Die Kleinsäugerfauna und ihre ökologische Bedeutung für Zecken und zeckenübertragene Krankheiten verschiedener Habitate des Bienwalds, Rheinland-Pfalz

In den letzten Jahrzehnten sind Zecken und die von ihnen übertragenen Pathogene zunehmend ins Blickfeld der Öffentlichkeit gerückt. Zecken gehören zu den blutsaugenden Arthropoden, die in der nördlichen Hemisphäre, Europa und Nord-Amerika, die größte Bandbreite an humanpathogenen Erregern übertragen und mehr Krankheitsfälle verursachen als jeder andere Vektor. Es gibt Hinweise darauf, dass medizinisch bedeutsame Zeckenarten ihre Verbreitungsgebiete ausweiten und daraus ein höheres gesundheitliches Risiko für den Menschen resultiert.
Dennoch gibt es wenig Untersuchungen, die das Vorkommen von Zecken, ihre Populationsdynamik und die Interaktionen zwischen Zecken und Wirten in natürlicher Umgebung eingehend untersuchen. ... mehrGleichzeitig fehlen Studien, die das komplexe Zusammenspiel zwischen Zecken und zecken-übertragenen Pathogenen untersuchen, vor allem wenn Reservoir-Wirte in den Transmissions-Zyklus eingebunden sind.
Zahlreiche Studien aus den USA und Europa verweisen auf eine besondere Bedeutung von Kleinsäugern für die Entwicklung von Zeckenpopulationen und den von ihnen übertragenen Pathogenen. Für den Erhalt eines Pathogens in natürlicher Umgebung muss dieses von einer Zecke entweder über Blutmahlzeit an einem infizierten Wirt oder mittels Ko-Feeding an ein und demselben Wirt aufgenommen werden. Dabei parasitieren die unterschiedlichen Stadien an verschiedenen Wirten. Die ersten Entwicklungsstadien, Larve und Nymphe, suchen kleinere Säuger für ihre Blutmahlzeit auf, während die adulten Stadien an größeren Wirten wie Rehen oder Hirschen saugen. Der Einfluss dieser Wirte auf die Zeckenabundanz und die von ihnen übertragenen Pathogene sollte in der vorliegenden Studie in verschiedenen Habitaten untersucht werden.
Dazu wurden an drei Standorten im Bienwald, Rheinland-Pfalz, in drei aufeinander folgenden Jahren (2014-2016) Kleinsäuger mit Lebend-Fallen gefangen und auf Zecken untersucht. Die abgesammelten Zecken wurden hinsichtlich Art und Stadium bestimmt und anschließend auf drei Erreger, Borrelia burgdorferi s.l., Rickettsia spp. und Anaplasma phagocytophilum, untersucht. Ergänzend wurden wirtssuchende Zecken mittels Flaggen von der Vegetation abgesammelt und ebenfalls auf die genannten Pathogene getestet. Die gewonnenen Ergebnisse wurden durch weitere Daten zur Zeckenfauna aus dem Bienwald ergänzt und mit einer methodisch identischen Studie zu Kleinsäugern und deren Zecken sowie Pathogenen aus Baden-Württemberg verglichen.
In meiner Studie konnte gezeigt werden, dass deutlich geringe Abundanzen von Kleinsäuger-Populationen an den beprobten Standorten im Bienwald als in der Studie in Baden-Württemberg vorlagen, was auf besondere Bedingungen in den Habitaten des Bienwaldes zurückgeführt werden kann. Dennoch war die Kleinsäuger-Gemeinschaft in ihrer Zusammensetzung mit der der Habitate in Baden-Württemberg vergleichbar. Trotz geringerer Abundanz der Kleinsäuger wiesen diese einen annähernd gleichen Befall mit Zeckenarten und -stadien auf, wie er an den Standorten in Baden-Württemberg festgestellt wurde. Damit wird das Ergebnis der baden-württembergischen Studie, dass Kleinsäuger-Populationen nur einen geringen Einfluss auf die Zeckendichte in den Untersuchungsgebieten haben, bestätigt und erneut herausgestellt, dass Zecken-Wirts-Interaktionen in Europa anderen Mechanismen unterliegen als die in den USA.
Daraus resultiert eine besondere ökologische und epidemiologische Bedeutung der hauptsächlich gefundenen Art I. ricinus, die stabile Populationen im Bienwald ausbildet, unabhängig von Kleinsäuger- oder Rehwild-Aufkommen. Da diese Art Vektorpotenzial für alle getesteten Pathogene besitzt, ergibt sich trotz geringerer Abundanzen als in Baden-Württemberg ein hohes Infektionsrisiko für den Menschen. Dabei zeigten sich spezifische Reservoir-Vektor-Pathogen-Systeme: Während die Prävalenzen für Borrelia spp. wegen der geringen Kleinsäuger-Abundanz im Bienwald niedrig lagen und wegen fehlender transovarialer Transmission auch im Vektor gering waren, zeigte sich für Rickettsia spp. ein von Kleinsäugern unabhängiger Zyklus, der unter natürlichen Bedingungen allein durch den Vektor erhalten bleibt. Daraus resultiert ein hohes Infektionsrisiko für den Menschen. Die Prävalenzen für A. phagocytophilum schwankten in den drei Beprobungsjahren stark und lassen den Schluss zu, dass dieses Pathogen offenbar zur Resistenzbildung im Wirt führt und daher nur in bestimmten Jahren im Vektor auftritt und auf den Menschen übertragen werden kann.
Die Ergebnisse meiner Studie verdeutlichen die Notwendigkeit von Langzeitstudien zu Zecken, ihren Wirten und den zeckenübertragenen Pathogenen. Da in meiner Studie zahlreiche Erst-Nachweise für Pathogene in bestimmten Zeckenarten sowie zahlreiche Ko-Infektionen von Pathogenen in Zecken nachgewiesen werden konnten, bestätigt sich die bedeutende epidemiologische Rolle von Zecken und zeckenübertragenen Pathogenen.

Over the last few decades our awareness of ticks and the pathogens they transmit has increased substantially. Ticks belong to blood-ingesting arthropods and in the northern hemisphere, Europe and North-America, they transmit a greater variety of pathogens, inducing more cases of human illness than any other arthropod vector group.
There is also evidence that the distribution and abundance of medically important tick species have been increasing over recent years, causing a higher risk for public health.
Up to now, there is a lack in our understanding of the factors that influence the distribution and dynamics of ticks in their natural environment, and there are only few studies on the complex relationships between ticks and the pathogens that they transmit, particularly those involving host animals.
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There are numerous studies in the US and Europe which point out the role of small mammals in the natural cycle of ticks and tick-borne diseases. To maintain a pathogen in the environment it has to be picked up by a tick either by having a bloodmeal on an infected host or via co-feeding on the same host. The immature stages, larva and nymph, tend to feed on small mammals while the adults prefer larger animals like roe deer or cervids. One aim of this study was to investigate the influence of these hosts on the abundance of ticks and tick-borne pathogens in different habitats.
For three consecutive years (2014-2016) small mammals were captured in three model habitats in the Bienwald, Rhineland-Palatinate. The trapped animals were examined for ticks and the specimens collected were subsequently analyzed for the presence of three important tick-borne pathogens, Borrelia burgdorferi s.l., Rickettsia spp. and Anaplasma phagocytophilum. Additionally questing ticks were sampled from vegetation by flagging and tested for the agents mentioned above. Results were supplemented by further data of the tick fauna in the Bienwald and compared to a methodically identic study from Baden-Württemberg on small mammals, their ticks and pathogens.
Results of my study show clearly lower abundances of small mammal populations in the examined habitats in the Bienwald compared to the study placed in Baden-Württemberg due to particular conditions in the habitats of the Bienwald. However, one can compare the small mammal composition with the one of the sites in Baden-Württemberg. Despite lower abundances of small mammals tick infestation level and tick species were comparable to the sites in Baden-Württemberg. Therefore the result of the study from Baden-Württemberg has been confirmed, pointing out that small mammal populations are of minor influence on tick population densities in the examined places, emphasizing the different mechanisms regulating tick host interaction in Europe and the USA.
The ecological and epidemiological importance of the species I. ricinus has been highlighted in my study. This species develops stable populations in the Bienwald independent of small mammal or roe deer abundance. The high vector potential for all of the analysed pathogens results in a high infection risk for humans.
At the same time specific reservoir-vector-pathogen systems were detected. While the prevalences for Borrelia spp. were low because of the little small mammal abundances and ineffective transovarial transmission in the vector tick, for Rickettsia spp. there was an endemic cycle independent of small mammals supported by the vector. Hence, the potential risk for humans to acquire infection is high. Prevalences for A. phagocytophilum fluctuated over the years leading to the conclusion that host animals might develop resistance against the pathogens resulting in high incidence in the vector only in some years. Thus infection risk for humans is year-dependent.
The results of my study emphasize the urgent need for long-term studies on ticks, their hosts and the tick-borne pathogens. My study has provided the first demonstration of specific pathogens in different tick species as well as numerous co-infections with pathogens indicating its significance for tick-borne disease epidemiology.