Biologen stellen fest, dass Härten im frühen Leben die Gesundheit und Lebensdauer beeinträchtigen können – sogar bei Murmeltieren

Widrigkeiten in jungen Jahren können dauerhafte gesundheitliche Folgen für Menschen haben – selbst wenn sich ihre Umstände später dramatisch verbessern. Wissenschaftler verwenden einen kumulativen Widrigkeitsindex (CAI), der Härtemaße wie Armut und Stress quantifiziert, um Gesundheit und Lebenserwartung im Laufe des Lebens eines Menschen zu verstehen. Dies hat dabei geholfen, konkrete Maßnahmen zu identifizieren, die Regierungen, Gesundheitsdienstleister und Familien ergreifen können, um das Leben der Menschen zu verbessern.

Auch Wildtiere können in ihrem frühen Leben Widrigkeiten ausgesetzt sein, aber die Auswirkungen auf ihr Überleben und ihre Lebenserwartung sind unbekannt. Ein ähnliches Instrument könnte Wissenschaftlern zwar dabei helfen, Tierpopulationen zu schützen, indem es die einflussreichsten Stressfaktoren identifiziert, die gemildert werden müssen, aber nur wenige Populationen wurden über einen ausreichend langen Zeitraum untersucht, um die Daten zu erhalten, die für die Entwicklung eines CAI für diese Art erforderlich sind.

Biologen der UCLA ändern das, indem sie den ersten kumulativen Adversitätsindex für Gelbbauchmurmeltiere erstellen, der auf 62 Jahren kontinuierlicher Datenerfassung im Rocky Mountain Biological Laboratory in Colorado basiert. Dies ist die zweitlängste Studie über individuell markierte Säugetiere weltweit.

Die Studie, veröffentlicht in Ökologie Briefe, bietet Wissenschaftlern mit großen Datensätzen für andere Arten detaillierte Schritte zum Erstellen ihres eigenen CAI.

Der von ihnen entwickelte Index identifizierte einige vorhersehbare, aber auch überraschende Stressfaktoren mit erheblichen Auswirkungen auf das Überleben und die Lebensdauer der Murmeltiere. So war es beispielsweise keine Überraschung, dass ein später Beginn der Wachstumsperiode die Überlebensrate verringerte, da Murmeltiere im Sommer für ihren sieben- bis achtmonatigen Winterschlaf an Gewicht zulegen müssen. Überraschend war dagegen die Feststellung, dass die Sommerdürre keinen Einfluss hatte. Auch Raubtiere spielten eine geringere Rolle als erwartet.

Es überrascht nicht, dass der Tod der Mutter eine große Rolle spielte – aber das tat er auch, wenn er nach dem Absetzen des Welpen geschah. Das kann daran liegen, dass die Welpen nach dem Absetzen noch ein ganzes Jahr bei ihrer Mutter leben.

Um den Index zu erstellen, wählte Doktorandin Xochitl Ortiz-Ross Daten von weiblichen Murmeltieren aus, die nach 2001 geboren wurden – als die Forscher begannen, physiologischen Stress zu quantifizieren – und die bis 2019 in einer der untersuchten Kolonien blieben, um eine genaue Aufzeichnung ihrer Abstammung, ihres Alters und ihrer Lebenserfahrungen zu gewährleisten. Männchen zerstreuen sich normalerweise, während Weibchen in dem Gebiet bleiben, in dem sie geboren wurden, sodass Biologen Weibchen während ihrer gesamten Lebensspanne beobachten können.

Diese Murmeltierpopulation erstreckt sich über einen Höhenunterschied von 300 Metern, der die Population in talaufwärts und talabwärts gelegene Gruppen mit unterschiedlichen Umwelt- und demografischen Bedingungen aufteilt. Die Wissenschaftler fangen vom Frühling bis zum Spätsommer, wenn die Murmeltiere aktiv sind, alle zwei Wochen einzelne Tiere der Population und sammeln Verhaltens-, morphologische und physiologische Daten.

Ortiz-Ross identifizierte die folgenden ökologischen, demografischen und mütterlichen Faktoren, die sich alle darauf auswirken können, ob ein Jungtier sein erstes Jahr überlebt: später Saisonbeginn, Sommerdürre, Druck durch Raubtiere, große Würfe, überwiegend männliche Würfe, spätes Absetzen, geringes mütterliches Gewicht, hoher mütterlicher Stress und mütterlicher Verlust. Sie wollte herausfinden, ob diese Faktoren Auswirkungen auf die Lebensdauer eines einzelnen Tieres nach dem ersten Jahr haben.

Diese Variablen wurden in Computermodelle eingespeist, die normale, leichte, mäßige und akute Widrigkeiten quantifizierten. Alle Modelle führten zu ähnlichen Ergebnissen. Mäßige und akute kumulative Widrigkeiten verringerten die Überlebenschancen der Jungen um 30 % bzw. 40 %.

Die Überlebenschancen der Jungen waren in allen Modellen im oberen Bereich signifikant höher, während der Verlust der Mutter die Überlebenschancen in allen Modellen und im Modell mit mäßiger Belastung um bis zu 64 % verringerte. Eine geringe Muttermasse verringerte die Überlebenschancen nur im Modell mit mäßiger Belastung um 77 %, während ein spätes Absetzen die Chancen nur im standardisierten und Rohmodell um 33 % verringerte.

Überraschenderweise erhöhte die Dürre die Überlebenschancen in allen Modellen außer dem akuten Widrigkeitsmodell. Der größte Effekt war im mäßigen Widrigkeitsmodell zu beobachten.

Die durchschnittliche Lebenserwartung eines Erwachsenen betrug 3,8 Jahre, bei akuten CAIs war das Risiko negativer Auswirkungen auf die Lebenserwartung jedoch dreifach erhöht.

„Wir haben festgestellt, dass ein CAI das kurzfristige Überlebensrisiko bei Gelbbauchmurmeltieren effektiv erfasst, und selbst auf lange Sicht verkürzten erhöhte Widrigkeiten im frühen Leben die Lebenserwartung der Erwachsenen“, sagte Ortiz-Ross. „Positive Effekte haben frühere negative Effekte nicht ausgeglichen, was darauf hindeutet, dass sich Widrigkeiten bei Murmeltieren ansammeln und nicht vollständig durch positive Erfahrungen ausgeglichen werden können.“

Die Ergebnisse untermauerten die Hypothese, dass ein CAI ein nützliches Instrument zur Bewertung der langfristigen Auswirkungen mehrerer Stressfaktoren im frühen Leben von Gelbbauchmurmeltieren auf das Überleben sein kann.

„Was uns im Hinblick auf das Biodiversitätsmanagement bevorsteht, ist der Tod durch tausend Schnitte. Normalerweise untersuchen wir jeweils nur einen Faktor: Menschen, Raubtiere, Klima und so weiter“, sagt Daniel Blumstein, Co-Autor und Professor für Ökologie und Evolutionsbiologie.

„Aber diese Auswirkungen treten gemeinsam auf und haben eine kumulative Wirkung. Wir müssen herausfinden, welcher dieser Stressfaktoren – oder welche Kombination – die größte kumulative Wirkung hat, und unsere Forschung zeigt, dass das CAI dies bei Murmeltieren leisten kann.“

So könnten Schutzpläne, die sich auf diese Murmeltierpopulation konzentrieren, beispielsweise auf die Gruppe weiter unten im Tal abzielen, die überraschenderweise etwas schlechter darin abschnitt, die Müttersterblichkeit zu senken und die Gesundheit der Mütter zu verbessern. Aber sie müssen vielleicht nicht unbedingt darauf abzielen, die Raubtierjagd zu reduzieren oder den Auswirkungen der Sommerdürre entgegenzuwirken; diese Ziele erwiesen sich als nicht so wichtig wie erwartet.