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Social system and astrovirus transmission in bats of the European temperate zone

  • Bats belong to the most gregarious and diverse mammals with highly complex social behaviors. Despite extensive research on their ecology and social behavior in some bat species, gained insights are restricted to only few of the more than 1300 species. In the recent past, bats have also become a central topic of a different branch of research: Since the 1990s bats came to the fore of virologists and immunologists due to the bats’ apparent importance as reservoir hosts and vectors of several (mostly tropical) diseases. While this research is focused mainly on emerging infectious diseases linked to bats, and their zoonotic potential, little has been invested regarding the link between disease transmission and bat social systems. In my work, I aim at filling this gap by merging automated daily roosting observations, social network analysis, and a virological screening in Natterer’s bats (Myotis nattereri). In a collaborative approach, my co-workers and I analyzed the social structure of individually marked Natterer’s bats, their astrovirus detection rate and transmission pathways within their colony, as well as roosting interactions between different co-occurring con- and heterospecific bat colonies. We discovered Natterer’s bats to display a very divergent social network structure that contradicts the findings of previous studies on large fission-fusion groups. Contrary to the modular social network structure found in e.g. primates or other bats species, the social network of Natterer’s bats consists of only one highly interconnected community. Moreover, although the close proximity between bat hosts in the colony should strongly promote direct transmission, we found indications that astrovirus infections follow at least partly an indirect transmission pathway via contaminated roost use. Lastly, our results prove that co-occurring con- and heterospecific bat colonies, e.g. as in this study Natterer’s bats, brown long-eared bats and Bechstein’s bats, can influence each other in their roost use by avoiding conspecific roosts and by being attracted towards those of heterospecifics. This holds implication for the transmission of parasites and pathogens within and between different colonies with opportunities for spillovers. To conclude, this multidisciplinary study led to valuable insights in the hitherto hidden mechanisms within and among bat colonies.
  • Fledermäuse weisen unter allen Säugetieren eine besonders hohe Vielfalt an Sozialsystemen und hochkomplexe sozialen Verhaltensweisen auf. Trotz umfangreicher Forschung bezüglich ihrer Ökologie und ihres Sozialverhaltens sind die bisher gewonnenen Erkenntnisse auf nur wenige der über 1300 Arten beschränkt. Seit den 1990er Jahren sind Fledermäuse aufgrund ihrer potentiellen Bedeutung als Reservoirwirte und Krankheitsüberträger zudem in den Fokus von Virologen und Immunologen gerückt. Ihr Forschungsschwerpunkt liegt dabei hauptsächlich auf neu auftretenden (tropischen) Infektionskrankheiten welche mit Fledermäusen in Verbindung gebracht wurden, und deren zoonotischem Potential. Die interdisziplinären Zusammenhänge zwischen Krankheitsübertragungen und den sozialen Systemen der Fledermäuse sind jedoch bisher wenig erforscht. Ziel meiner Arbeit war es durch die Zusammenführung eines automatisierten täglichen Quartiermonitorings, der Analyse des sozialen Netzwerks, sowie eines virologisches Screening diese Wissenslücken für Fransenfledermäuse zu schließen. In einem kooperativen Ansatz untersuchten meine Kollegen und ich die soziale Struktur der Fransenfledermäuse, ihre Astrovirenprävalenz und die Übertragungswege der Viren innerhalb der Kolonie, sowie die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Kolonien der gleichen sowie unterschiedlichen Arten bezüglich ihrer Quartiernutzung. Wir haben festgestellt, dass Fransenfledermauskolonien eine sehr spezifische soziale Struktur aufweisen, welche den Ergebnissen anderer Studien bezüglich großer sozialer Gruppen mit Fission-Fusion-Verhalten widerspricht. Im Gegensatz zu dem modularen Netzwerk welches in einigen untersuchten Primaten- und Fledermausarten gefunden wurde, besteht das soziale Netzwerk der Fransenfledermäuse aus einer einzigen, stark vernetzten Einheit. Darüber hinaus fanden wir Hinweise darauf, dass Astrovirusinfektionen in Fransenfledermäusen zumindest teilweise einem indirekten Übertragungsweg über kontaminierte Quartiere folgen, obgleich die räumliche und soziale Nähe zwischen den Koloniemitgliedern eine direkte Virenübertragung naheliegen würde. Unsere Ergebnisse beweisen zudem, dass gemeinsam vorkommende Kolonien der gleichen oder unterschiedlicher Arten sich gegenseitig beeinflussen können, indem sie Quartiere artgleicher Kolonien vermeiden und von solchen spezifischer anderer Arten angezogen werden. Dies kann sich auf die Übertragung von Parasiten und Krankheitserregern, sowohl innerhalb einer Kolonie als auch zwischen verschiedenen Kolonien, auswirken und gegebenenfalls zu einer Überschreitung der Artbarriere führen. Zusammenfassend wurden durch diese multidisziplinäre Studie wertvolle Erkenntnisse über die bisher verborgenen Mechanismen innerhalb und zwischen Fledermauskolonien gewonnen.

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Metadaten
Author: Veronika Maria Zeus
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-40936
Title Additional (English):Sozialsystem und Astrovirusübertragung in Fledermäusen der gemäßigten Zone Europas
Referee:Prof. Dr. Gerald Kerth, Prof. Dr. Barbara König
Advisor:Prof. Dr. Gerald Kerth
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of Completion:2020
Date of first Publication:2020/11/09
Granting Institution:Universität Greifswald, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Date of final exam:2020/10/22
Release Date:2020/11/09
Tag:Sozialsysteme
GND Keyword:Fledermäuse, Viren
Pagenumber:128
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Zoologisches Institut und Museum
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 590 Tiere (Zoologie)