Mainz, Universiẗat, Diss., 2002.

Zugl.: Berlin, Freie Universiẗat, Diss., 2007.

Tübingen, Univ., Diss., 2002.

Diss., 2005--Berlin : Freie Universiẗat. / Dateiformat: zip, Dateien im PDF-Format. Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2005.

University, Diss., 2004--Marburg.

Der Bewegungsapparat der Sciuromorpha, einer monophyletische Gruppe von ca. 300 Arten, wurde verwendet um den Effekt der Lebensweise und der Körpermasse auf die Scapula- und Femurmorphologie zu untersuchen. Diese Nagetierklade weist eine breite Vielfalt an Lebensweisen (arboreal, fossoriell, aerial) als auch Körpermassen (drei Größenordnungen umfassend) auf. Die fossorielle Lebensweise hat sich höchstwahrscheinlich dreimal unabhängig von einem arborealen Vorfahren entwickelt. Mehr als die Hälfte der rezenten Arten wurden untersucht. Die Scapulae wurden fotografiert, während Computertomographie (CT) und Oberflächenlaserscans für die Femora verwendet wurden. Es wurden funktionsrelevante Merkmale analysiert, wie die effektive Länge der Skelettelemente, die Muskeleigenschaften soweit aus der Geometrie der Knochen ableitbar, sowie die Robustheit. Die CT-Scans wurden verwendet, um die Querschnitts- und Trabekeleigenschaften des Femurs zu analysieren. Die Gestalt wurde mittels geometrischer Morphometrie untersucht. Phylogenetic comparative methods wurden unter anderem verwendet, um den Einfluss der Phylogenie zu beurteilen als auch, ob sich die unabhängige Aneignung einer fossoriellen Lebensweise in der Evolution homoplastischer Morphologien widerspiegelt. Die Phylogenie spielte bei der Merkmalsevolution eine vernachlässigbare Rolle. Das Auftreten signifikanter Merkmalsunterschiede zwischen den Lebensweisen sowie allometrischer Anpassungen aufgrund Veränderungen in der Körpermasse hingen von dem jeweiligen Merkmal ab. Bei einigen Merkmalen unterschied sich der Einfluss der Körpermasse signifikant zwischen den einzelnen Lebensweisen, was aber nicht die Regel zu sein scheint. Die Evolution homoplastischer Morphologien war sehr unwahrscheinlich bei den fossoriellen Gruppen. Diese Ergebnisse deuten auf eine komplexe, aber adaptive Evolutionsgeschichte dieser Skelettelemente bei den Sciuromorpha hin. / The vertebrate locomotor apparatus of Sciuromorpha, a monophyletic group of ca. 300 species, was used to investigate the effect of lifestyle and body mass on the scapular and femoral morphology. This rodent clade displays a broad diversity of lifestyles (arboreal, fossorial, aerial) and body masses spanning three orders of magnitude. The fossorial lifestyle evolved most probably three times independently from an arboreal ancestor. More than half of the extant species were included. Scapulae were photographed and computed tomography (CT) and surface laser scans were acquired for the femora. Functionally relevant traits were analysed, e.g., the effective length of the skeletal element, the properties of attaching muscles as inferred from the geometry of the bones, and robustness properties. The CT scans were used to analyse the cross-sectional and trabecular properties of the femur. Bone shape was investigated using geometric morphometrics. Phylogenetic comparative methods were utilized, e.g., to assess phylogenetic inertia and whether the independent acquisition of a fossorial lifestyle is reflected in the evolution of homoplastic morphologies. Phylogenetic inertia played a neglectable role in the trait evolution. Significant differences among lifestyles as well as allometric scaling adjustments depended on the trait under consideration. For some traits, scaling differed significantly among lifestyles, although this did not appear to be the rule. Morphological homoplasy was unlikely among the fossorial groups. The results suggest a complex, but adaptive evolutionary history of these skeletal elements in Sciuromorpha.

In diese Dissertation, Ich konzentriere mich insbesondere darauf, wie die Artbestimmung in der Gattung Eimeria mit der Wirtsspezifität bei Nagetierarten zusammenhängt. Zunächst bietet diese Arbeit eine Reihe von Methoden zur Beurteilung der Prävalenz auf der Ebene der Parasitenarten in Mus musculus. Als Ergebnis war es möglich, drei verschiedene Eimeria-Spezies zu identifizieren, Mäuse mit Doppelinfektionen zu erkennen und die artenspezifische Prävalenz in Abhängigkeit von der Wirtsdichte vorherzusagen. Zur Identifizierung von Eimeria spp. über verschiedene Wirtsarten hinweg wurde eine neuartige Hochdurchsatz-Multi-Locus-Genotypisierungsmethode etabliert und mit der auf zuvor etablierten Markern basierenden Einzelmarker-Genotypisierung verglichen. Dies bestätigte, dass die Art E. falciformis in einer einzigen Wirtsart, der Hausmaus, vorkommt. E. vermiformis und E. apionodes konnten jedoch nicht unterschieden werden, was auf eine einzige Art mit breitem Wirtsspektrum hindeutet. E. vermiformis und E. apionodes konnten jedoch nicht unterschieden werden, was auf eine einzige Art mit breiter Wirtsverwendung in einem phylogenetischen Artkonzept schließen lässt. Diese Ergebnisse zeigen, dass die hohe Wirtsspezifität, die traditionell für Eimeria-Parasiten angenommen wird, fragwürdig ist und dass die Identifizierung von Arten durch Wirtsassoziation vermieden werden sollte. Durch molekulare Amplifikation, Sequenzierung, Genotypisierung und phylogenetische Analyse war es möglich, Eimerien auf Artniveau zu identifizieren und die Wirtsspezifität in Isolaten aus natürlichen Systemen in Frage zu stellen. In einer breiteren Perspektive betonte diese Arbeit die Notwendigkeit, Strategien bei der Erkennung, Quantifizierung und Identifizierung von Parasiten zu standardisieren und zu kombinieren, um ein besseres Verständnis auf evolutionärer und ökologischer Ebene zu erlangen. / This PhD thesis combines different approaches for parasite identification to assess the diversity of parasites in natural systems. Particularly, I focus on how species identification in the genus Eimeria is linked to its host specificity in rodent species. First, this thesis provides a set of methods to assess prevalence at the species level in Mus musculus systems. The approach integrates morphological description with molecular methods for detection, niche approximation and phylogenetic reconstruction. As a result, three different Eimeria species were identified, mice with double infections were detected and species-specific prevalence were predicted to be host density-dependent. For identification of Eimeria spp. across different host species, a novel high-throughput multi-locus genotyping was established and compared with single-marker genotyping. The multi-locus genotyping approach provided a higher resolution to distinguish closely related Eimeria isolates. This confirmed the species E. falciformis to have a single host species, the house mice. However, E. vermiformis and E. apionodes could not be distinguished suggesting a single species with broader host usage in a phylogenetic species concept. These findings show that the high host specificity traditionally assumed for Eimeria parasites is questionable, and that identification of species by host association should be avoided. The approaches for identification of Eimeria spp. Developed here allowed differentiation of closely related isolates with indistinguishable morphology. Molecular amplification, sequencing, genotyping and phylogeny allowed the identification of Eimeria at species level and to question host specificity in isolates from natural systems. In a broader perspective, this work emphasised the necessity to standardise and combine strategies in parasite detection, quantification and identification to gain better understanding at an evolutionary and ecological level.

Hantaviren (Familie Bunyaviridae) sind Erreger, die von Nagetieren auf den Menschen übertragen werden und Hämorrhagische Fieber mit Renalem Syndrom (HFRS) auslösen. Die vorgelegte Arbeit beinhaltet derartige Ergebnisse zu zwei europäischen Hantaviren, dem Dobravavirus (DOBV) und dem Tulavirus (TULV). DOBV ist ein wichtiger HFRS-Erreger in Europa. DOBV Stämme kommen in mindestens zwei Nagerspecies, der Gelbhalsmaus (Apodemus flavicollis) und der Brandmaus (A. agrarius) vor. In Übereinstimmung mit diesen natürlichen Wirten bilden die Virusstämme zwei genetische Linien: DOBV-Af und DOBV-Aa. Die phylogenetischen Analysen von den Nukleotidsequenzen der S-, M- und L-Segmente von sympatrisch vorkommenden DOBV-Af und DOBV-Aa Stämmen aus Mitteleuropa zeigten das Vorkommen von Reassortmentprozessen der Genomsegmente während der Evolution der Virusspecies. Ausserdem, wurde die virale Nukleotidsequenz aus einem DOBV-seropositiven HFRS-Patienten aus Detschland amplifiziert. Damit wurde erstmalig der molekulare Beweis erbracht, dass DOBV in Mitteleuropa HFRS auslöst und dass die DOBV-Aa Linie humanpathogen ist. Aus einer in der Slowakei gefangenen A. agrarius Maus haben wir ein neues Virusisolat gewonnen, welches "Slovakia (SK/Aa)" genannt wurde. SK/Aa ist das bisher einzige Virusisolat, das die DOBV-Aa Linie repräsentiert. Es wurde gemeinsam mit einem Isolat der DOBV-Af Linie zur vergleichenden Typisierung der Antikörper von mitteleuropäischen HFRS-Patienten mittels Fokusreduktionsneutralisationstest eingesetzt. Die Seren der meisten Patienten zeigten die höchsten neutralisierenden Antikörpertiter gegenüber SK/Aa, was die Schlussfolgerung zulässt, dass DOBV-Aa Stämme für die meisten DOBV-Infektionen in Mitteleuropa verantwortlich sind. TULV wird durch die Feldmaus (Microtus arvalis) beherbergt. Die Fähigkeit zur Auslösung von HFRS war bisher wenig bekannt. Wir haben den ersten Fall von HFRS gefunden, der mit einer TULV Infektion assoziiert ist. Aus demselben geographischen Gebiet in Nordostdeutschland konnten aus Feldmäusen TULV Nukleotidsequenzen amplifiziert werden. In phylogenetischen Analysen clustern sie mit Stämmen aus Polen und bilden mit diesen gemeinsam eine eigene, neue genetische Linie. Ausser dem hier untersuchten DOBV und dem länger bekannten Puumalavirus ist TULV offenbar das dritte Hantavirus, das in Mitteleuropa HFRS hervorruft. / Hantaviruses (Bunyaviridae family) are rodent-borne bunyaviruses that cause hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) in Eurasia. This thesis presents novel data about two European hantaviruses, Dobrava virus (DOBV) and Tula virus (TULV). DOBV is an important etiologic agent of HFRS in Europe. DOBV strains were found to be hosted by at least two different rodent species, yellow-necked mouse (Apodemus flavicollis) and striped field mouse (A. agrarius). According to their natural hosts they form the distinct genetic lineages DOBV-Af and DOBV-Aa, respectively. We have determined and analysed the complete S and M, and partial L segment nucleotide sequences of sympatrically occurring DOBV-Af and DOBV-Aa strains from Central Europe. Molecular phylogenetic analyses gave evidence for genetic reassortment in the evolution of the virus species. Moreover, we amplified a DOBV-Aa nucleotide sequence from a DOBV-seropositive HFRS patient from Germany. This is the first molecular identification of human infection by DOBV in Central Europe and the first direct proof that a virus strain related to the DOBV-Aa lineage, carried by A. agrarius rodents, is able to cause HFRS. Under biosafety level 3 conditions, we have established a DOBV isolate named Slovakia (SK/Aa) from an A. agrarius animal captured in Slovakia. SK/Aa, as the only isolate clearly belonging to the DOBV-Aa lineage, can be taken as the representative of this virus lineage. The new virus isolate, in comparison to a DOBV-Af strain, was used for serotyping neutralising antibodies of HFRS patients in Central Europe by the use of a focus reduction neutralisation assay. Most patients'' sera exhibited a higher end-point titer towards SK/Aa suggesting that DOBV-Aa strains are responsible for most of the DOBV HFRS cases in this region. TULV is carried by European common voles (Microtus sp.). Its pathogenic potential for humans was rather unknown. We have described the first case of HFRS which can be associated with TULV infection. Moreover, TULV strains detected in M. arvalis near the home village of the patient in North-East Germany clustered with strains from Poland and represent a new, well-supported genetic lineage within the TULV species. In addition to DOBV and longer known Puumala virus, TULV is most likely an additional causative agent of HFRS in Central Europe.