Ähnlich wie Menschen variieren auch Elefanten jeden Abend, was sie zum Abendessen essen

Elefanten fressen Pflanzen. Das wissen Biologen und tierliebe Schulkinder gleichermaßen. Es ist jedoch komplizierter, genau herauszufinden, welche Art von Pflanzen die berühmten Pflanzenfresser fressen.

Eine neue Studie eines globalen Teams, zu dem auch Brown-Naturschutzbiologen gehörten, nutzte innovative Methoden, um die Ernährungsgewohnheiten zweier Elefantengruppen in Kenia effizient und präzise zu analysieren, bis hin zu den spezifischen Pflanzenarten, die von welchen Tieren in der Gruppe gefressen wurden. Ihre Erkenntnisse über die Gewohnheiten einzelner Elefanten helfen bei der Beantwortung wichtiger Fragen zum Futtersuchverhalten von Gruppen und helfen Biologen dabei, die Schutzansätze zu verstehen, die dafür sorgen, dass Elefanten nicht nur satt, sondern auch zufrieden sind.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift veröffentlicht Offene Wissenschaft der Royal Society.

„Für Naturschützer ist es wirklich wichtig zu bedenken, dass Tiere zwar überleben, wenn sie nicht genug von der Nahrung bekommen, die sie brauchen, aber dass es ihnen möglicherweise nicht gut geht“, sagte Studienautor Tyler Kartzinel, Assistenzprofessor für Umweltstudien und Umweltstudien Ökologie, Evolution und Organismenbiologie bei Brown. „Indem wir besser verstehen, was jeder Einzelne isst, können wir berühmte Arten wie Elefanten, Nashörner und Bisons besser verwalten und sicherstellen, dass ihre Populationen auf nachhaltige Weise wachsen können.“

Eines der wichtigsten Werkzeuge, die die Wissenschaftler zur Durchführung ihrer Studie verwendeten, ist das sogenannte DNA-Metabarcoding, eine hochmoderne genetische Technik, die es Forschern ermöglicht, die Zusammensetzung biologischer Proben zu identifizieren, indem sie die extrahierten DNA-Fragmente, die die Nahrung eines Elefanten darstellen, mit einer Bibliothek pflanzlicher DNA abgleichen Barcodes.

Brown habe Anwendungen für diese Technologie entwickelt, sagte Kartzinel, und Forscher aus der Molekularbiologie und der Computerbranche zusammengebracht, um Probleme zu lösen, mit denen Naturschützer auf diesem Gebiet konfrontiert seien.

Dies sei der erste Einsatz von DNA-Metabarcodierung zur Beantwortung einer langfristigen Frage zur sozialen Nahrungsökologie, also dazu, wie Mitglieder einer sozialen Gruppe – etwa einer Familie – entscheiden, welche Lebensmittel sie essen, sagte Kartzinel.

„Wenn ich mit Nicht-Ökologen spreche, sind sie verblüfft, wenn sie erfahren, dass wir nie wirklich ein klares Bild davon haben, was all diese charismatischen großen Säugetiere in der Natur tatsächlich essen“, sagte Kartzinel. „Der Grund dafür ist, dass es schwierig und gefährlich ist, diese Tiere aus der Nähe zu beobachten, sie legen weite Strecken zurück, sie fressen nachts und im dichten Gebüsch und viele der Pflanzen, von denen sie sich ernähren, sind recht klein.“

Laut Kartzinel, der in Kenia Feldforschungen durchgeführt hat, sind die Elefanten nicht nur schwer zu überwachen, sondern selbst für einen erfahrenen Botaniker kann es nahezu unmöglich sein, ihre Nahrung mit dem bloßen Auge zu identifizieren.

Die Lieblingsspeisen eines Elefanten verstehen

Die Forschungsgruppe verglich die neue Gentechnik mit einer Methode namens Stabilisotopenanalyse, bei der Tierhaare chemisch analysiert werden. Zwei der Studienautoren, George Wittemyer von der Colorado State University und Thure Cerling von der University of Utah, hatten zuvor gezeigt, dass Elefanten während der langen Trockenzeit von frischem Gras bei Regen auf Bäume umsteigen. Während diese fortgeschrittene Studie es den Forschern ermöglichte, umfassende Ernährungsmuster zu identifizieren, konnten sie immer noch nicht die verschiedenen Pflanzenarten in der Ernährung des Elefanten erkennen.

Die Wissenschaftler hatten Stuhlproben aufbewahrt, die in Zusammenarbeit mit der gemeinnützigen Organisation Save the Elephants gesammelt worden waren, als Wittemyer und Cerling vor fast 20 Jahren die Stabilisotopenanalysen durchführten. Der Studienautor Brian Gill, damals Postdoktorand bei Brown, stellte fest, dass die Proben auch nach vielen Jahren der Lagerung noch verwendbar waren.

Das Team koppelte kombinierte Analysen von Kohlenstoff-stabilen Isotopen aus Kot und Haaren von Elefanten mit ernährungsbedingten DNA-Metabarcoding-, GPS-Tracking- und Fernerkundungsdaten, um die Ernährungsvariationen einzelner Elefanten in zwei Gruppen zu bewerten. Sie ordneten jede einzigartige DNA-Sequenz in der Probe einer Sammlung von Referenzpflanzen zu – entwickelt mit der botanischen Expertise von Paul Musili, Direktor des East Africa Herbarium an den National Museums of Kenya – und verglichen die Ernährung einzelner Elefanten im Laufe der Zeit.

In ihrer Analyse zeigten sie, dass die Ernährungsunterschiede zwischen Individuen oft weitaus größer waren als bisher angenommen, selbst zwischen Familienmitgliedern, die an einem bestimmten Tag gemeinsam auf Nahrungssuche gingen.

Diese Studie hilft, ein klassisches Paradoxon in der Wildtierökologie anzugehen, sagte Kartzinel: „Wie halten soziale Bindungen Familiengruppen in einer Welt begrenzter Ressourcen zusammen?“ Mit anderen Worten: Angesichts der Tatsache, dass Elefanten scheinbar alle dieselben Pflanzen fressen, ist nicht klar, warum Konkurrenz Denn die Nahrung treibt sie nicht auseinander und zwingt sie nicht zur selbstständigen Nahrungssuche.

Die einfache Antwort ist, dass Elefanten ihre Ernährung nicht nur auf der Grundlage der verfügbaren Nahrung variieren, sondern auch auf der Grundlage ihrer Vorlieben und physiologischen Bedürfnisse, sagte Kartzinel. Beispielsweise kann eine trächtige Elefantin zu verschiedenen Zeitpunkten ihrer Schwangerschaft unterschiedliche Gelüste und Bedürfnisse haben.

Obwohl die Studie nicht dazu gedacht war, soziales Verhalten zu erklären, helfen diese Ergebnisse dabei, Theorien darüber zu liefern, warum eine Gruppe von Elefanten möglicherweise gemeinsam auf Nahrungssuche geht: Die einzelnen Elefanten fressen nicht immer genau die gleichen Pflanzen zur gleichen Zeit, daher ist in der Regel genug davon vorhanden Pflanzen zum Herumgehen.

Diese Erkenntnisse könnten wertvolle Erkenntnisse für Naturschutzbiologen liefern. Um Elefanten und andere wichtige Arten zu schützen und Umgebungen zu schaffen, in denen sie sich erfolgreich vermehren und ihre Populationen vergrößern können, benötigen sie eine Vielzahl von Pflanzen als Nahrung. Dies kann auch die Wahrscheinlichkeit einer Konkurrenz zwischen den Arten verringern und verhindern, dass die Tiere menschliche Nahrungsquellen wie Nutzpflanzen wildern.

„Wildtierpopulationen brauchen Zugang zu vielfältigen Nahrungsressourcen, um zu gedeihen“, sagte Kartzinel. „Jeder Elefant braucht Abwechslung, ein bisschen Würze – nicht im wahrsten Sinne des Wortes in seinem Futter, sondern in seinen Ernährungsgewohnheiten.“