Die aerobe bakterielle darmflora verschiedener überwinternder gänsearten

Zbl. Bakt. Hyg., 1. Abt. Orig. A 252, 394--400 (1982)

Staatliches Medizinaluntersuchungsamt Osnabnick

Die aerobe bakterielle Darmflora verschiedener iiberwinternder Gansearten The Aerobic Faecal Flora of Various Wintering Geese Species R. HOLLANDER

Eingegangen am 1. Februar 1982

Abstract The aerobic fecal flora of wintering Brent Goos (Branta bernicla), Barnacle Goose (Branta leucopsis), Greylag Goose (Anser anser), White-fronted Goose (Anser albifrons), Pink-footed Goose (Anser brachyrhynchus), and Bean Goose (Anser fabalis) was studied. There were no specific differences between the various geese. Bacterial counts were in the range of 105-10' CPU per gram of feces. Neither pathogenic bacteria nor rotavirus could be detected in the fecal samples of the wintering geese, so that a contamination of the environment with those pathogenic organisms could be excluded. The majority of the isolated bacteria belonged to the genera Bacillus and Pseudomonas; enterobacteria and streptococci were less common. The observations are discussed regarding their epidemiological and ecological significance.

Zusammenfassung Es wurde die quantitative und qualitative Zusammensetzung der aeroben und fakultativ anaeroben bakteriellen Darmflora von Ringelgans (Branta bernicla), Nonnengans (Branta leucopsis), Graugans (Anser anser), BliiSgans (Anser albifrons), Kurzschnabelgans (Anser brachyrhynchus) und Saatgans (Anser fabalis) untersucht. Die Bakterienzahlen lagen bei allen Gansearten im Bereich von 105-10' koloniebildende Einheiten pro Gramm Faeces. Es herrschten Bakterien der Gattungen Bacillus und Pseudomonas vor. Enterobakterien und Streptokokken waren in geringerer Haufigkeit nachzuweisen. In keiner der Kotproben konnten humanpathogene Bakterien oder Rotaviren nachgewiesen werden.

Wasservogel wie Enten, Seeschwalben und Mowen, aber auch Limikolen und Singvogel sind bekanntermalsen haufig Trager und Verbreiter von enreropathogenen Bakterien besonders der Gartung Salmonella (Steiniger, 1963, 1976; Faddoul u. Fellow, 1966; Mitchell u. Ridgewell, 1971; Wahba, 1976). Erst in den letzten

Darmflora verschiedene r Ga nsearten

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j ahren werden auch zunehmend Bakterien der Species Campylobacter [eiumlcoli in Vogeln nachgewiesen (Luechtefeld et al., 1980). Besonde rs die grofsen Uberwinterun gspopulationen an den FluBmiindungen und an der Kiiste konnen u. U. zu einem hygienischen Problem fiihren, da gro Be Mengen von Fakalien und damit auch von pathogenen Bakterien in die Umwelt gelangen. In solchen Uberwinterun gsgebieten an der deutschen No rdseekiiste, auf der Insel T exel (Niederlande) und auch in den ostlichen Polder gebieten des Ijsselmeeres (Niederlande) verbringen eine grolie Zahl verschiedener Ganseart en die Winter monate. Bei diesen Gansen wurde eine mogliche Belastung der Umwelt durch die Ausscheidung von enterop ath ogenen Bakterien und Viren und die normale aerobe und fakultativ anaerobe bakterielle Da rmflora untersucht,

Material und Methoden Es wur den Kotproben folgender Gan searten untersucht: Ringelgan s (Branta bernic/a), Nonn engans (Branta leucopsis}, Grau gan s (Anser anser], BlaRgans (Anser albifrons), Kurzschna belgans (Anser brachyrhynchus) und Saatgans (Anser fabalis). Die Dat en der Proben ahme sind in T ab. 1 zu samrnengefalir.

Tabelle 1. Untersuchte Obe rwi nte rungspo pulatio nen verschiede ner Ga nsea rten

N onnengans

Anza hl der T iere

Uberw interungso rt

Datum der Probenahme

ca. 80

10 km sudl. Sneek (H olland)

18. 2.1 981

ca . 1000

Dijkmanshu izen (Texel, H oll and )

21.2. 1981

ca . 150

Diimrn ersee (Kreis Diepholz)

28.2. 1981

Kampen /Zwoll e (H olla nd) Cac iliengr ode n (Kreis W ilhel msh afen ) Niederrhein (Kreis W esel)

15. 2.1980

(Branta leucopsis) Ringel gan s

(Branta bernic/a) G ra uga ns

(Anser anser) BUiRgans

ca . 4000

(Anser albifrons) Kur zschnabelgans

7

(Anser brachyrhynchus) Saa rga ns

(Anser fabalis)

ca . 2000

24.1.1981 2. 1. 1982

Die Kotp ro ben wurden in sterile Kunststoffbehalter gesammelt und bis zu ihrer Bea rb eitun g max. fu r 72 Std . bei 0-4 °C auf bewahrt. Zur qual itat iven und qu ant itativen Un rersuchung der bakteriellen Flo ra wu rde n von den gepo olten Prob en mind esten s 100 g (entsp rechend ca . 25 Kothau fchen de r grof en Anser-Spec ies) in sterile ph ysiolog isch e Ko ch sa lzlosung susp endie rt . Die ko lo niebilde nde n Einh eiten wurden auf Blutagar und Endoagar n ach 48-stu ndiger Bcbriitung bei 20 und 37 °C bestirnrnt, Z usa tzlich w urden die Proben au f fo lgende pathogen e D armkeime mit den entsp reche nden Anreic her ungs- u nd Kulturmed ien unr ersucht (d . W H O, 1980) : Shigella spp., Yersinia enterocolitica, Vibrio cbolerae, pa thogene Escherichia coli-Sero type n, Salmonella spp. u nd Campylobacter jejuni. Das Vorha nde nsein vo n Rot aviren wurde mit H ilfe der ELISA-T echn ik gepriift ,

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R. Hollander

Von den Anzuchtsmedien wurden die haufigsten Kolonietypen gezahlt und die Bakterien mit den bei Lennette et al. (1974) und Mannheim et al. (1980) beschriebenen Techniken diagnostiziert. Als Bestimmungsschliissel dienten die iiblichen bakteriologischen Standardwerke: Bergey's Manual of Determinative Bacteriology (1974), Cowan and Steel's Manual for the Identification of Medical Bacteria (Cowan, 1974), Identification of Enterobacteriaceae (Edwards u. Ewing, 1972). Ferner wurden zur Bestimmung der Pseudomonaden und Bacillen die Originalarbeiten von Stanier et al. (1966), Bonde (1975) und Hess (1976) herangezogen.

Ergebnisse und Diskussion Die grolsen Trupps uberwinternder Ganse geben immer wieder AniaS zu Diskussionen tiber den materiellen Schaden, den diese Tiere den Landwirten zufiigen und tiber mogliche hygienische Belastungen der Umwelt durch die Verbreitung von pathogenen Mikroorganismen. Letzteres kann sicher fiir Mowen und Enten zutreffen, wie wiederholt nachgewiesen wurde (Scheunemann u. Frantz, 1965; Faddoul u. Fellows, 1966; Mitchell u. Ridgewell, 1971; Berg u. Anderson, 1972; Steiniger, 1976; Wahba, 1976). Die hier vorliegenden Ergebnisse zeigen jedoch, daS die in verschiedenen Gebieten iiberwinternden Ganse wahrscheinlich keine groSeren Mengen von enteropathogenen Bakterien beherbergen, weder die sag. klassischen Darmseuchenerreger, noch die in zahlreichen anderen Getltigeln nachgewiesenen Campylobacter jejunilcoli. Auch die erst in den letzten jahren als Erreger von ca. 13 0J0 der kindlichen Durchfalle nachgewiesenen Rotaviren (d. Hollander, 1981) konnten im Gansekot nicht nachgewiesen werden. Beziiglich der Salmonellen wurden die Ergebnisse der Untersuchungen an Kanadagansen wie auch an Zwerg- und Hockerschwanen besratigt (Damare et a1., 1979; Hussong et al., 1979; Speckmann, 1975).

Tabelle 2. Quantitative Zusammensetzung der Bakterienflora in den Kotproben verschiedener Gansearten Ringelgans

Nonnengans

Graugans

BlaJ5gans

(Branta bernicla)

(B.leucopsis)

(Anser anser)

(A.albifrons)

KurzSaatgans schnabelgans (A.brachy- (A. fabalis) rhynchus)

2,5' 106

1,7' 105

1,3' 107

3,3 . 105

4,2' 106

2,6' 106

5,0' 104

2,1 . 105

2,4' 105

6,8' 105

3,6' 106

8,5' 105

1,4' 107

1,2'106

2,0' 107

2,9' lOB

7,1 . 105

2,6' 10·

2,5' 105

1,1 . 106

Koloniebildende Einheiten auf Blutagar 3,0' 105 37°C auf Endoagar 1,8 . 105 37°C auf Blutagar 3,5' 105 20°C auf Endoagar 2,3 . 105 20°C

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Tabclle 3. Aerobe und fak ultat iv anaerobe Darm bakterien verschiedcner Gansearten

a) Ringelgans (Branta bernicla) Anzahl

Micrococcus spec. I Micrococcusspec. II, gelb pigm. Micrococcusspec. III, gelb pigm. Cellumonas gelida Bacillus spec. I Bacillus spec. II B. polymyxa B. cereus B. cereus uar. mycoides B. pumilus B. sphaericus B. [reudenreichii B. firmus Pseudomonas spec. I P. caryophylli P. marginata P. cicho rii

Moraxella spec. Enterobacter cloacae

6,0' 1O' 1,1 . 1O' 1,3 . 1O' 100 9,0 ' 103 5,0 ' 103 1,5' 10' 100 2,0 ' 103 1,5 ' 103 100 9,0' 103 3,0 ' 103 8,0' 103 2,0' 103 4,0 ' 103 3,0' 103 1.,6 , 103 100

b) Graugans (Anser anser) Anzahl

Streptococcus [aecalis Bacillus spec. III Bacillus spec. IV B. cereus oar. mycoides B. sphaericus B. [reudenreicbii B. megaterium gram-variab les, gelb pigrn. Stabchen

Pseudomonas spec. II Pseudomonas spec. III P. fluorescens Acinetobacter calcoaceticus Escherichia coli Enteroba cter agglom erans I E. agglomerans II

4,0' 103 3,0' 10" 2,0' 1O' 40 6,0 ' 103 5,0' 102 410 8,0' 103 200 10' 420 5,0' 103 10 160 500

c) Blapgans (Anser albijrons)

Anzahl

Micrococcus spec. IV Streptococcus [aecalis Streptococcus [aecium Bacillus badius

5,3 . 1O· 3,2' 106 5,3 . 103 1,1 . 10·

Lactobacillus spec. Listeria spec. Pseudomonas spec. IV Pseudomonas putida Acinetobacter spec. Alcaligenes faecalis Alcaligenes odorans gram-neg. Stabchen I gram-neg. Stabchen II Escherichia coli Enterobacter agglomerans III Enterobacter cloacae

1,3 . 1O' 1,6 ' 1O' 3,1 . 106 4,0 ' 1O" 6,4' 1O· 5,3' 1O· 2,5 ' 10" 5,0' 1O' 5,0 ' 104 1,1' 1O' 1,1 . 1O· 1,0 ' 1O"

d) Kurzschnabelgans (Anser brachyrhynchus) Anzahl

Streptococcus [aecalis Bacillus cereus B. sphaericus B. [reudenreichii B. firmus Lactobacillus spec. Pseudomonas putida P. caryopb ylli P. fluorescens Alcaligenes faecalis gra m-neg. Stabchen III Enterobacter cloacae E. agglomerans II E. agglomerans IV

4,0' 103 6,0' 103 9,0' 1O' 1,5' 10" 1,7' 1O' 1,3 . 1O' 1,8 . 1O" 2,0 ' 1O" 5,0' 1O" 4,1 . 1O' 9,0' 103 1,3 . 103 1,5' 10' 3,0 ' 1O'

e) Saatgans (Anser fabalis) AnzahI

Streptococcus faecalis Micrococcus spec. Bacillus cereus B. spaericus

B. freudenreichii Bacillus spec. Lactobacillus spec. Pseudomonas fluorescens P. putida Pseudomonas spec. V gram-neg. Srabchen II Enterobacter cloacae E. agglomerans II E. agglomerans IV

6,0' 102 4,2' 103 3,0' 103 7,1 ' 10" 2,4 ' 1O' 1,6' 102 2,8 ' 103 9,2' 102 3,0 ' 1O" 6,0 ' 10" 2,3 . 102 1,6 ' 1O" 3,6' 10' 8,1 . 10'

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Die Untersuchung zur quantitativen und qualitativen Zusammensetzung der Bakterienflora bei den verschiedenen Cansearren (Tab. 2) ergab ein ziemlich einheitliches BiId. Die Zahlen der koloniebiIdenden Einheiten bei 37°C von Gansen und auch von Schwanen (d. Hussong et al., 1979; Damare et al., 1979) lagen im Bereich von 105 bis 107 pro Gramm Faeces; nach Bebriitung der Kulturen bei 20°C waren sie leicht erhohr, was in direktem Zusammenhang mit dem Nachweis zumeist nicht so warmeliebender Boden- und Pflanzenbakterien stehen kann. Im Vergleich beherbergen andere warmbliitige Tiere wie Affen, Schweine, Hunde, Rind und Haushuhn meist bis zu 1010 KBE (Mitsuoka et al., 1973).

Tabelle 4. Quantitativer Vergleich typischer Darmbakterien verschiedener Gansearten Coliforme

Bacillen

Pseudomonaden

0

1,0 . 102

4,5' 104

1,7' 104

4,0' 10"

6,7' 102

2,7' 104

1,0' 104

3,2' 10"

1,2' 105

1,3 . 10"

3,5' 10"

4,0' 10"

1,9' 104

2,6' 105

1,8' 104

Saatgans

6,0' 102

1,2' 105

7,4' 105

3,2' 105

(Anser fabalis) Kanadagans" (Branta canadensis)

3,9' 10"

3,6' 104

8,4' 10"

Strepto-

kokken Ringelgans (Branta bernicla]

Graugans (Anser anser)

Bla/Sgans (Anser albifrons)

Kurzschnabelgans (Anser brachyrhynchus)

" Daten von Gefangenschaftstieren nach Hussong et al. (1979).

Auch ist die Zusammensetzung der Species im Gansedarm von der anderer Warmbliiter sehr verschieden (Tab. 4). Vorherrschend sind nicht die fakultativen Anaerobier aus den Familien Enterobacteriaceae und Sireptococcaceae sondern vielmehr Species aus den Gattungen Pseudomonas und Bacillus (Tab. 3 a-e). Zwar wurden bei Graugans, BlaRgans und Ringelgans grofere Mengen von Bakterien aus der Enterobacter agglomerans-Gruppe (d. Hollander, 1980) nachgewiesen, doch stellen diese Bakterien ebenso wie viele Bacillen und Pseudomonaden rypische Vertreter der bakteriellen Besiedelung von Boden und Pflanzenoberflachen dar. Diese im Darm nachgewiesenen Bakterien wird man jedoch nicht als voriibergehende Besiedler als Folge der mit Bakterien kontaminierten Nahrung ansehen konnen. Hierfiir scheinen die Bakterienzahlen zu grof zu sein, so daR eine Vermehrung im Darm anzunehmen ist. Da besonders die Pseudomonaden nicht zu einer Fermentation befahigt sind, bleibr zur Energiegewinnung fiir diese Bakterien nur die anaerobe Nitratatmung oder - vorausgesetzt, es herrschen im Gansedarm keine strikten anaeroben Verhaltnisse -, die aerobe Sauerstoffatmung. Ahnliches muf auch fiir die zahlreich vorhandenen Bacillen gelten, da viele von ihnen unter aeroben Verhalrnissen weir-

Darmflora verschiedener Gansearten

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aus besser fortkommen als unter sauerstofflimitierten Bedingungen, obwohl sie haufig auch zur anaeroben Atmung mit Nitrat oder Fumarat befahigt sind (Hess, 1976). Wie weit moglicherweise die aufgenommene griine Pflanzennahrung im Darm der Ganse noch Restsauerstoff produziert, bedarf experimenteller Abklarung. Auch die physiologische Rolle der Bakterien im Stoffwechselgeschehen der Ganse ist noch unklar. Eine Nahrungsaufbereitung, wie sie ahnlich durch die Enterobakterien bei anderen warrnbliitigen Tieren stattfindet, kann bei Gansen nur in vie] geringerem MalSe stattfinden, da der Kot in grolSen Mengen ausgeschieden wird (Ringelgans: Pro Std. ca. 60 g Kot) und zum grofen Teil aus unverdauten Pflanzenresten besteht. Lediglich der Blinddarmkot ist in der Konsistenz und bakteriellen Zusammensetzung (unpubl.) mit dem von anderen warmbliitigen Tieren vergleichbar.

Literatur 1. Berg, R. W. and A. W. Anderson: Salmonellae and Edwardsiella tarda in gull feces: a source of contamination of fish processing plants. Appl. Microbiol. 24 (1972) 501-503 2. Bonde, G.].: The genus Bacillus. Danish Med. Bull. 22 (1975) 41-61 3. Cowan, S. T.: Cowan and Steel's Manual for the identification of medical bacteria. 2nd Ed., Cambridge University Press, Cambridge (1974) 4. Damare, ].M., D.Hussong, R.M. Weiner, and R.R.Colwell: Aerobic and facultatively anaerobic bacteria associated with the gut of Canada geese (Branta canadensis) and Whistling swans (Cygnus columbianus columbianus). Appl. Environm. Microbiol. 38 (1979) 258-266 5. Edwards, P. R. and W.M. Ewing: Identification of Enterobacteriaceae, 3 rd Ed. Burgess Publ. Co., Minneapolis (1972) 6. Faddoul, G. P. and G. W. Fellows: A-five-year survey of the incidence of salmonellae in avian species. Avian Dis. 10 (1966) 296-304 7. Hess, A.: Die Atmungskettenzusammensetzung von Vcrtretcrn der Gattung Bacillus Cohn unter besonderer Beriicksichtigung der respiratorischen Chinone. Diplomarbeit, FB Biologie, Universitar Marburg (1976) 8. Hollander, R.: Charakterisierung von Erwinia-Stiimmen insbesondere der Herbicola Gruppe durch Chinone der Atmungskette und Enzymen des Fumarat-Stoffwechsels. Zbl. Bakt. Hyg., l.Abt, Orig. C 1 (1980) 243-256 9. Hollander, R.: Campylobacter enteritis bei Kindem. Mschr. Kinderheilk. 129 (1981) 581-584 10. Hussong, D., J.M.Damare, R.].Limpert, W.J.L.Sladen, R.M. Weiner, and R.R.Colwell: Microbial impact of Canada geese (Branta canadensis) and Whistling swans (Cygnus columbianus columbianusi on aquatic ecosystems. Appl. Environm. Microbial. 37 (1979) 14-20 11. Lennette, E.H., E.H.Spaulding, and J.P. Truant: Manual of clinical microbiology. ASM, Washington (1974) 12. Luechteield, N.A. W., M.].Blaser, L.B.Reller, and W.-L.L. Wang: Isolation of Campylabacter fetus ssp. ieiuni from migratory water fowl. J. clin. Microbiol. 12 (1980) 406-408 13. Mannheim, W., S. Pohl und R. Hollander: Zur Systematik von Actinobacillus, Haemophilus und Pasteurella. ZbI. Bakt. Hyg., LAbt. Orig. A 246 (1980) 512-540 14. Mitchell, T. R. and T. Ridgewell: The frequency of salmonellae in wild ducks. J. med. Microbial. 4 (1971) 359-361 26 Zbl. Bakt. Hyg., L Abr, Orig. A 252

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15. Mitsuoka, T., A. Terada und Y.Morishita: Die Darrnflora von Mensch und Tier. Goldschmidt informiert 23 (1973) 23-41 16. Scheunemann, H. und]. Frantz: Ein Beitrag zur Salmonellenausscheidung beim Wassergeflugel, Bed. Munch. rierarztl. Wschr. 19 (1965) 371-372 17. Speckmann, G.: Investigation on the occurrence of salmonellae in mute swans (Cygnus olor), Canad, Vet.]. 16 (1975) 174-175 18. Stanier, R. Y., N.]. Palleroni, and M. Doudorof]: The aerobic Pseudo monads : a taxonomic study. J. gen. Microbiol. 43 (1966) 159-271 19. Steiniger, F.: Uber die Begleitung des VogeIzuges durch Bakterien der Typhus-Paratyphus-Gruppe bei europaischen Mowen und Seeschwalben. J. S.W.Afr. Wiss. Ges. (Windhoek) 16 (1963) 37-52 20. Steiniger, F.: Salmonellenverschleppung durch Seevogel. Bundesgesundheitsblatt 19 (1976) 140-145 21. Wahba, A.H. W.: Die Rolle von Vogeln und hauptsachlich Zugvogeln in der Verbreitung von Salmonellen. Bundesgesundheitsblatt 19 (1976) 145-146 22. WHO: Enteric infections due to Campylobacter, Yersinia, Salmonella and Shigella. Bull. WId Hlth Org. 58 (1980) 519-537

Dr. R. Hollander, Staatliches Medizinaluntersuchungsamt, Alte Poststr. 11, D-4500 Osnabruck