Forschungsprojekt: Risikoabschätzung für Wildtiere durch den invasiven Parasiten Großer Amerikanischer Leberegel

Im Rahmen des durch die EU geförderten INTERREG-Projektes »Risikoabschätzung für Wildtiere durch den invasiven Parasiten Großer Amerikanischer Leberegel« wurden die Verbreitung und der Einfluss dieses eingeschleppten Plattwurms im Böhmerwald-Ökosystem untersucht. Der Große Amerikanische Leberegel (GAL) parasitiert verschiedene Huftierarten, wobei sowohl Wild- als auch Nutztiere befallen werden können. Während einige dieser Wirtsarten einen Befall mit dem Egel weitestgehend tolerieren, reagieren andere sehr sensibel. Die Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF) untersuchte gemeinsam mit ihren Projektpartnern, dem Nationalpark Bayerischer Wald und dem Nationalpark Šumava (Tschechien) sowie einem assoziierten Partner, dem Forstbetrieb Neureichenau (Bayerische Staatsforsten AöR) die Befallssituation vor Ort. Das Projektgebiet umfasste Teilflächen aller Projektpartner und erstreckte sich entlang der Landesgrenze zwischen Bayern und Tschechien.

Hintergrund des Projekts

Anders als sein Verwandter, der Große Leberegel (Fasciola hepatica), ist der Große Amerikanische Leberegel (Fascioloides magna) eine invasive Art. Das bedeutet, dass er gebietsfremd ist und sich potenziell negativ auf das heimische Ökosystem auswirken kann. Der GAL wurde vermutlich in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts mit dem Import von Wildtieren für die Gehegezucht aus Nordamerika auf den europäischen Kontinent eingeschleppt. Nach einem ersten Nachweis in der Nähe von Turin (Italien) im Jahr 1875 breitete er sich weiter aus. So konnte er neben diesem ersten Nachweisgebiet zwei weitere stabile Populationen etablieren, nämlich im heutigen Tschechien und in Südwestpolen und entlang der Donau-Auwälder. Obwohl bereits in den 1930er Jahren vereinzelte Nachweise in Deutschland gemeldet wurden, wurde ein dauerhaftes Vorkommen erst ein Jahrhundert später dokumentiert. Dagegen wurden seit den 1930er Jahren immer wieder Nachweise aus dem Gebiet der damaligen Tschechoslowakei gemeldet, insbesondere aus Böhmen. Seit dem Jahr 2000 wurde der Parasit wiederholt in Südwestböhmen (Tschechische Republik) nachgewiesen. Ab diesem Zeitpunkt kam es wahrscheinlich zu Übertragungen über die Grenze nach Bayern. Im Nordosten Bayerns häuften sich seit 2010 die Nachweise. Auf bayerischer Seite des Böhmerwald-Ökosystems wurde der GAL jedoch erstmals im Herbst 2019 bei einem erlegten Rothirsch festgestellt.

Während auf dem amerikanischen Kontinent unter anderem Weißwedel- und Wapitihirsche infiziert werden, befällt der Leberegel in Europa die hier heimischen Huftierarten – bevorzugt den Rothirsch. Der GAL parasitiert aber auch eine Vielzahl anderer freilebender Arten, darunter Dam- und Sikahirsch, Reh, Gams und Wildschwein. Ebenso aber auch Nutztiere, sodass Rinder-, Pferde-, Schweine-, Ziegen-, und Schafbestände potenziell durch eine Infektion gefährdet sind. Einige dieser Wirte zählen zu den sogenannten Neben- oder Irrwirten (siehe Infobox). Egel, die einen solchen Wirt nutzen, gelingt in der Regel kein Abschluss des Lebenszyklus und somit auch keine Reproduktion. Menschen werden von dem GAL nicht befallen. Der Lebenszyklus des GAL ist komplex und beinhaltet neben dem Endwirt semi-aquatische Schnecken als Zwischenwirte.

Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden vor dem beschriebenen Hintergrund die aktuellen Infektionsraten (Prävalenz) bei Rothirschen, Rehen und Wildschweinen im Projektgebiet erhoben. Zudem wurde die Verbreitung der Zwischen- und Endwirte untersucht, um mögliche Infektionshotspots zu lokalisieren. Zusammengefasst waren die Ziele des Projektes die folgenden:

  • Modellierung der räumlichen Verteilung von Zwischen- und Endwirten unter Zuhilfenahme von Umweltparametern
  • Untersuchung der Interaktion zwischen Parasit und Endwirt
    • Feststellung der Verbreitung und Häufigkeit des Parasiten über die Untersuchung von Lebern der Endwirte und Losungsproben (Kotproben)
    • Untersuchung des Einflusses des Parasiten auf die Kondition und Konstitution der Endwirte
    • Lokalisierung von Infektionshotspots für Endwirte
  • Integration lokaler Akteure in die Untersuchungen und nachhaltige Informationsvermittlung über diesen Parasiten

Der Lebenszyklus des Großen Amerikanischen Leberegels

Der Lebenszyklus des GAL umfasst zahlreiche Larvenstadien und beinhaltet einen Wirtswechsel vom Zwischen- zum Endwirt (Abb. 1). Der Lebenszyklus des GAL beginnt mit den Eiern, welche von den spezifischen Endwirten ausgeschieden werden. In einer feuchten Umgebung können sich aus ihnen Larven entwickeln, welche je nach Umgebungstemperatur nach wenigen Wochen schlüpfen. Diese Larven sind freischwimmend und werden Wimpernlarven (Mirazidien) genannt. Da sie nur sehr kurzlebig sind, müssen sie innerhalb weniger Stunden einen geeigneten Zwischenwirt finden. Diese können in Europa zwei Arten semi-aquatischer Schnecken sein, welche zu der Familie der Schlammschecken (Lymnaeidae) gehören: die kleine Sumpfschnecke (Galba truncatula) oder seltener die Alpen-Schlammschnecke (Radix labiata).

Abb. 1: Lebenszyklus des Großen Amerikanischen Leberegels. (© Pavel Procházka, NP Šumava)

Abb. 1: Lebenszyklus des Großen Amerikanischen Leberegels. 1. adulter Egel in der Leber eines Endwirts, 2. Ei, 3. Mirazidium, Entwicklung über Sporozyste zu Mutter- und Tochterredien in den Zwischenwirten Alpen-Schlammschnecke (Radix labiata, 4.) oder Kleine Sumpfschnecke (Galba truncatula, 5.), 6. Zerkarie, 7. Metazerkarie. (© Pavel Procházka, NP Šumava)

Diese Parasitenlarven dringen in ihre Zwischenwirte durch ihre Außenhaut ein. In den Schnecken entwickelt sich die Mirazidie zur Sporozyste, aus der über sogenannte Mutter- und Tochterredien mehr als 1.000 Zerkarien hervorgehen können. Nachdem diese Zerkarien die Schnecken wieder verlassen haben, lagern sie sich als Zyste an Pflanzenbestandteilen an. Diese mikroskopisch kleinen Zysten sind nicht mit dem menschlichen Auge erkennbar, aber in ihnen sind die für den Endwirt schlussendlich infektiösen Metazerkarien enthalten. Besonders gut können die Zysten in feuchter Umgebung überdauern, sodass sie mehrere Monate infektiös bleiben können. Im Allgemeinen hat auch die Temperatur Auswirkungen auf den Lebenszyklus des GAL: Niedrige Temperaturen verlangsamen zwar den Entwicklungsprozess, führen aber nicht immer zum Absterben des Parasiten. Deshalb können Parasiteneier oder die Larvenstadien in der Schnecke den Winter überdauern und ihre Entwicklung im nächsten Frühjahr fortsetzen.

Nimmt ein Endwirt, beispielsweise ein Rothirsch, Pflanzenmaterial auf, an dem sich infektiöse Zysten abgelagert haben, gelangen diese in seinen Verdauungstrakt. Die Metazerkarien verlieren dort ihre Schutzhülle und dringen über die Darmwand in die Bauchhöhle ihres Wirts ein. Von dort aus erreichen sie die Leber, in deren Gewebe der Egel nun wandert und dabei Fraßgänge anlegt. Dadurch wird die Leber geschädigt – adulte Leberegel können immerhin eine Größe von rund 3,5 x 10 Zentimetern erlangen (Im Vergleich: der heimische große Leberegel erreicht eine Größe von rund drei Zentimetern). Der Parasit hört meist auf zu wandern, sobald er auf einen Artgenossen stößt. Das Immunsystem des Wirts beginnt daraufhin die Parasiten in eine faserige Gewebehülle, der sogenannten Pseudozyste, einzuschließen. In der Pseudozyste erreichen die Egel die Geschlechtsreife. Egel, die in der Leber ihres Wirts auf keinen Artgenossen stoßen, können sich einzeln in eine Zyste einschließen und sich asexuell reproduzieren. Auf beiden Wegen wird eine große Anzahl an Eiern produziert. Die Pseudozysten sind in den spezifischen Endwirten über Gallengänge mit deren Darm verbunden. Über diesem Weg gelangen die Parasiteneier mit dem Kot des Wirts in die Umwelt und der Zyklus beginnt von neuem.

Wildtierbiologische Methoden

Um die oben genannten Projektziele zu erreichen, wurden verschiedene wildtierbiologische Methoden angewandt. So wurden zunächst die beiden Schneckenarten, welche der GAL als Zwischenwirte nutzt, im Sommer 2021 an 865 Standorten kartiert und Umweltparameter an den Fundorten erhoben. Anschließend wurde das Vorkommen beider Arten unter Zuhilfenahme der bevorzugten Umweltparameter für die gesamte Projektfläche modelliert. Auch die Verbreitung der Endwirte sollte abgeschätzt werden. Dafür wurden Fotodaten aus dem bereits abgeschlossenen Forschungsprojekt „Neue Wege zu einem grenzüberschreitenden Rotwildmanagement in Zeiten des Klimawandels“ erneut verwendet. Diese wurden ebenfalls mit Umweltvariablen verschnitten.

Da auch die aktuelle Verbreitung von Infektionen mit dem GAL im Untersuchungsgebiet ermittelt werden sollte, wurden Losungsproben aus den Rothirsch-Wintergattern in den Wintern 2020/21 und 2021/22 auf Leberegeleier hin untersucht. Es wurde vermutet, dass die Wintergatter mögliche Infektionshotspots darstellen, da sie zum einen über Wasserstellen verfügen, welche potenzielle Habitate für die Zwischenwirte darstellen. Zum anderen wird während der Wintermonate in den Gattern durch die hohe Dichte an Hirschen viel Losung auf kleinem Raum abgegeben. Infizierte Tiere bringen hier verstärkt Parasiteneier in das Habitat ein. Mit steigenden Temperaturen entwickeln sich im Frühjahr aus den Eiern Parasitenlarven. Da die Gatter auch im Sommer durch die Hirsche genutzt werden, kann sich so der Lebenszyklus des GAL schließen. Die Bedingungen in den Gattern sind aufgrund der in der Regel vorhandenen Anbindung an Gewässer, die den Zwischenwirten günstige Lebensbedingungen bieten, sowie die konzentrierte Losung der überwinternden Rothirsche somit für den Parasiten besonders günstig.

Als weitere Nachweismethode standen die Lebern von erlegten Rothirschen, Rehen und Wildschweinen aus dem Jagdjahr 2021/22 für Untersuchungen zur Verfügung, wobei Rehe und Wildschweine nur im Nationalpark Šumava und im Forstbetrieb Neureichenau beprobt wurden.

Die wichtigsten Ergebnisse

Abb. 2: Gebiete mit erhöhtem Infektionsrisiko für Rothirsche.Zoombild vorhanden

Abb. 2: Gebiete mit erhöhtem Infektionsrisiko für Rothirsche.(© Marc Velling, NP Bayerischer Wald )

Aus der Verschneidung der Umweltparameter mit den erhobenen Nachweisen, wurden flächendeckende Verbreitungskarten für Rothirsche, Rehe und Wildschweine, sowie für die Zwischenwirte erstellt. Die Lebensraumnutzung der Wirtstiere ist von entscheidender Bedeutung für ihr Infektionsrisiko. Da der GAL im Projektgebiet vor allem Rothirsche für seine Reproduktion nutzt, wurden durch die Verschneidung des Vorkommens von Rothirschen mit dem der Zwischenwirte diejenigen Gebiete ermittelt, in welchen sich die voraussichtlichen Infektionshotspots für Endwirte befinden (Abb. 2).
Abb. 3: Anteil der Losungsproben aus den Rothirsch-Wintergattern, in denen Eier des Großen Amerikanischen Leberegels nachgewiesen werden konnten.Zoombild vorhanden

Abb. 3 (© Marc Velling, NP Bayerischer Wald)

In neun der 16 Wintergatter wurde der Große Amerikanische Leberegel nachgewiesen. Das Gatter »Zadni Chalupy« im Nordwesten des Nationalparks Šumava zeigte mit 78 Prozent eine besonders hohe Dichte GAL-positiver Losungsproben (Abb. 3). Betrachtet man die Karte der potenziellen Infektionshotspots (Abb. 2), liegt dieses Gatter in einer Region mit einem hohen Risiko.
Abb. 4: Prozentualer Anteil der durch den Großen Amerikanischen Leberegel befallenen Rothirschlebern in den einzelnen Teilen des ProjektgebietsZoombild vorhanden

Abb. 4:Anteil der durch den GAL befallenen Rothirschlebern getrennt nach Geschlecht und Altersklasse. (© Tomáš Peterka, NP Šumava)

Der GAL wurde auf der bayerischen Seite des Böhmerwald-Ökosystems erstmals 2019 nachgewiesen. Innerhalb des kurzen Projektzeitraums von zwei Jahren, konnte er jedoch durch systematische Beprobungen bereits flächendeckend festgestellt werden. Im Nationalpark Šumava waren rund 27 Prozent der beprobten adulten Rothirsche mit dem Parasiten befallen. Etwas geringer war die Prävalenz im Nationalpark Bayerischer Wald (rund 21%) und im Forstbetrieb Neureichenau (rund 18%). Auffällig war die unterschiedliche Infektionsrate zwischen den Geschlechtern (Abb. 4): Männliche Tiere, die auf der bayerischen Seite des Projektgebiets erlegt wurden, waren seltener infiziert, was eventuell auf Unterschiede im Raumnutzungsverhalten zurückzuführen ist. Die Gruppe, die die höchsten Befallsraten aufwies, waren die adulten weiblichen Hirsche mit rund 36% befallener Individuen. Ältere Tiere waren häufiger infiziert. Kälber waren dagegen nur vereinzelt befallen (weniger als 4 %). Nur in einer von 155 untersuchten Rehlebern konnte der GAL nachgewiesen werden. Keine der 482 Wildschweinlebern war befallen. Reh- und Schwarzwild spielen für das aktuelle Infektionsgeschehen somit keine Rolle. Bezüglich der Auswirkungen des Befalls mit dem GAL auf Kondition und Konstitution der Rothirsche konnten im Rahmen des Projektes im Böhmerwaldökosystem derzeit keine signifikanten Ergebnisse festgestellt werden.

Handlungsempfehlungen und Ausblick

Das beschriebene Projekt lieferte bereits aufschlussreiche Erkenntnisse über die Infektionslage im Projektgebiet und konnte vorhandene Wissenslücken über die Verbreitung des GAL auf bayerischer und tschechischer Seite schließen. Doch die Projektergebnisse stellen lediglich eine Momentaufnahme dar. Die bereits in wenigen Projektjahren ermittelten und zum Teil erheblichen Infektionsraten betonen die Notwendigkeit eines Monitorings des Infektionsgeschehens, denn es ist davon auszugehen, dass sich die Ausbreitung des GAL momentan in einer dynamischen Phase befindet.

Die Möglichkeiten eine weitere Ausbreitung des GAL aktiv einzudämmen sind begrenzt und setzen an unterschiedlichen Stellen des Lebenszyklus des Parasiten an. Ihnen ist gemein, dass sie nach einer engen Zusammenarbeit von Gebietsverwaltungen, Landwirten, Jagdausübenden sowie Organisationen des Jagd- und Wildtiermanagements verlangen. Dies sollte über nationale Grenzen hinaus erfolgen, da Rothirsche diese in Zuge ihrer Migrationsbewegungen überschreiten, wie vorangegangene Studien im Böhmerwald-Ökosystem zeigen. Da sowohl die Temperatur wie auch die Verfügbarkeit feuchter Flächen einen Einfluss auf den Lebenszyklus des GAL haben, erlangt die Beobachtung der Ausbreitungsdynamik des Parasiten vor dem Hintergrund eines sich verändernden Klimas zusätzliche Bedeutung. Im Folgenden werden stichpunktartig mögliche Empfehlungen für das künftige Parasitenmanagement genannt:

  • Das weitere Monitoring der Befallsraten des Wildtierbestands ist notwendig, um die Infektionsdynamik in den kommenden Jahren nachvollziehen zu können. Hierzu empfiehlt sich grundsätzlich eine möglichst großräumige standardisierte Beprobung. Jede Leber sollte sorgfältig vom Erleger untersucht werden.
  • Die Nutzung von nassen und feuchten Lebensräumen durch Rothirsche sollte nicht gefördert werden. Folglich wird das Schließen der Wintergatter über den Sommer, der Hauptinfektionszeit der Endwirte, als präventive Maßnahme empfohlen. So könnten Infektionen während des Sommers vermindert werden, da die Gatter durch die Dichtekonzentrationen der Rothirsche und somit einem hohen Losungsaufkommen im Winterhalbjahr mögliche Infektionshotspots darstellen. Dies sollte auch beim Anlegen von Kirrungen beachtet werden.
  • Die medikamentöse Behandlung von Wildtieren ist im Allgemeinen schwierig, da die Dosierung schwer zu kontrollieren ist und die Wirksamkeit aufgrund wiederholter Infektionen oft nicht anhält. Sie stellt daher, insbesondere in Schutzgebieten keine geeignete Maßnahme zur Eindämmung dar.

Einteilung der GAL-Endwirte

Die Klassifizierung der Endwirte hängt davon ab, ob der GAL in ihnen den Entwicklungszyklus abschließen kann, sodass Eier in die Umwelt freigesetzt werden.

Spezifische Endwirte:

  • Reproduktion des GAL möglich
  • In Europa Vertreter der Cervidae: Rothirsch (Cervus elaphus), Damhirsch (Dama dama), Sikahirsch (Cervus nippon)
  • Befall durch einzelne Parasiten meist symptomlos, bei starkem Befall Gewichtsabnahme und bei männlichen Wirten Einschränkung der Geweihbildung möglich; Tod nur bei äußerst massivem Befall

Nebenwirte:

  • Immunsystem bildet in der Leber Pseudozysten, die aber dickwandig und selten über Gallengänge mit dem Darm verbunden sind; produzierte Parasiteneier können die Pseudozyste folglich nicht verlassen
  • Beispiele: Hausrind (Bos taurus), Hauspferd (Equus caballus), Hausschwein (Sus scrofa f. domestica), Wildschwein (Sus scrofa)
  • Ähnliche Krankheitssymptome wie die spezifischen Endwirte, Infektionen beim Rind fast immer klinisch unauffällig

Irrwirte:

  • Keine Bildung von Pseudozysten
  • Reh (Capreolus capreolus), Hausziege (Capra aegagrus f. hircus), Hausschaf (Ovis gmelini f. aries), Gams (Rupicapra rupicapra)
  • Besonders durch einen Befall gefährdet, da das andauernde Wanderverhalten des Egels in der Leber diese in besonderem Maße schädigt; auch geringer Befall kann unbehandelt innerhalb weniger Monate zum Tod führen

Das Projekt »Risikoabschätzung für Wildtiere durch den invasiven Parasiten Großer Amerikanischer Leberegel« (Laufzeit: April 2021 – Dezember 2022) wurde überwiegend durch das Programm zur grenzübergreifenden Zusammenarbeit Freistaat Bayern-Tschechische Republik Ziel ETZ 2014-2020 (INTERREG V) finanziert .

Projektpartner:

Projektpartner Leberegel Logos