Das CEwolf Konsortium

Fleischfresser wie der Grauwolf (Canis lupus), der eurasische Luchs (Lynx lynx) und der Braunbär (Ursus arctos) vermehren sich nach den neu eingeführten Erhaltungsmaßnahmen in Europa seit den 1970ern wieder auf eine natürliche Art und Weise. Sie kehren in Gebiete zurück, in denen sie jahrzehnte- oder gar jahrhundertelang abwesend waren.

Um ihre Erhaltung zu bewahren wird der Wolfsbestand in Europa genau beobachtet. Diese Überwachungsprogramme stützen sich weitgehend auf genetische Untersuchungen, die auf so genannten nicht-invasiven Proben basieren: aus tierischen Materialien, die in dem Gebiet vorkommen, kann  DNA gewonnen werden (z. B. aus Kot, Haaren, Urin). Darüber hinaus bezieht die Forschung oft Personen mit ein, die über nationale Grenzen hinausgehen.

CEwolf ist ein internationales Konsortium, das an der populationsgenetischen Forschung von Wölfen in Mitteleuropa arbeitet. Wölfe sind effektive Langstreckenläufer, die regelmäßig Hunderte von Kilometern von ihrem Ausgangsort entfernt sind, um sich zu paaren und neue Gebiete zu markieren. Seit 2000 verbreiten sich Wölfe in West- und Mitteleuropa. Sie besiedeln wieder ehemalige Lebensräume in Westpolen, Deutschland, Dänemark und Tschechien, in (bisher) seltenen Fällen auch Nachbarländer wie die Niederlande.

Das Hauptziel des CEwolf-Konsortiums ist es, genetische Methoden und Genotypdaten zu vereinfachen, um internationale Vergleiche von Wolfsbeständen und -strukturen und ein umfassendes Verständnis der Bestands- und Reichsdynamik zu ermöglichen.
Solche Konsortien vermeiden die unnötige Doppelung  genetischer Analysen, indem sie die Kompatibilität gewonnener Daten und den kostengünstigsten Einsatz begrenzter finanzieller Ressourcen bei der Überwachung und Erhaltung der biologischen Vielfalt gewährleisten.

Mit dem Einsatz molekularer Techniken wird Überwachung der Wolfsverbreitung in Mitteleuropa unterstützt, dabei streben wir gleichzeitig ein besseres Verständnis der ökologischen Anforderungen großer Fleischfresser, ihrer räumlichen und genetischen Variation und ihrer möglichen Auswirkungen auf Natur und Gesellschaft an.

Wer sind wir?

Wir sind derzeit Mitglied sechs wissenschaftlicher Organisationen aus vier Ländern mit Expertise in der Populationsgenetik und/oder Wolfsökologie. Um eine bevölkerungsweite Bewertung genetischer Daten und die Identifizierung von Individuen über die Ländergrenzen hinweg zu ermöglichen, haben wir uns auf eine Zusammenarbeit mit gemeinsamen Methoden geeinigt.

Involvierte Personen und Institute

Team Tierökologie, Alterra-Wageningen UR, Niederlande

      Arjen de Groot, Hugh Jansman

 Association for Nature Wolf, Polen

      Sabina Nowak

 Conservation Genetics Group, Senckenberg Forschungsinstitut, Deutschland

      Carsten Nowak, Anne Jarausch, Laura Hollerbach, Violeta Munoz-Fuentes

Biowissenschaft,  Aarhus Universität, Dänemark

      Liselotte Wesley Andersen

 Institut der Genetik und Biotechnologie, Universität Warschau, Polen

      Robert Mysłajek, Ana Stanković, Maciej Szewczyk

 LUPUS Wildlife Consultancy, Deutschland

      Ilka Reinhardt, Gesa Kluth

Wie und warum kooperieren wir? 

Die jahrzehntelange Wolfsgenforschung hat eine große Anzahl an genetischen Markern hervorgebracht, um sowohl grundlegende als auch angewandte Forschungsfragen zu beantworten. Studien zur Wolfsgenetik haben zweifellos unser Verständnis der Ökologie, der demographischen Geschichte und der Populationsstruktur der Wölfe verbessert.
Versuche, die Ergebnisse solcher Studien auf größeren räumlichen oder zeitlichen Skalen zu verknüpfen, leiden jedoch oft unter der Inkompatibilität genetischer Marker, die von verschiedenen Laboren implementiert werden. Dies macht die Identifizierung des ursprünglichen Bestandes eines Individuums schwierig.
Eine solche Situation zeigt die Notwendigkeit von Überwachungssystemen auf, die es ermöglichen würden, den Genfluss und die Ausbreitungsdynamik in einer Größenordnung zu verstehen, die für Langstreckenläufer wie Wölfe wirklich wichtig ist. Darüber hinaus gibt es inzwischen neue methodische Fortschritte, deren Ziel es ist, mehr Regionen des Genoms und eine immer größere Anzahl von Proben zu untersuchen um Fragen detaillierter beantworten zu können. Daher ist es dringend erforderlich, die derzeitige Zerspaltung in der Forschung zu überwinden und die Erstellung relevanter, großflächiger Studien zu ermöglichen, die für eine erfolgreiche Erhaltung und Bewirtschaftung erforderlich sind.

Markersysteme und -protokolle sind in mehreren Laboren im gesamten Spektrum der Arten gut etabliert. Durch die Auswahl der leistungsstärksten Marker, die zur Charakterisierung benachbarter Wolfspopulationen verwendet wurden, haben sich die Senckenberger Forscher für eine Skala aus 14 selektionsneutralen Mikrosatelliten-Loci, einer mitochondrialen (Kontrollregion) Sequenzstrecke und zwei geschlechtsbestimmenden Markern entschieden, um Wolfsproben genetisch zu charakterisieren. Seit 2009 konnte diese Skala immer wieder erfolgreich bei  2.500 Wolfsproben angewendet  werden (April 2015).

In der ersten Sitzung des CEwolf-Konsortiums im August 2014 haben sich die Gründungsmitglieder darauf geeinigt, die erfolgreich erwiesen  Senckenberg-Protokolle einzuhalten und alle bis 2014 analysierten Proben mit diesen Markern durchzuführen. Um die Methoden zu vereinheitlichen, haben alle CEwolf-Labore:

  • diese Marker in ihren Laboren etabliert;
  • ein Panel von Standardgewebeproben sowohl von mitteleuropäischen Wölfen als auch von angrenzenden Populationen identifiziert und diese an alle Labore weitergegeben; und
  • sich bereit erklärt, einen Blindring-Test durchzuführen, um eine erfolgreiche Datenvereinheitlichung nachzuweisen.

Darüber hinaus haben wir die erste SNP-Genotypisierungstechnologie etabliert, die für nicht-invasive Wolfsproben geeignet ist (Kraus et al. 2015).

Austausch regionaler Entwicklungen

Rasche Entwicklungen in der Verbreitung, der Größe der Population und im Verhalten der Wölfe finden in jedem der CEwolf beteiligten Länder statt. Um einen vollständigen und aktuellen Überblick über den Status des mitteleuropäischen Wolfsbestandes zu erhalten, dient das Konsortium als Plattform, damit seine Mitglieder sich gegenseitig über lokale Entwicklungen informieren können.

Gemeinsame Forschung

Durch die intensive Zusammenarbeit und Datenstandardisierung streben wir gemeinsame Forschungsergebnisse zur Populationsstruktur der mitteleuropäischen Wölfe an.

Ausgewählte Publikationen                                              

Andersen, L. W., Harms, V., Caniglia, R., Czarnomska, S. D., Fabbri, E., Jędrzejewska, B., et al. (2015) Long-distance dispersal of a wolf, Canis lupus, in northwestern Europe. Mammal Research, 1-6.

Anderson, T. M., vonHoldt, B. M., Candille, S. I., Musiani, M., Greco, C., Stahler, D. R., et al. (2009) Molecular and evolutionary history of melanism in North American gray wolves. Science, 323, 1339-1343.

de Groot GA, Nowak C, Skrbinšek T, Andersen L, Aspi J, Fumagalli L, Godinho R, Harms, V, Jansman HAH, Liberg O, Marucco F, Mysłajek RW, Nowak S, Pilot M, Randi E, Reinhardt I, Śmietana W, Szewczyk M, Taberlet P, Vilà C, Muñoz-Fuentes V. Decades of population genetic research call for harmonization of molecular markers: the grey wolf, Canis lupus, as a case study. Mammal Review, in press.

Chapron, G., Kaczensky, P., Linnell, J. D. C., von Arx, M., Huber, D., Andrén, H., et al. (2014) Recovery of large carnivores in Europe’s modern human-dominated landscapes. Science, 346, 1517-1519.

Ciucci, P., Reggioni, W., Maiorano, L., & Boitani, L. (2009) Long-distance dispersal of a rescued wolf from the northern Apennines to the western Alps. The Journal of Wildlife Management, 73, 1300-1306.

Czarnomska, S., Jędrzejewska, B., Borowik, T., Niedziałkowska, M., Stronen, A., Nowak, S., et al. (2013) Concordant mitochondrial and microsatellite DNA structuring between Polish lowland and Carpathian Mountain wolves. Conservation Genetics, 14, 573-588.

European Commission. (2007) Guidance document on the strict protection of animal species of Community interest under the Habitats Directive 92/43/EEC. Brussels, European Commission.

Gravendeel, B., de Groot, A., Kik, M., Beentjes, K. K., Bergman, H., Caniglia, R., et al. (2013) The first wolf found in the Netherlands in 150 years was the victim of a wildlife crime. Lutra, 56, 93-109.

Harms, V., Nowak, C., Carl, S., & Muñoz-Fuentes, V. (2015) Experimental evaluation of genetic predator identification from saliva traces on wildlife kills. Journal of Mammology, 96, 138-143.

Hindrikson, M., Männil, P., Ozolins, J., Krzywinski, A., & Saarma, U. (2012) Bucking the trend in wolf-dog hybridization: first evidence from Europe of hybridization between female dogs and male wolves. PLoS ONE, 7, e46465.

Hindrikson, M., Remm, J., Männil, P., Ozolins, J., Tammeleht, E., & Saarma, U. (2013) Spatial genetic analyses reveal cryptic population structure and migration patterns in a continuously harvested grey wolf (Canis lupus) population in north-eastern Europe. PLoS ONE,8, e75765.

Jędrzejewksi, W., Branicki, W., Veit, C., Medugorac, I., Pilot, M., Bunevich, A. N., et al. (2005) Genetic diversity and relatedness within packs in an intensely hunted population of wolves Canis lupusActa Theriologica,50, 3-22.

Kraus, R. H. S., vonHoldt, B., Cocchiararo, B., Harms, V., Bayerl, H., Kühn, R., et al. (2015) A single-nucleotide polymorphism-based approach for rapid and cost-effective genetic wolf monitoring in Europe based on noninvasively collected samples. Molecular Ecology Resources, 15, 295-305.

Pilot, M., Branicki, W., Jedrzejewski, W., Goszczynski, J., Jedrzejewska, B., Dykyy, I., et al. (2010) Phylogeographic history of grey wolves in Europe. BMC Evolutionary Biology, 10, 104.

Pilot, M., Greco, C., vonHoldt, B. M., Jedrzejewska, B., Randi, E., Jedrzejewski, W., et al. (2014) Genome-wide signatures of population bottlenecks and diversifying selection in European wolves. Heredity,112, 428-442.

Pilot, M., Jedrzejewski, W., Branicki, W., Sidorovich, V. E., Jedrzejewska, B., Stachura, K., et al. (2006) Ecological factors influence population genetic structure of European grey wolves. Molecular Ecology, 15, 4533-4553.

Randi, E. (2011) Genetics and conservation of wolves Canis lupus in Europe. Mammal Review, 41, 99-111.

Ražen, N., Castagna, C., Kljun, F., & et al. Documented long-distance dispersal of wolf (Canis lupus) from Dinaric population with successful pack formation. In Proceedings of the V: International Conference Wolf Conservation in Human Dominated Landscapes.

Reinhardt, I., Kluth, G., Nowak, S., & Myslajek, R. W. (2013) A review of wolf management in Poland and Germany with recommendations for future transboundary collaboration. BfN-Skripten, 356.

Ripple, W. J., Estes, J. A., Beschta, R. L., Wilmers, C. C., Ritchie, E. G., Hebblewhite, M., et al. (2014) Status and ecological effects of the world’s largest carnivores. Science, 343.

Stronen, A. V., Jędrzejewska, B., Pertoldi, C., Demontis, D., Randi, E., Niedziałkowska, M., et al. (2013) North-south differentiation and a region of high diversity in European wolves (Canis lupus). PLoS ONE,8, e76454.

Vilà, C., Walker, C., Sundqvist, A. K., Fagstad, Ø., Andersone, Z., Casulli, A., et al. (2003) Combined use of maternal, paternal and bi-parental genetic markers for the identification of wolf-dog hybrids. Heredity,90, 17-24.

vonHoldt, B. M., Pollinger, J. P., Earl, D. A., Knowles, J. C., Boyko, A. R., Parker, H., et al. (2011) A genome-wide perspective on the evolutionary history of enigmatic wolf-like canids. Genome Research,21, 1294-1305.