Sonographische Charakterisierung der pränatalen Entwicklung des Elefanten

Abstract

Die Trächtigkeit des Elefanten ist mit durchschnittlich 660 Tagen (Meyer et al. , 2004) die längste Trächtigkeit im Tierreich überhaupt. Hieraus ergibt sich die Frage, welche Vorgänge sich während der pränatalen Entwicklung abspielen. In der Vergangenheit basierten Untersuchungen zur pränatalen Entwicklung des Elefanten fast ausschließlich auf toten Elefantenföten, die während der culling - Aktionen (kontrollierter Abschuss zur lokalen Populationskontrolle) in den Jahren 1964 - 1995 in Südafrika geborgen wurden. Beobachtungen bezüglich Implantation, Plazentation, Entwicklung der extraembryonalen Organe und fötalem Wachstum konnten daher nicht in den zeitlichen Verlauf der Trächtigkeit eingeordnet werden. Eine grobe Alterseinschätzung der Föten anhand ihrer Masse erfolgte nach den Formeln von Huggett & Widdas (1951) und Craig (1984). Die Etablierung der transrektalen Sonographie beim Elefanten durch Hildebrandt et al. (1998) ermöglicht heute eine longitudinale Überwachung der Trächtigkeit in vivo. In der vorliegenden Arbeit wurden 19 trächtige Elefanten (9 Afrikanische und 10 Asiatische Elefanten) mit bekanntem Ovulationszeitpunkt sonographisch untersucht. Das Alter der Trächtigkeit bzw. das embryonale und fötale Alter konnte so zu jedem Zeitpunkt exakt bestimmt werden. Weiterhin wurden biometrische Daten (Scheitel - Steiß - Länge und Masse) von 22 formalinfixierten Afrikanischen Elefantenföten und Daten von 3 abortierten Föten zur Beschreibung des pränatalen Wachstums einbezogen. Transrektale Sonographie war im ersten Drittel der Trächtigkeit (bis Tag 240 p.o) möglich. Wichtige Ereignisse wie Implantation, Plazentation und Organogenese wurden erstmals am lebenden Fötus dargestellt. Die Embryonalperiode betrug im Vergleich zur Gesamtträchtigkeit nur etwa ein Sechstel. Die verlängerte Fötalperiode lässt sich vermutlich auf eine ausgeprägte Hirnreifung in utero zurückführen. Anhand von Ultraschallmessungen an Föten bekannten Alters in utero wurden Wachstumskurven erstellt. Die mathematische Beschreibung dieser Kurven führte zur Entwicklung neuer Formeln zur pränatalen Altersbestimmung. Um die neu entwickelten Formeln mit den bisher verwendeten Formeln nach Huggett & Widdas (1951) und Craig (1984) zu vergleichen, wurden das bekannte Alter der sonographisch untersuchten Föten mit dem auf Basis ihrer Masse berechneten Alter der formalinfixierten Föten verglichen. Hieraus ergab sich, dass das wahre Alter der Föten nach Huggett & Widdas um bis zu 20 Tage unterschätzt wurde. Die Formel nach Craig hingegen überschätzte das fötale Alter um 25 bis 65 Tage. Um den Verlauf des Wachstums über die gesamte Länge der Trächtigkeit zu beschreiben, wurden die Wachstumsmodelle nach Gompertz (1825) und von Bertalanffy (1960) an die Scheitel- Steiss - Längen Messungen der Elefanten angepasst.

Elephants have the longest pregnancy of all mammals, with an average gestation of around 660 days (Meyer et al. , 2004). The processes involved in prenatal development are therefore of special interest. In the past, research on the prenatal development of the elephant relied mainly on foetal specimens collected during culling actions in South Africa, which took place in the period between 1964 - 1995. Observations concerning implantation, placentation, development of the extraembryonic organs and foetal growth could not be correlated to foetal age. Foetal age was estimated on the basis of foetal weight according to the formulas of Huggett & Widdas (1951) and Craig (1984). With the establishment of transrectal ultrasonography by Hildebrandt et al. (1998), the longitudinal monitoring of elephant pregnancies in vivo is now possible. In this study, the pregnancies of 19 elephants (9 African and 10 Asian elephants) with known date of ovulation were assessed by ultrasound. Gestational age could be exactly calculated at all times. Furthermore, biometrical measurements (crown - rump - length and mass) of 22 preserved African elephant specimens and data of 3 aborted fetuses were included to describe prenatal growth. Transrectal sonography was feasible in the first third of pregnancy (until day 240 p.o). For the first time, important events such as implantation, placentation and organogenesis could be depicted in the living foetus. The embryonic period comprised only approximately one sixth of the entire gestation. The foetal period is supposedly elongated due to extensive cerebral maturation in utero. Growth graphs were developed on the basis of sonographic measurements of foetuses of known age in utero. The mathematical description of these graphs resulted in the development of new formulas for foetal age determination. To compare the newly developed formulas with those according to Huggett & Widdas (1951) and Craig (1984), the known foetal age of the sonographically assessed foetuses was compared with the age of the preserved specimens, which was calculated on the basis of foetal mass. The comparison showed that the formula of Huggett & Widdas underestimated true foetal age by 20 days. In contrast, the formula of Craig overestimated foetal age by up to 65 days. To describe prenatal growth over the whole length of pregnancy, the growth models according to Gompertz (1825) and von Bertalanffy (1960) have been adapted to crown - rump - measurments of foetal elephants.