Zur Jahresperiodik beim Dsungarischen Zwerghamster Phodopus sungorus Pallas

Summary

Seasonal variations in several functions were observed in a strain of Phodopus s. sungorus bred and kept in the laboratory at Erling-Andechs (47° 58′N, 11° 11′E) under natural illumination:

• 1. During their first winter most hamsters changed into a whitish winter coat (Figs. 2, 5, and 14). The change in fur coloration is described (Fig. 1). In most animals molt into the winter coat started in October or November, and was completed in December. Molt into the summer coat started in January or February, and was completed in March or early April. Hamsters kept at outdoor temperatures started molt into winter pelt earlier, and finished molt into summer pelt later, than animals kept indoors (Figs. 3 and 4). Winter coloration was more extreme in animals kept at outdoor temperatures.

• 2. Molt into the winter coat was induced in summer by exposing hamsters to short photoperiods (Fig. 6). However, these animals spontaneously changed back into summer fur while remaining under short-day conditions.

• 3. The animals had a marked annual cycle in body weight with maximum weight in July and August, and minimum weight in December and January, while they were in winter pelage (Figs. 7 and 8).

• 4. Reproduction was observed only between February and November (Fig. 9). Young were born within 18 days (2 cases) or 19 days (27 cases) after the breeding pairs were established. Mean litter size was 5 (range 1–9) (Fig. 10). Average litter size was smaller in the first litter of a ♀ than in the second, but was smaller again in subsequent litters (Fig. 11).

• 5. Growth curves of young hamsters were compared with data from the literature (Fig. 12). In the mean ♂ ♂ were heavier than ♀ ♀ (Table 1).

• 6. The majority of ♂ ♂ showed testis involution during the first winter. The weight of winter testes was about 1/9th that of summer testes (Fig. 13). The cauda epididymidis contained no spermatozoa in winter animals, and many in summer animals.

• 7. Daily torpor was observed in many animals, but only during the winter, and only in those animals that had changed into winter coloration. Body temperature dropped to about 20°C in hamsters kept at 6°C ambient temperature.

• 8. More than 10% of the animals remained in summer colour during the first winter (Figs. 2, 3, and 14). In these animals, testicular state and body weight corresponded to those of summer animals (Fig. 15), and torpor was not observed.

• 9. During their second winter, only a small percentage of animals changed into the winter coat, and even in these animals winter coloration was poorly expressed (Fig. 2). Testicular regression was also rare in the second winter, and less marked than in first-year animals (Fig. 16). The two individual testes in an animal often differed considerably in size and activity.—Reproduction almost ceased after the hamsters had lived through their second winter.

• 10. Phodopus has a midventral sebaceous gland, which is much larger in ♂ ♂ than in ♀ ♀. An annual cycle in its activity was indicated, but was not studied quantitatively.

A discussion of the observations is presented which includes aspects of the situation in free-living populations.—The annual cycles of all the individual functions observed in the laboratory (body weight, testis activity, reproduction, colour change, torpidity) were strictly synchronized with each other, which suggests that these functions are regulated by a single complex of coupled factors, or even by one single factor, within the organism. The annual cycle was influenced by photoperiod, but it was not exclusively caused by external factors and their changes; an internal component of the annual cycle has to be potulated.

Zusammenfassung

Bei einem im Labor (Erling-Andechs, 47° 58′N, 11° 11′E) gehaltenen Stamm von Phodopus s. sungorus wurden die unter natürlichen Lichtbedingungen auftretenden jahresperiodischen Veränderungen verfolgt.

• 1. Im ersten Winter färbten die meisten Hamster in ein weißliches Winterkleid um (Abb. 2, 5 und 14). Der Verlauf der Umfärbung wird beschrieben (Abb. 1). Bei der Masse der Tiere begann der Haarwechsel ins Winterkleid im Oktober oder November und war im Dezember abgeschlossen, die Rückfärbung ins Sommerkleid begann im Januar oder Februar und war im März oder Anfang April beendet. Bei Außentemperaturen gehaltene Hamster begannen früher mit der Umfärbung ins Winterfell und gelangten später wieder ins Sommerfell als bei Innentemperaturen gehaltene Tiere; die Winterfärbung war bei ihnen intensiver (Abb. 3 und 4).

• 2. Die Umfärbung ins Winterkleid konnte durch Haltung im Kunsttag mit kurzer Photoperiode schon im Sommer ausgelöst werden (Abb. 6). Bei diesen Tieren trat die Rückfärbung ins Sommerkleid schon im Herbst ein, ohne daß die künstlichen Beleuchtungsverhältnisse geändert wurden.

• 3. Die Hamster zeigten einen ausgeprägten Jahresgang des Körpergewichts. Das Maximum lag im Juli und August, das Minimum im Dezember oder Januar zur Zeit des Winterfelles (Abb. 7 und 8).

• 4. Die Hamster pflanzten sich nur zwischen Februar und November fort (Abb. 9). Junge wurden in 2 Fällen 18 Tage und in 27 Fällen 19 Tage nach dem Zusammensetzen der Alttiere geworfen. Die Jungenzahl pro Wurf betrug 1–9, im Mittel 5 (Abb. 10). Die durchschnittliche Wurfgröße eines ♀ war beim ersten Wurf deutlich kleiner als beim zweiten und fiel danach wieder ab (Abb. 11).

• 5. Die Wachstumskurven junger Hamster werden mit Angaben aus der Literatur verglichen (Abb. 12). ♂ ♂ waren im Mittel schwerer als ♀ ♀ (Tabelle 1).

• 6. Die Masse der ♂ ♂ zeigte im ersten Winter eine deutliche Hodenregression. Das Gewicht der Winterhoden betrug etwa 1/9 des Gewichts der Sommerhoden (Abb. 13). Ausstriche aus der Cauda epididymidis enthielten bei diesen Tieren keine Spermien.

• 7. Bei Tieren im Winterkleid trat tagesperiodische Torpidität auf. Hierbei sank die Körpertemperatur bei einer Umgebungstemperatur von 6°C auf 19–20°C ab (Abb. 18).

• 8. Mehr als 10% der Hamster behielten im ersten Winter die Sommerfärbung bei (Abb. 2, 3 und 14). Bei ihnen blieben auch Hodengröße und Hodenaktivität sowie das Körpergewicht im Sommerzustand (Abb. 15) und Torpidität trat nicht auf.

• 9. Im zweiten Lebenswinter färbte nur ein kleiner Teil der Tiere ins Winterkleid um, die Winterfärbung war zudem weniger stark ausgeprägt (Abb. 2). Auch die winterliche Hodenregression zeigten im zweiten Winter nur wenige ♂ ♂, sie war zudem weniger ausgeprägt als bei jüngeren Tieren (Abb. 16). Die Hoden beim gleichen Tier konnten starke Unterschiede in Größe und Aktivität zeigen.—Die Fortpflanzungstätigkeit war nach dem zweiten Winter praktish erloschen.

• 10. Phodopus besitzt eine mittventrale Talgdrüse. Die Aktivität dieser Drüse ist bei ♂ ♂ sehr viel stärker als bei ♀ ♀, sie weist anscheinend einen Jahresgang auf.

Die Beobachtungen werden auch im Zusammenhang mit der Populationserneuerung bei freilebenden Populationen diskutiert. Es wird darauf hingewiesen, daß die Jahresperiodik aller beobachteten Funktionen parallel verlief, was auf eine Steuerung durch einen gemeinsamen Faktor oder einen gekoppelten Faktorenkomplex hinweist. Die Jahresperiodik wurde zwar durch die Photoperiode gesteuert, aber nicht ausschließlich durch sie verursacht, auch endogene Komponenten müssen angenommen werden.