Gefährdete Spezies in Menschenobhut zu reproduzieren und zu erhalten soll dem weltweiten Rückgang zahlreicher Papageienarten entgegenwirken. Der Erfolg solcher Zuchtprogramme wird unter anderem durch begrenzte Kenntnisse über physiologische und pathologische Vorgänge im Fortpflanzungssystem dieser Vogelordnung erschwert. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Etablierung aussagekräftiger Parameter zur Einordnung des Reproduktionsstatus von männlichen Papageienvögeln. Dabei wurde ein Probenumfang fixierter, männlicher Reproduktionsorgane acht verschiedener Gattungen mit standardisierten histologischen und immunzytochemischen Methoden untersucht. Im Vordergrund stand die morphologische Beurteilung der untersuchten Gonaden im Bezug auf Fortpflanzungsaktivität und -status. Gleichzeitig sollten die immunzytochemischen Analysen Aufschluss über die beteiligten Hormone und Enzyme geben. Für die Etablierung vogel-spezifischer Marker wurde als Vertreter der Psittaciformes der Wellensittich (Melopsittacus undulatus, n=45) als Modellspezies ausgewählt. 15 verschiedene Antikörper aus der Gruppe der Steroidrezeptoren, steroidogenen Enzyme, Relaxinpeptide und Proliferationsmarker wurden an dieser Art getestet. Anschließend erfolgte der Transfer der erarbeiteten Methodik auf sieben weitere Papageiengattungen (Nymphicus, Eolophus, Cacatua, Psittacus, Amazona, Ara, Cyanopsitta). Anhand der Histologie konnten alle untersuchten Gonaden den drei verschiedenen Reproduktionsstadien aktiv, intermediär und inaktiv zugeordnet werden. Hierbei wurden Kriterien wie die Ausdehnung von Samenkanälchen und Interstitium, Morphologie des Keimepithels, Vorhandensein von Lipofuszin in den Samenkanälchen sowie die Teilungsaktivität von Keimzellen herangezogen. Aktive Hoden zeigen ausgedehnte Tubuli und ein schmales Interstitium, ein Keimepithel mit allen Keimzellstadien, wenig Lipofuszin und eine hohe Teilungsaktivität bei den Keimzellen. Inaktive Hoden hingegen besitzen schmale Tubuli und ein breites Interstitium, ein Keimepithel bestehend aus Sertoli-Zellen und Spermatogonien, Massen an Lipofuszin im Lumen der Samenkanälchen und eine geringe Proliferationsrate der Keimzellen. 14 der 15 getesteten Marker konnten mittels Immunzytochemie erfolgreich am Wellensittich etabliert werden. Hinsichtlich der Einordnung des Reproduktionsstatus war in erster Linie ein Absinken der steroidogenen Enzymaktivität von 3β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase (HSD) und 17β-HSD-2 bei sexuell inaktiven gegenüber aktiven und intermediären Tieren zu verzeichnen. Auch der Androgenrezeptor (AR) wurde im Ruhestadium nicht mehr exprimiert. Die übrigen Steroidrezeptoren, steroidogenen Enzyme und Relaxinpeptide zeigten variable zelluläre Verteilungsmuster, die keine klare Aussage zum Fortpflanzungsstatus zuließen. Dennoch konnten anhand der Lokalisation dieser Faktoren in Keimzellen, somatischen Zellen des Hodens und Zellen des Nebenhodenepithels funktionelle Gesichtspunkte geklärt werden. Beispielsweise zeigte die Koexistenz des Östrogenrezeptors ERα und des steroidogenen Enzyms Aromatase in Hoden und Nebenhoden, dass nicht nur androgene Einflüsse in die Steuerung der Gonaden involviert sind. Auch der erstmalige Nachweis von Relaxin, Relaxin-like factor und ihren Rezeptoren in testikulären und epididymalen Zellen deutet darauf hin, dass diese die Funktion der beim Vogel nicht vorhandenen Prostata übernehmen. Zudem ist der Transfer der etablierten immunzytochemischen Methoden auf sieben weitere Papageiengattungen (Nymphicus, Eolophus, Cacatua, Psittacus, Amazona, Ara, Cyanopsitta) gelungen. Auch hier konnten 14 Marker in verschiedenen Zellen von Hoden und Nebenhoden sichtbar gemacht werden. Die teilweise heterogene Verteilung der Marker in verschiedenen Zelltypen war eindeutig spezies-abhängig. Dies hat gezeigt, dass die beim Wellensittich mittels Immunzytochemie erzielten Resultate nur eingeschränkt auf andere Papageienspezies übertragbar sind. Entscheidend für die Beurteilung des Reproduktionsstatus ist daher die individuelle Auswahl der Marker in Abhängigkeit von der untersuchten Spezies. Die Resultate dieser Studie liefern die Grundlage für weitere Forschungsansätze in der Reproduktionsdiagnostik von Papageienvögeln. Zum einen können die etablierten Marker in Analyse-Systemen zum Einsatz kommen, die nicht-invasiv gewonnene Medien (z. B. Faezes) untersuchen und vor allem in Zuchterhaltungsprogrammen bedrohter Arten hilfreich sind. Zum anderen ist die immunzytochemische Untersuchung von Hodenbioptaten pathologisch veränderter Hoden (z. B. Tumoren oder Entzündungen) als eine sinnvolle Ergänzung der Diagnostik von Infertilität bei männlichen Psittaziden anzusehen.

Ethiopia maintains an extensive livestock population; however, reproductive performance of cattle and their breeding management are unsatisfactory. Currently, the sole diagnostic tool in the country is rectal palpation, which is inaccurate for early pregnancy in cattle. The study assessed reproductive performance and major reproductive problems using questionnaire survey, and evaluated simple, cost-effective alternative monitoring approaches using on-farm diagnostic tools to determine milk and serum progesterone (P4) and evaluate reproductive status. There were 177 dairy farms (range 1-115 cattle per farm) included in the questionnaire survey. Of these, 47 participated in the quantitative determination of P4 and estradiol profiles that used an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and in the on-farm diagnostic trial that used qualitative ELISA (Target P4 and Dipstick (P4 Rapid), and the reproductive status of 319 crossbred [Holstein Friesian (HF) X Zebu] dairy cattle was assessed. Questionnaires indicated that heifers in the study area reach puberty at older age and calve late, and cows have long postpartum estrus and calving interval. Anestrus, repeat-breeding, dystocia, retained fetal membranes (RFM), endometritis and abortion as the major reproductive problems in dairy cattle in the study area. Serum, milk, saliva and urine P4 and serum estradiol profiles of cattle at different reproductive status was determined using quantitative laboratory ELISA. High P4 levels was detected in pregnant and diestrus cattle than cattle that were anestrus and in-heat. Estradiol level was higher in cattle that were in-heat than cattle in other reproductive conditions. On-farm P4 ELISA indicated in-heat (estrus) 10 (3.1%), anestrus 77 (24.2%), repeater (follicular cyst) 9 (2.8%), normally cycling 69 (21.6%) and pregnant 154 (48.3%). The field P4 ELISA findings were validated using quantitative laboratory P4 ELISA, and similar results were obtained. The sensitivity and specificity of on-farm and laboratory P4 ELISA tests for diagnosing pregnancy were 88.6 & 99.4% and 98.1 & 100%, respectively. Once reproductive problems were identified using on-farm P4 ELISA and per rectal palpation, along with reproductive history, 122 cattle (75 cows and 47 heifers) were assigned to a 10-day Controlled Internal Drug Release (CIDR) in combination with prostaglandin F2-alpha (PGF2α) and equine chorionic gonadotrophin (eCG) based estrus synchronisation protocol to study the estrus response and conception rate. The overall estrus response and conception rates were 97.5% and 78.3%, respectively, with no significant differences in parity, pre-treatment reproductive status (anestrus or cycling (repeat-breeding/silent-estrus)) and farming system (smallholder vs organised commercial farms). The study has shown high estrus response and conception rate. Hence, this protocol is highly recommended to enhance fertility of dairy cattle in the study area and other regions. Finally, the study has determined the macronutrient composition of milk and assessed the effect of reproductive status, farm (nutritional) management, stages of lactation, parity and breed on milk composition in 246 dairy cows. This consisted of 184 crossbred cows from smallholder (n= 76: 36 non-pregnant and 40 pregnant) and organised commercial dairy farms (n= 108: 62 non-pregnant and 46 pregnant) in and around Mekelle, Ethiopia and by way of comparison, 62 HF cows (25 non-pregnant and 37 pregnant), either managed indoors or outdoors in a commercial farm in Edinburgh, United Kingdom. The mean milk fat, protein, lactose, total solid (TS) and solid-no-fat (SNF) recorded were 2.36%, 3.46%, 4.37%, 10.39% and 7.82%, in crossbred dairy cows, compared with 5.05%, 3.71%, 4.72%, 13.68% and 8.43%, in HF cows, respectively. Significantly lower (p < 0.05) level of macronutrient was recorded in milk from crossbred cows than HF cows. Milk fat in both breeds was affected by reproductive status, farm (nutritional) management and stages of lactation, but not by parity. In both cattle breeds, the milk fat content was significantly higher (p < 0.05) in pregnant than non-pregnant cows. Milk protein content was significantly (p < 0.05) affected by reproductive status (in crossbreds) and stages of lactation (in both breeds), but not by farm management or parity. Reproductive status (in crossbreds), stages of lactation (in both breeds) and parity (in crossbreds) affected lactose level; however, farm management had no effect on lactose level in both breeds. Milk fat was the most affected macronutrient content in both breeds. Low milk fat level in crossbred cows could be as a result of samples obtained from early milking coupled with nutritional management. In conclusion, the present study has determined the major reproductive problems in crossbred dairy cattle, assessed their actual reproductive status using rapid, cost effective, simple and applicable on-farm P4 tests, and established P4 and estradiol profiles at different reproductive status. The major breeding problem was poor estrus detection evidenced when animals reported anestrus were confirmed normally cycling using on-farm as well as laboratory P4 assays. These studies offer opportunities for establishing simple field reporting of reproductive status in these crossbred dairy cattle, which can have a major impact on breeding management and productivity.

The Cooperative Alleghany Bear Study (CABS) was initiated in 1994 to address concerns over the lack of biological and ecological data for black bear (Ursus americanus) populations in the Alleghany Mountains of western Virginia. I examined home range dynamics of bears during 1994-2002 on 2 study areas that were approximately 160 km apart. I analyzed my data with 3 home range programs (AMA, HRE, and ABODE) and determined the HRE was the least biased and produced the most biologically reasonable home range estimates. I used HRE to generate annual home ranges (fixed-kernel) for 90 bears over 160 bear years; I also generated seasonal home ranges using MCP. Annual and seasonal home ranges of male and female adult bears in the southern study area were larger than that of male and female adult bears in the northern study area, respectively; southern females and northern males had annual home ranges similar in size at the 95% and 75% fixed-kernel contours. In both study areas, most bears did not shift their range when transitioning from spring to summer (North: 63.0%; South: 57.0%) or from summer to fall (North: 67.0%; South: 65.0%), while most bears shifted their seasonal range between spring and fall (North: 67.0%; South: 52.0%). Most female bears in both study areas maintained the same spring and summer home range throughout the duration of the study, while 63% of northern females changed their fall home range and 55% of southern females maintained their fall home range. I found no differences in annual and seasonal home range size among years or among age classes for adult females, but tests for intra-year seasonal difference indicated that fall range was larger than spring and summer in 1997, when western Virginia experienced a poor mast crop. Females with and without COY had similar annual home ranges in either study area. In the north, seasonal home range size did not differ between females with and without COY, while in the south, breeding females (i.e. without COY) had larger spring ranges and smaller fall ranges than females with COY. In both study areas, females with COY had larger fall home ranges than during spring, while seasonal ranges of breeding females did not vary in size during the year. / Master of Science

Gefährdete Spezies in Menschenobhut zu reproduzieren und zu erhalten soll dem weltweiten Rückgang zahlreicher Papageienarten entgegenwirken. Der Erfolg solcher Zuchtprogramme wird unter anderem durch begrenzte Kenntnisse über physiologische und pathologische Vorgänge im Fortpflanzungssystem dieser Vogelordnung erschwert. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Etablierung aussagekräftiger Parameter zur Einordnung des Reproduktionsstatus von männlichen Papageienvögeln. Dabei wurde ein Probenumfang fixierter, männlicher Reproduktionsorgane acht verschiedener Gattungen mit standardisierten histologischen und immunzytochemischen Methoden untersucht. Im Vordergrund stand die morphologische Beurteilung der untersuchten Gonaden im Bezug auf Fortpflanzungsaktivität und -status. Gleichzeitig sollten die immunzytochemischen Analysen Aufschluss über die beteiligten Hormone und Enzyme geben. Für die Etablierung vogel-spezifischer Marker wurde als Vertreter der Psittaciformes der Wellensittich (Melopsittacus undulatus, n=45) als Modellspezies ausgewählt. 15 verschiedene Antikörper aus der Gruppe der Steroidrezeptoren, steroidogenen Enzyme, Relaxinpeptide und Proliferationsmarker wurden an dieser Art getestet. Anschließend erfolgte der Transfer der erarbeiteten Methodik auf sieben weitere Papageiengattungen (Nymphicus, Eolophus, Cacatua, Psittacus, Amazona, Ara, Cyanopsitta). Anhand der Histologie konnten alle untersuchten Gonaden den drei verschiedenen Reproduktionsstadien aktiv, intermediär und inaktiv zugeordnet werden. Hierbei wurden Kriterien wie die Ausdehnung von Samenkanälchen und Interstitium, Morphologie des Keimepithels, Vorhandensein von Lipofuszin in den Samenkanälchen sowie die Teilungsaktivität von Keimzellen herangezogen. Aktive Hoden zeigen ausgedehnte Tubuli und ein schmales Interstitium, ein Keimepithel mit allen Keimzellstadien, wenig Lipofuszin und eine hohe Teilungsaktivität bei den Keimzellen. Inaktive Hoden hingegen besitzen schmale Tubuli und ein breites Interstitium, ein Keimepithel bestehend aus Sertoli-Zellen und Spermatogonien, Massen an Lipofuszin im Lumen der Samenkanälchen und eine geringe Proliferationsrate der Keimzellen. 14 der 15 getesteten Marker konnten mittels Immunzytochemie erfolgreich am Wellensittich etabliert werden. Hinsichtlich der Einordnung des Reproduktionsstatus war in erster Linie ein Absinken der steroidogenen Enzymaktivität von 3β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase (HSD) und 17β-HSD-2 bei sexuell inaktiven gegenüber aktiven und intermediären Tieren zu verzeichnen. Auch der Androgenrezeptor (AR) wurde im Ruhestadium nicht mehr exprimiert. Die übrigen Steroidrezeptoren, steroidogenen Enzyme und Relaxinpeptide zeigten variable zelluläre Verteilungsmuster, die keine klare Aussage zum Fortpflanzungsstatus zuließen. Dennoch konnten anhand der Lokalisation dieser Faktoren in Keimzellen, somatischen Zellen des Hodens und Zellen des Nebenhodenepithels funktionelle Gesichtspunkte geklärt werden. Beispielsweise zeigte die Koexistenz des Östrogenrezeptors ERα und des steroidogenen Enzyms Aromatase in Hoden und Nebenhoden, dass nicht nur androgene Einflüsse in die Steuerung der Gonaden involviert sind. Auch der erstmalige Nachweis von Relaxin, Relaxin-like factor und ihren Rezeptoren in testikulären und epididymalen Zellen deutet darauf hin, dass diese die Funktion der beim Vogel nicht vorhandenen Prostata übernehmen. Zudem ist der Transfer der etablierten immunzytochemischen Methoden auf sieben weitere Papageiengattungen (Nymphicus, Eolophus, Cacatua, Psittacus, Amazona, Ara, Cyanopsitta) gelungen. Auch hier konnten 14 Marker in verschiedenen Zellen von Hoden und Nebenhoden sichtbar gemacht werden. Die teilweise heterogene Verteilung der Marker in verschiedenen Zelltypen war eindeutig spezies-abhängig. Dies hat gezeigt, dass die beim Wellensittich mittels Immunzytochemie erzielten Resultate nur eingeschränkt auf andere Papageienspezies übertragbar sind. Entscheidend für die Beurteilung des Reproduktionsstatus ist daher die individuelle Auswahl der Marker in Abhängigkeit von der untersuchten Spezies. Die Resultate dieser Studie liefern die Grundlage für weitere Forschungsansätze in der Reproduktionsdiagnostik von Papageienvögeln. Zum einen können die etablierten Marker in Analyse-Systemen zum Einsatz kommen, die nicht-invasiv gewonnene Medien (z. B. Faezes) untersuchen und vor allem in Zuchterhaltungsprogrammen bedrohter Arten hilfreich sind. Zum anderen ist die immunzytochemische Untersuchung von Hodenbioptaten pathologisch veränderter Hoden (z. B. Tumoren oder Entzündungen) als eine sinnvolle Ergänzung der Diagnostik von Infertilität bei männlichen Psittaziden anzusehen.