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Morphologische und morphometrische Untersuchung des Dickdarmes der Koalas, einschließlich einer vergleichenden Gegenüberstellung der Darmtrakte von Koala, Schwein und Pferd

Rademann, Matthias


Originalveröffentlichung: (2003) Wettenberg : VVB Laufersweiler 2003
pdf-Format: Dokument 1.pdf (19.203 KB)

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Veterinär-Anatomie, -Histologie und -Embryologie
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 3-89687-615-5
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 14.01.2003
Erstellungsjahr: 2003
Publikationsdatum: 26.03.2003
Kurzfassung auf Deutsch: Der Koala, Phascolarctos cinereus (Goldfuß 1817), zählt zu den auf Bäumen lebenden,
ausschließlich Ekalyptusblätter verzehrenden Beuteltieren, die in den riesigen
Eukalyptuswäldern Ostaustraliens beheimatet sind. Zur Nahrungsgrundlage der Koalas
zählen lediglich etwa 20 der ca. 600 Eukalyptusarten. Dies macht ihn zu einem
extremen Nahrungsselektierer. Nur mit Hilfe von symbiotischen Darmbakterien gelang
es dem Koala diese ansonsten fast gänzlich ungenutzte ökologische Nische zu erobern.

Als Resultat dieser Ernährungsgrundlage hat der Koala im Laufe der Evolution seinen
Verdauungstrakt in einer einzigartigen Art und Weise den ökologischen Bedürfnissen
seines Lebensraumes angepaßt. Hauptort der mikrobiellen Fermentation ist der
prominent entwickelte Blinddarm, der gleichfalls das herausragenste Merkmal des
Verdauungsapparates der Koalas darstellt. Dieser enorme Blinddarm ist der mit Abstand
höchst spezialisierteste, komplexeste und größte (bezogen auf die Körpergröße bzw. das
Körpergewicht) innerhalb der Gruppe der Säugetiere. Zusammen mit dem ebenfalls
stark entwickelten proximalen Colon bildet das Caecum der Koalas eine funktionelle
Einheit, die dem Mittelpunkt der Verdauung entspricht.

Die Vermessung der gesamten zur Resorption zur Verfügung stehenden Grundoberfläche
des Koaladarmes ergibt Werte von ca. 44 m². Diese Größe entspricht immerhin in
etwa der eines Squash-Courts. Neben der enormen Größe vor allem von Caecum und
Colon ist noch eine weitere Struktur an der Bildung dieser weit überdurchschnittlich
großen Grundoberfläche beteiligt. Es handelt sich dabei um 8-14 Längsfalten, die
parallel verlaufend, die Dickdarmoberfläche vom Beginn des Caecums bis zum Anfang
des distalen Colon vergrößern. Diese Art der Oberflächenvergrößerung ist in dieser
Form und Ausprägung bisher nur beim Koala bekannt und stellt somit eine weitere
Besonderheit des Gastro-Intestinal-Traktes des Koalas dar.

Ein erstaunlich geringer Grundumsatz sowie die Fähigkeit Wasserverluste über die
Faeces derartig zu minimieren, wie es bei dem Koala der Fall ist, bilden in Zusammen-97
hang mit den physiologischen Prozessen des Darmes (Entgiftung der Eukalyptusblätter
durch die Mikroorganismen des Dickdarmes, selektive Ausscheidung grobstrukturierter
Nahrungsbestandteile) die Existenzgrundlage dieses Charaktertieres Australiens.

Wird die Untersuchung auch auf andere Tierarten zwecks eines interspezifischen
Vergleiches ausgedehnt, so zeigt sich einmal mehr die einzigartige Stellung der Koalas.
Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Vergleiche zwischen dem Koala auf der
einen sowie Schwein und Pferd auf der anderen Seite grenzt den Koala als einen
extremen Vertreter der Herbivoren deutlich von den beiden anderen Tierarten ab. Da
alle drei Spezies entweder gänzlich (Koala, Pferd) oder doch zumindest zu einem
Großteil (Schwein) auf pflanzliche Nahrung zurückgreifen, haben alle im Laufe der
Evolution Fermentationskammern zum mikrobiellen Aufschluß der Pflanzenkost
ausgebildet. Die fermentative Aufgabe übernimmt im Falle des Koalas das Caecum,
wohingegen bei Pferd und Schwein diese Funktion dem proximale Colon zufällt. Allen
drei Dickdarm-Fermentern ist wiederum gemein, dass der Bereich Caecum-proximales
Colon eine funktionelle Einheit bildet.

Tiefgreifendere Einblicke in die verschiedenen Verdauungstrakte können mit Hilfe der
gebildeten Koeffizienten gewonnen werden. Insbesondere die extrem günstigen
Resorptionsverhältnisse des Koalas grenzen diesen von Schwein und Pferd ab. Da der
Stoffwechsel von kleineren Lebewesen generell höhere metabolische Ansprüche stellt,
verwundert einzig die Deutlichkeit mit der sich der Beutelbär von den uns hier bestens
bekannten Haussäugetieren absetzt.

Alles in allem erscheinen die Differenzen zwischen Koala und Schwein geringer als
erwartet, obwohl es sich beim Schwein immerhin um einen Vertreter der Gruppe der
Omnivoren und nicht, wie beim Koala, um einen Herbivoren handelt. Aber auch das
Pferd scheint, trotz Zugehörigkeit zu den Herbivoren, nicht im geringsten mit der
Entwicklung des Gastro-Intestinal-Traktes der Koalas mithalten zu können.

Kurzfassung auf Englisch: The koala, Phascolarctos cinereus (Goldfuß 1817), is an arboreal, marsupial herbivore,
living in the enormous eucalyptus forests of eastern Australia. This species feeds
exclusively on eucalyptus foliage. Only about 20 from the nearly 600 eucalyptus species
form the basis of the koala diet. This dietary strategy categorizes the koala as a
specialized, strict hindgut-fermenting herbivore. The koala is able to survive on such a
restrictive dietary regime only with the help of symbiotic gut bacteria. As a result the
digestive system of the koala has adapted in the course of evolution to a very unique
degree to handle the high fiber content of its diet and the potentially harmful content of
the eucalyptus leaf. This is most strikingly seen in the development of an enormous
caecum. The koala possesses the largest caecum related to body weight of any living
mammal. The proximal colon is also well developed in the koala, and together with the
caecum represents a functional unit.

Measuring the entire surface area that takes part in the process of nutrient absorption,
the koala reveals a size order of 44 m². This is equivalent to the size of an ordinary
squash court. A major component of the caecum and proximal colon that accounts for
this enormous surface enlargement is the presence of 8 to 14 longitudinal folds which
run from the apex caeci up to the beginning of the distal colon. This type of increase in
surface enlargement and amount are unique to the koala.

An amazingly low basal metabolism as well as the ability to minimize faecal water loss
in connection with the physiological processes taking place within the koala's digestive
system (detoxification of eucalyptus foliage, selective elimination of coarse-structured
dietary content) shape the basis of the subsistence of one of Australia's most
characteristic animals.

Extending this examination to other species, aiming at an interspecific comparison, the
koala's outstanding position can be emphasized once more clearly. A comparison of
the koala with the pig and horse demarcates the koala as an extreme herbivore
compared to the two other species. All three species have developed fermentation
chambers for microbial breakdown of their diets but to differing degrees: the koala and the horse almost exclusively, the pig intermittently. Koala and horse can be categorized
as hindgut herbivores, the pig as an intermediate feeder or omnivore. The main
fermentation site within the koala is the caecum, whereas the fermentation in the horse
and pig takes place in the proximal colon. All three species have in common the fact
that caecum and proximal colon make up a functional unit.

Far reaching insights into different digestive strategies can be achieved by comparing
the different coefficients of the measured values of each digestive system. In particular
the koala's unique absorptive conditions are emphasized by this mode of observing the
data, and separates the koala from the other two animals observed.