 2016;352:1228-1231
Published by AAAS
quinquefasciatus, another common mos-
quito in urban Brazil. Roughly 5% were other
species. A species called A. albopictus, widely
known as the Asian tiger mosquito, which
can also transmit Zika in the lab and has
been found infected with the virus in Mexico
and Gabon, made up only about 2% of the
catch, Lourenço-de-Oliveira says. They found
Zika virus in three sets of female A. aegypti
mosquitoes, but none of the other species.
The lack of virus in C. quinquefasciatus is
somewhat reassuring, Lourenço-de-Oliveira
says, but the case is not closed. Constância
Ayres, an entomologist at Fiocruz in Recife,
Brazil, says that her lab has evidence that the
species is a possible vector; they have found
Zika virus in the saliva of C. quinquefasciatus
that had fed on infected blood. (Her team has
submitted its work for publication.)
Lab tests can be misleading, however.
“There is a classic discordance between what
you see in the lab and what happens in the
wild,” Brady says. “Albopictus and aegypti are
both highly competent in the lab” as vectors
for dengue. “But in Europe, where we have
widespread albopictus and almost no aegypti,
you don’t have huge dengue outbreaks.”
Ayres and others are still searching for
Zika in the wild. She and her colleagues have
collected and identified more than 5000
mosquitoes in the Recife area since March,
from homes where confirmed Zika patients
lived and from urgent care centers. She is
waiting for promised grant money before she
can run the polymerase chain reaction tests
to find which viruses the mosquitoes are
carrying, she says.
Culex mosquitoes transmit several viruses
related to Zika, and it would not be particu-
larly surprising if both Culex and Aedes spe-
cies could spread Zika, Ayres says. Gubler
agrees that Culex is a plausible carrier. He
notes that several Zika relatives spread by
Culex mosquitoes, including the West Nile
virus, target the nervous system, which Zika
also seems to do.
If Culex mosquitoes can transmit Zika vi-
rus, that will make slowing its spread even
more difficult. C. quinquefasciatus is found
as far north as Iowa and Indiana in the
United States, although people there are pro-
tected by window screens and other factors.
In Latin America, most vector control meth-
ods are targeted at A. aegypti. Those efforts
have made barely a dent in curtailing spread
of the Zika virus so far, notes Paul Reiter, an
entomologist at the Pasteur Institute in Paris.
Targeting multiple vectors at once will only
make the job harder. “If [C.] quinquefaciatis
is a vector,” he says, “we can forget anything
about mosquito control.” j
3 JUNE 2016 • VOL 352 ISSUE 6290 1153SCIENCE sciencemag.org
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NEWS
Dogs may have been
domesticated more than once
But all living dogs have Asian roots
EVOLUTION
For years, scientists have debated where
dogs came from. Did wolves first forge
their special relationship with humans
in Europe, or in Asia? The answer,
according to a new study, is yes. On
p. 1228, researchers report that genetic
analysis of hundreds of canines reveals that
dogs may have been domesticated twice,
once in Asia and once in Europe or the
Near East, although European ancestry has
mostly vanished from today’s dogs. The find-
ings could resolve a rift that has roiled the
canine origins community—but the case isn’t
closed yet.
“These are fantastic data that are going
to be extremely valuable for the field,” says
Peter Savolainen, a geneticist at the Royal In-
stitute of Technology in Stockholm and the
leading proponent of Asian dog origins. But
Robert Wayne, an evolutionary biologist at
the University of California, Los Angeles,
whose work has shown that dogs arose in Eu-
rope, says the results—although plausible—
are too preliminary to settle the question.
“The story is still a bit of a muddle.”
The study includes a unique specimen:
the inner ear bone of a nearly 5000-year-old
dog unearthed from Newgrange, a football
field–sized mound of dirt and stone on the
east coast of Ireland, built around the time
of Stonehenge. Researchers led by Laurent
Frantz, an evolutionary geneticist at the Uni-
versity of Oxford in the United Kingdom,
sequenced this specimen’s entire nuclear
genome—the first complete genome from an
ancient dog to be published—and compared
it to the nuclear DNA of 605 modern dogs
from around the world. The team then cre-
ated a family tree for the animals, which re-
vealed a deep divide between European dogs
(like the Newgrange canine and the golden
retriever) and Asian dogs (like the shar pei
and free-ranging village dogs from Tibet and
Vietnam). “I was like, ‘Holy shit!’” says project
leader Greger Larson, an evolutionary bio-
logist at Oxford. “We never saw this split be-
fore because we didn’t have enough samples.”
To figure out when this divide occurred,
the Newgrange specimen was critical. Re-
searchers used it, in conjunction with the
complete genomes of several modern dogs
and wolves, to calculate a genetic mutation
rate for canines. This rate suggests that the
East-West split happened sometime between
6400 and 14,000 years ago. The analysis also
revealed a “genetic bottleneck” in Western
dogs—a reduction in genetic diversity typi-
cally tied to a sharp decline in a population’s
numbers, as can occur when a small band of
individuals splits off from the main group. (A
Asian dogs like this Tibetan
mastiff have been separated
from European breeds such
as Labradors for more than
6000 years.
Researchers in Brazil have captured thousands of
mosquitoes to test them for Zika and other viruses.
By David Grimm
Published by AAAS
on
June
5, 2
016
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Vorbemerkung zur Rassezucht
Erste dog show, beschränkt auf Pointers und Setters, in Newcastle am 28.- 29. Juni 1859 Rasse = Gruppe von Individuen mit
typischen gemeinsamen äußeren Eigenschaften.
68%
95%
50%
Evolution tendiert zum Mittelmaß
Standard
Deutscher Schäferhund: Länge des Vordermittelfußes ca. 1/3 des Unterarms
< 1: Vordermittelfuß kürzer als 1/3 des Unterarms > 1: Vordermittelfuß länger als 1/3 des Unterarms
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4
Deutscher Schäferhund: Brusttiefe beträgt 45-48% der Widerristhöhe
Standard anpassen
„Eine Hunderasse ist ein Gemeingut, das ein Züchter sozusagen treuhändig für seine Ziele benutzt und möglichst in gleicher Qualität an die Nachwelt vermitteln müßte“
Hellmuth Wachtel
Schädelformen
mesocephal brachycephal
dolichocephal extrem brachycephal
Bernhardiner Deutsche Dogge
Neufundländer Ungarischer Wolfshund
Afghane Barsoi
Greyhound Whippet
Yorkshire Terrier Rehpinscher
Malteser Zwergpinscher
Englische Bulldogge Pekinese
Mops Zwerggriffon
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5
Bernhardiner 1850
1921
1967
Schädelveränderungen
1971
1964
1926
Schädelveränderungen
Neufundländer Bull Terrier
Bull Terrier
1931
1950
1976
Fondon & Garner 2004
Schädelveränderungen
passionate production uk passionate production uk
Schädel - Innenansicht
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Sekundärer Gaumen
Foramen incisivum Maxilloturbinalia Nasoturbinalia Ethmoturbinalia Sinus frontalis Larynx Ductus nasopharyngeus N. opticus Velum palatinum (weicher Gaumen) Palatum durum (harter Gaumen)
Paramedianschnitt durch den Kopf eines Hundes
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
- Trennung von Nasenraum und Mundhöhle ermöglicht gleichzeitige Atmung und Mastikation
- harter Gaumen aus Praemaxillare, Maxillare und Palatinum - weicher Gaumen (Gaumensegel) verschließt beim Schlucken die
Öffnung der Choanen
aus Starck (1982)
Hydrochoerus hydrochaeris (Rodentia)
" Maxilloturbinalia
" Nasoturbinalia
" Ethmoturbinalia
Respiratorische Turbinalia
aus Starck (1995) aus Eckert (5. Aufl.)
Turbinalia
Schädel - Innenansicht
Englische Bulldogge Greyhound
Gebiß und Kaumuskulatur
Muskulatur – der Motor des Kauapparats
M. temporalis („Schläfenmuskel“)
M. masseter („Kaumuskel“) M. digastricus
M. pterygoideus („Flügelmuskel“)
M. masseter
Muskelanteile und Ernährungsform
Nagetier-Typ (Masseter dominant)
Huftier-Typ (Masseter und pterygoideus
dominant)
Fleischfresser-Typ (Temporalis dominant)
IncisiviCaninus
Prämolaren Molaren
AuNaudesGebisses
VierZahntypen:
• Schneidezähne(Incisivi)
• Eckzähne(Canini)
• VordereBackenzähne(Prämolaren)
• Backenzähne(Molaren)
RechtsLinks
M2P4C1I3I3C1P4M2Oberkiefer
M3P4C1I3I3C1P4M3Unterkiefer42Zähne=
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Gebissentwicklung
ZweiGenera(onen:
• Milchgebiss(28Zähne)
• Dauergebiss(42Zähne)
I1 I2 I3 C P1 P2 P3 P4 M1 M2
I1 I2 I3 C P1 P2 P3 P4 M1 M2 M3
i1 i2 i3 c p2 p3 p4
Obe
rkiefer
Unterkiefer
Yellowston
eaussies.de
Zahnwechsel
Mischgebiss(4Monate)
Milchgebiss(2Monate)
Zahndurchbruch(1Monat)
Dauergebiss(8Monate)
Unterkiefer Foxterrier, Barsoi, Wolf, Boxer, Mops, Dackel
Hypodon(e=dasdurcheineNichtanlagebedingteFehlenvoneinemodermehrerenZähnen
WelcheZähnefehlen?
• BetroffensindüberwiegenddieerstenPrämolarenundderunteredrieeMolar
• EckzähneundBrechscherenzähnefehlensehrselten
Datenvon174Hunden(nachButkovicetal.2001)
0%
0-10%
10-20%
>20%
M3P1
P1
HäufigkeitderHypodon(e
ZucheauglichkeitsprüfungendesDeutschenMopsclubs(2009-2011)
• Bei22von154Möpsen(14%)fehltenSchneidezähne
• Betroffenwaren1-2Unterkieferschneidezähne „Henry“
Fotos:NicoleChowanietz
Nackthund(z.B.chinesischerSchoplund,Xoloitzquintle)
Nackthund
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Nackthund(z.B.chinesischerSchoplund,Xoloitzquintle)
FehlenderbleibendenIncisiviundPrämolaren
Nackthund Gene0kunderblicheDefekte
Mehrals300GenesindanderZahnbildungbeteiligt.
EktodermaleDysplasien:
• FehlbildungvonanatomischenStrukturen,dieausdemäußerenKeimblae(Ektoderm)hervorgehen,z.B.Haare,Haut,NägelundZähne.
• EktodermaleDysplasienauchbeimMenschbekannt
• Nackthunde:Muta(ondesFOXI3-GensführtzurHaarlosigkeit(T.Leeb,Bern)
Wikipedia.de;xolosorigen.com
MichaelBerryman
…und Inzucht bei Wildtieren
CanisrufusausNachzuchtprogramm
z.B.inzuchtbedingteZahn-undSchädelanomalien(Überbiss,unterzähligeZähne)beischwedischerWolfspopula(on
Schlussfolgerungen
• FehlendeZähnesindauchbeiWölfenundFüchsen,d.h.GebissanomalienbeimHaushundsindnichtvermeidbar
• WeitereStudienmitbreitemHunderassenspektrum
Polizeihundestaffel Sachsen/Leipzig
Beißkraftmessung
Beißkraft-Messgerät: Biomechatronik (TU Ilmenau, Fak. Maschinenbau)
an Belgischen und Deutschen Schäferhunden
Mensch(Backenzahn)
Mensch(Schneide-zahn)
KraM
inNew
ton
1000
0
Darmlänge Retriever 7,50 m Darmlänge Schaf 42 m Zunge
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Kopf – und Zungenanatomie des Hundes (Zeichnung von unbekannt)
Die Zunge der Säugetiere Funktionen der Säugerzunge
Fellpflege und Zungenpapillen bei Katzen
Reis, Pedro M.; et al. How Cats Lap: Water Uptake by Felis catus . Science 330, 1231 (2010)
Die Rolle der Zunge beim Trinken — Katze
Quelle: youtube.de
Die Rolle der Zunge beim Trinken (Bsp. Hund)
Quelle: youtube.de
• http://www.spiegel.de/video/von-wegen-schlabbern-hunde-sind-zungenvirtuosen-video-1131852.html
Crompton, A. W. ; Musinsky, Catherine: How dogs lap: ingestion and intraoral transport in Canis familiaris. Biological Letters, May 2011
Die Rolle der Zunge beim Trinken — Hund
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Crompton, A. W. ; Musinsky, Catherine: How dogs lap: ingestion and intraoral transport in Canis familiaris. Biological Letters, May 2011
Haut und Haare Funktionen der Haut
• Lokomotion und Idiomotion: Krallen
• Regulation der Wärmeabgabe: Schweißdrüsen, Haare
• Ernährung: Milchdrüsen
• olfaktorische Kommunikation: Duftdrüsen
• Schutz durch kryptische Färbungen von Haaren
Hundeballen
Miller, Dog‘s Anatomy
Thermoregulation
- Hypothalamus steuert Wärme- abgabe und Wärmeproduktion
- Körpertemperatur schwankt in Abhängigkeit von Tages- und Jahreszeit
- Toleranzschwellen: 20 - 44°C (Ausnahme: Winterschläfer)
- Thermoregulation erfolgt im Wesentlichen über die Derivate des Integuments (Haarkleid, Drüsen)
aus Starck (1995)
Aufbau der Epidermis
Fußsohle von Rattus (Mammalia)
Stratum corneum
Stratum granulosum
Stratum germinativum
Basallamina
Dermis
Hundehaar
C. Westfahl
Haar
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Haarbalgdrüse Hundehaar Hundehaar
Hundehaar: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme Photos Dr. Dietmar Keyser, Hamburg Haar ∅: Oberhaar = Unterwolle
Sinushaare = Vibrissen
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Sinushaare = Vibrissen