Nutzung von Zeburindern zur Verbesserung der Hitzetoleranz europäischer Mutterkuhherden?

Heißes und feuchtes Wetter stellt Mutterkuhhaltungen vor besonderen Herausforderungen, da Mutterkühe und ihre Nachkommen meist auch im Hochsommer ausschließlich auf der Weide gehalten werden.

Da eine Umsetzung von (bautechnischen) Schutzmaßnahmen (z.B. Unterstände etc.) zur Linderung von Hitzestress bei ganzjähriger Weidehaltung – vor allem mit zunehmender Herdengröße – oft nur sehr begrenzt möglich ist, bevorzugen die Tierhalter notwendigerweise solche Rinder, die an diese Bedingungen gut angepasst sind.

Vor allem Zebu-Rinder (= Bos indicus-Rassen) sind diesbezüglich ein sehr interessantes Genreservoire.

Zebuine Rinder spielen eine zentrale Rolle in pastoralen Agrarökosystemen, sowohl in semiariden Regionen als auch in heiß-feuchten tropischen Regionen.

Bos indicus-Rassen können ihre Körpertemperatur bei Hitzestress oft besser regulieren als Bos taurus-Rinder (= ‚europäische‘ Rinder).

Mittlerweile wird auch deutlich, dass sich das Klima schneller ändert als die mögliche genetische Verbesserung vorhandener Fleischrindpopulationen (Deutsche Angus, Simmentaler/Fleisch-Fleckvieh, Charolais etc.) bezüglich ihrer Hitzetoleranz mittels traditioneller Selektionsmethoden in Reinzucht. Außerdem lassen Zuchtprogramme mit einem besonderen Fokus auf schnelle weitere Verbesserung der Produktionsmerkmale (z.B. Fleischbildungsvermögen) die Anfälligkeit der Tiere bezüglich ihrer Hitzeanfälligkeit erhöhen, da eine enge Beziehung zwischen Produktionsniveau und metabolischer Wärmeproduktion besteht (Brade, 2024).

Ein alternativer Ansatz besteht darin, mittels Kreuzung spezifische Thermotoleranzgene von zebuinen Rinderrassen in europäische Rassen einzuführen und dabei gleichzeitig unerwünschte Genkombinationen (z.B. höhere Kälbersterblichkeit, reduzierte Fleischqualität) zu vermeiden.

Zuburinder stammen ursprünglich aus Süd- und Südostasien; Regionen mit (sub)-tropischem Klima.

Auffallende äußere Merkmale dieser Tiere sind das Vorhandensein eines Höckers, einer reichlich vorhandenen Wamme (= Hautfalten), eine pigmentierte und lockere Haut sowie ein kürzeres und dünneres Haarkleid im Vergleich zu Bos taurus.

Zebu-Rinder (nachfolgend ZR genannt) haben eine höhere thermoregulatorische Fähigkeit im Vergleich zu Rindern europäischer Herkunft (Bos taurus; nachfolgend ER genannt), was auf eine verringerte Wärmeerzeugung und eine erhöhte Wärmeabgabekapazität an die Umgebung schließen lässt (Hansen, 2004, Pereira et al., 2014, Cardoso et al., 2015, u.a.).

Phänotypischen Unterschiede zwischen taurinen und zebuinen Rindern sind auch gut durch molekulargenetische Unterschiede zu erklären (Okamoto et al., 2025).

Die phylogenetischen Beziehungen zwischen diesen beiden Unterarten – quantifiziert auf Grundlage der mitochondrialen DNA (mtDNA) – ist in Abbildung 1 dargestellt.

Seit ihrer Divergenz (vor mehr als 300.000 Jahren) haben die Genome von ER und ZR zahlreiche Mutations- und Selektionsprozesse durchlaufen, was letztlich auch dazu führte, dass sich die verschiedenen Rinderunterarten besser an ihre jeweilige Umgebung anpassten. Zusätzlich hat der Mensch seit Beginn der Domestizierung selektiv eingegriffen (= künstliche Selektion).

Unterschiede in der Hautmorphologie zwischen ER und ZR wurden wiederholt beschrieben. Zahlreiche Studien belegen, dass ZR im Vergleich zu ER besser entwickelte Schweiß- und Talgdrüsen aufweisen. Deren Dichte ist höher und das Volumen größer. Zudem liegen sie näher an der Hautoberfläche (Cardoso et al., 2015, Mateescu et al., 2023).

Histologische Unterschiede bezüglich der Morphologie der Schweißdrüsen von ER und ZR sind in Abbildung 2 dargestellt.

Links: Vertikaler Hautschnitt am Rücken. Die Dermis ist jene Hautschicht, die unterhalb der äußersten Hautschicht (Epidermis) liegt. Sie besteht hauptsächlich aus Bindegewebe (Kollagen), das der Haut sowohl Zerreißfestigkeit als auch Elastizität verleiht. Alle Schweißdrüsen, Talgdrüsen und Haarfollikel befinden sich in der Dermis.

weitere Anm.: Epidermis (Epi), Dermis (Dermis), Haarschaft (HS), Haarfollikel (HF), Talgdrüsen (TD) und Schweißdrüsen (SD)

Rechts: Angus-Rinder haben tieferliegende und kleinere Schweißdrüsen (SD) als Brahman-Rinder; eine Zeburasse aus den USA. Brahmans haben eine größere Schweißdrüsenfläche und ihre Schweißdrüsen liegen näher an der Hautoberfläche (eigene Fotomontage in Anlehnung an Mateescu et al., 2023)

Eine neuere Studie zeigte außerdem, dass Zebus im Verhältnis zum Körpergewicht kleinere, metabolisch aktive Organe (z.B. Leber) besitzen als ER (Hawryluk et al., 2021).

Eines der Hauptmerkmale, die Zebu-Rindern zur Erklärung ihrer überlegenen Hitzetoleranz zugeschrieben werden, ist eine im Vergleich zu Bos taurus-Rindern relativ geringere metabolische Wärmeproduktion.

In einer Studie an der Universität São Paulo (Brasilien) verglichen kürzlich Moura et al. (2021) die biothermischen Aktivitäten von Kreuzungstieren (F1, Nellore x Angus) und reinrassigen Bos indicus (Nellore)-Rindern, die unter einheitlichen Bedingungen gehalten wurden. Die mittlere metabolische Wärmeproduktion betrug 2,24 W/kg für die Kreuzungstiere und 1,09 W/kg für die reinrassigen Nellore-Tiere. Ihre Ergebnisse bestätigen somit, dass Kreuzungsrinder (F1, Nellore x Angus) eine höhere Wärmeproduktion aufwiesen als ihre reinrassigen Nellore-Stallgefährten.

Zusätzlich findet man in der Fachliteratur den Hinweis, dass ZR Nährstoffe aus minderwertigen Futtermitteln oft effizienter extrahieren können als ER (Hansen, 2004, Okamoto et al., 2025).

Auch die Beziehungen zwischen Wasser- und Futteraufnahme wurden untersucht. Im Vergleich zu ER verbrauchen ZR pro Einheit Trockensubstanzaufnahme oft deutlich weniger Wasser, insbesondere unter Hitzestress (Okamoto et al., 2025).

In tropischen Umgebungen zeigte eine Vergleichsstudie, dass ZR bis zu 25 % weniger Wasser benötigen als Bos taurus (Romanzini et al., 2024).

Zebu‑Rinder gelten in der Praxis als reaktiver, vorsichtiger und teilweise schwerer händelbar als taurine Rinder.

ZR reagieren oft reaktiver auf Stressfaktoren wie Anbindung/Fixierung, Melken, Transport und andere menschliche Aktivitäten.

Darüber sind ZR im Vergleich zu ER anfälliger für sozialen Stress und brauchen länger, um sich an neue Umgebungen zu gewöhnen. Schließlich weisen Cooke et al. (2014) darauf hin, dass ZR oft stärkere antiprädatorische Reaktionen zeigen als ER.

Thermische Belastungen, insbesondere in heißen und feuchten Regionen, stellen eine erhebliche Herausforderung in der Rindfleischproduktion dar. Es wird geschätzt, dass über 65 % der weltweiten Rinder in tropischen und subtropischen Klimazonen leben (Sarlo Davila et al., 2019).

Ein Ziel der Studie von Cardoso et al. (2015) war es, die Hitzetoleranz zebuiner Rassen unter tropischen Bedingungen in Brasilen zu erfassen.

Die Studie wurde am Technologietransferzentrum für Zeburinder in Ponte Alta (Brasilien) durchgeführt (Cardoso et al., 2015). Das dortige Klima ist tropisch.

Es wurden 40 dreijährige (nicht-laktierende) weibliche Tiere untersucht; jeweils acht Tiere pro Rasse (Nelore, Gir, Sindhi, Girolando und Indubrasil). Die Tiere wurden als eine Gruppe unter gleichen Umwelt- und Behandlungsbedingungen gehalten.

Die Körperoberflächentemperatur wurde mit einer Infrarotkamera erfasst (Abb. 3).

Anmerkungen zum linken Foto: A= Erfassung von Oberflächentemperaturen im Körperbereich, B= Erfassung von Oberflächentemperaturen speziell im Kopfbereich, C = Erfassung von Oberflächentemperaturen speziell im Fußbereich

Anmerkung zum rechten Foto: Die Temperatur im Augenbereich wird als ein besonders guter Beobachtungspunkt für Hitzestress bewertet. Quelle: Cardoso et al. (2015) 

Die Rasse beeinflusst zahlreiche anatomisch-morphologische Merkmale (Tab. 1).

Nelore-Tiere weisen die größten Höckerhöhen auf (Tab. 1). Die dickeren Häute der Sindhis werden als spezielles Merkmal dieser Zebu-Tiere zum Schutz vor Parasiten und ultravioletten Strahlen bewertet (Cardoso et al., 2015). 

Anm.: Das Nelore-Rind wurde in Brasilien aus importierten Ongole-Rindern (aus Indien) gezüchtet. Nelores haben einen ausgeprägten Höcker. Ihre langen Beine helfen ihnen dabei, im Wasser zu waten. Das Haarkleid der Rinder ist (überwiegend) weiß. Die Haut der Tiere selbst ist jedoch dunkel. Dies bietet der Haut der Nelore-Rinder einen besseren Schutz vor ultravioletten Strahlen.

Weitere physiologische Kenngrößen für verschiedene zebuine Rassen sind in der Tabelle 2 zusammengestellt.

*Anm.: RT: Rektaltemperatur (°C); HR: Herzfrequenz (Schläge/Minute); RR: Atemfrequenz (Anzahl/Minute); Quelle: Cardoso et al. (2015) 

So sind beispielsweise signifikante Unterschiede in der rektalen Temperatur sowie in der Herz- bzw. Atemfrequenz zwischen den ZR-Rassen – bei Haltung unter einheitlichen Umweltbedingungen – zu beobachten (Tab. 2).

Nachzutragen ist an dieser Stelle eine australische Studie zur Erfassung ruminaler Temperaturunterschiede unter Hitzestress.

Lees et al. (2018) prüften den Anstieg der Pansentemperatur von ER (Angus) im Vergleich zu ZR (Brahman) unter Hitzestressbedingungen. Alle Tiere erhielten einen „Pansen“-Bolus, der kontinuierlich die Vormagentemperatur tierindividuell kontrollierte. Mit steigender Wärmebelastung (gemessen am THI) stieg auch die Vormagentemperatur in beiden Kohorden an. Aber: Angus-Rinder reagierten früher und stärker auf Hitzestress. Brahman‑Rinder (ZR) zeigten demgegenüber geringere Temperaturanstiege. Ihre Vormagentemperaturen blieben auch bei hohen THI‑Werten deutlich stabiler. Außerdem bestätigten sie: die Temperatur in den Vormägen korreliert eng mit der Atemfrequenz.

Zwischenfazit: Es gibt signifikante rassenbedingte Variationen zwischen verschiedenen Zeburassen unter tropischen Bedingungen, die züchterisch weiter genutzt werden können (Cardoso et al., 2015). Und: Angus-Rinder reagierten früher und stärker auf Hitzestress als Brahman‑Rinder (ZR) in Australien (Lees et al., 2018).

Das Brahman-Rind ist eine beliebte Zeburasse in subtropischen Regionen. Sie wird seit Beginn des 20. Jahrhunderts in den Südstaaten der USA gezüchtet.

Entstanden ist die Brahman-Rasse aus alten indischen Zebu-Schlägen. Die meist hellen Brahman-Bullen erreichen eine Widerristhöhe von etwa 146 bis150 cm und eine Lebendmasse von ≥ 900 kg, während die Kühe zwischen 500 kg und 750 kg wiegen (Abb. 5).

Brahman-Rinder haben eine dunkle Hautpigmentierung, die vor UV-Schäden durch Sonnenstrahlung schützt. Sie haben außerdem ein kürzeres Haarkleid (im Mittel ca. 10 mm kürzer als Angus). Dieses kürzere Haarkleid hilft den ZR-Rindern effizienter zu schwitzen.

In einer Studie von Mateescu et al. (2020) wurden Daten von ca. 300 Färsen aus der Fleischrinderherde der University of Florida analysiert.

Diese Mutterkuhherde umfasst sowohl reinrassige Brahman- als auch Angus-Tiere; einschließlich zugehörige Kreuzungen (Mateescu et al., 2020).

Analysiert wurde die Vaginaltemperatur der Färsen auf der Weide als Proxy für die Körperkerntemperatur, um die Körpertemperaturplastizität von Färsen mit verschiedenen Anteilen an Brahman-Genanteilen unter Hitzestress zu bewerten (Bewertungsbasis: Datenerfassung unter feucht-heißen Bedingungen während der Sommerzeit in Florida, USA).

Einige Versuchsergebnisse sind in der Abbildung 6 zusammengestellt.

Die reinrassige Angus-Gruppe (= ohne Brahman-Genanteil) zeigte die geringste Hitzestress-Resistenz (Abb. 6). Die Genotypen mit 75 % und 100 % Brahman-Genen weisen demgegenüber eine bessere Widerstandsfähigkeit gegenüber Hitzestress auf. Die Genotypen mit 25 % bzw. 50 % Brahman-Genanteil liegen dazwischen (Abb. 6).

In einer weiteren Studie wurde zusätzlich auch die Produktivität von Brahman x Angus-Mutterkühen – anhand eines Datensatzes mit 6.312 Kühen beim Absetzen der Kälber – untersucht (Martins et al., 2024).

Kühe mit einem Brahman-Genanteil von 81 bis 100 % weisen eine deutlich höhere Kälbersterblichkeit als Kühe mit einem hohen Angus-Genanteil (Abb. 7).

Das Absetzgewicht stellt einen weiteren Faktor bezüglich der Produktivität von Mutterkühen dar. Das (bereinigte) 205-Tage-Absetzgewicht der Kälber wurde durch die Wechselwirkungen zwischen Rassegruppe/Genotyp und Paritätsklasse der Muttertiere sowie das Geschlecht des Kalbes beeinflusst.

Das bereinigte Absetzgewicht der Kälber nach 205 Tagen betrug 228,5 ± 2,2 kg für männliche und 210,4 ± 2,2 kg für weibliche Tiere.

Im Allgemeinen entwöhnen Kühe mit einem moderaten bis leicht höheren Anteil an Brahman-Genetik (21 % bis 78 %) schwerere Kälber als reinrassige Brahman- bzw. Angus-Kühe (Abb. 8).

Zwischenfazit: Martins et al. (2024) bestätigen, dass Brahman x Angus-Kreuzungskühe mit einem Brahman-Genanteil zwischen 21 % und 78 % zu den produktivsten Mutterkühen unter Hitzestressbedingungen gehören.

Die Überlegenheit von Kreuzungstieren kann der Kombination von Merkmalen komplementärer Rassen durch additive Geneffekte und Heterosis zugeschrieben werden.

Zahlreiche Studien (im Ausland) belegen, dass Kreuzungen von Bos taurus- und Bos indicus-Rindern zu Tieren führen, die sowohl gut an zeitlich begrenzte Hitzestressepisoden angepasst sind als auch gut in traditionellen Vermarktungssystemen genutzt werden können.

Ein Schlüssel zur erfolgreichen Kreuzung ist die Bestimmung des optimalen Anteils der verschiedenen Rassengruppen.

Die zu beantwortende Frage lautet somit für die europäische und damit deutsche Mutterkuhhaltung: Was ist der optimale Anteil an Zebu-Genetik, der mittels Introgression in eine Bos taurus-Mutterkuhherde (zukünftig) – vor dem Hintergrund des Klimawandels – integriert werden sollte?

Diese Frage kann nur mittels Vor-Ort-Studien mit hier vorhandenen (reinrassigen) Mutterkuhherden (Simmentaler/Fleckvieh, Deutsche Angus etc.) zuverlässig beantwortet werden.

Dabei ist zusätzlich anzuerkennen, dass auch extreme Kälteereignisse (im Winter) eine Herausforderung in der deutschen Mutterkuhhaltung darstellen können.

So sind einige europäische Rinderrassen, wie Galloway-Rinder, gut an kältere Temperaturen angepasst, leiden jedoch schnell unter Hitzestress.

Da Sperma von besten Zebu-Bullen (z.B. aus den USA oder Australien) auch international gehandelt wird, bietet sich die Nutzung dieser Möglichkeit in zugehörigen Züchtungsexperimenten in praxi in besonderer Weise an.

Konventionelle Zuchtansätze (= Einkreuzung von Zebus) empfehlen sich auch deshalb, da solche neuen Züchtungsmethoden wie die Genomeditierung, speziell in Deutschland, bisher nur wenig erfolgreich (experimentell) geprüft wurde (Brade, 2026). So wurden am Friedrich-Loeffler-Institut (FLI), Institut für Nutztiergenetik in Mariensee (Niedersachsen) mehrere CRISPR/Cas Versuche mit Rinderembryonen durchgeführt, die jedoch zeigten, dass in Deutschland offensichtlich noch zugehörige Fachexpertise fehlt (o.V., 2020). Am bekanntesten ist ein Fall, bei dem ein genomeditiertes Kalb mit schwersten Fehlbildungen im Institut Mariensee geboren wurde und kurz nach der Geburt eingeschläfert werden musste (o.V., 2020).

Außerdem benötigen konventionelle Züchtungsansätze keine sehr kostspieligen und intensiven Forschungsarbeiten in teuren Versuchseinrichtungen, da sie in praxi realisiert werden könnten. Sie erfordern jedoch – aufgrund des langen Generationsintervalls beim Rind – einen längerfristigen Prüfzeitraum.

Zebu-Rinder haben sich unter den Bedingungen hoher Temperaturen und Luftfeuchtigkeit entwickelt und sich an diese Bedingungen gut angepasst, indem sie sowohl die Wärmeproduktion als auch den Wärmeverlust optimiert haben.

Die Introgression der Zebu-Genetik in europäische (und damit deutsche) Mutterkuhherden könnte zur gezielten Erhöhung der Hitzetoleranz vorhandener Fleischrindpopulationen beitragen.

Eine experimentelle Prüfung der möglichen Einkreuzung ausgewählter Zebu-Rassen (z.B. Brahman) bietet sich – vor dem Hintergrund des Klimawandels – auch unter deutschen Bedingungen an.

Prof. Dr. habil. Wilfried Brade
Professor für Tierzucht (i.R.) an der TiHo Hannover

aktuell:Norddeutsches Tierzucht-Beratungsbüro
Email: wilfried.brade@t-online.de

Literatur:

1. Brade W (2026): Genom-Editierung beim Rind: aktueller Stand. https://www.proteinmarkt.de/aktuelles/details/news/genom-editierung-beim-rind-aktueller-stand
2. Cardoso CC et al. (2015): Physiological and thermographic response to heat stress in zebu cattle. Livest. Sci., 182: 83-92. doi.org/10.1016/j.livsci.2015.10.022
3. Cooke RF et al. (2014): Temperament and acclimation to human handling influence growth, health, and reproductive responses in Bos taurus and Bos indicus cattle, J. Animal Sci., Vol.92, Pages 5325–5333, https://doi.org/10.2527/jas.2014-8017
4. Hansen PJ (2004): Physiological and cellular adaptations of zebu cattle to thermal stress. Anim. Reprod. Sci. 82–83:349–360. doi:10.1016/j.anireprosci.2004.04.011
5. Hawryluk B et al. (2021). Organ and cellular contributions to heat production in Brahman and Angus steers, J.Animal Sci., Vol. 99, Suppl.3, Pages 422–423, https://doi.org/10.1093/jas/skab235.758
6. Lees AM et al. (2018). Effect of heat stress on rumen temperature of three breeds of cattle. Int J Biometeorol 62, 207-215. doi.org/10.1007/s00484-017-1442-x
7. Martins T et al. (2024): Influence of proportion of Brahman genetics on productivity of Brahman-Angus cows at weaning, Translational Animal Science, 2024; txae093, https://doi-org.libproxy.ucl.ac.uk/10.1093/tas/txae093
8. Mateescu RG et al. (2020): The effect of Brahman genes on body temperature plasticity of heifers on pasture under heat stress. J. Animal Sci., Vol. 98, Issue 5, https://doi.org/10.1093/jas/skaa126
9. Mateescu RG et al. (2023): Impact of Brahman genetics on skin histology characteristics with implications for heat tolerance in cattle. Front. Genet. 14:1107468. doi: 10.3389/fgene.2023.1107468
10. Moura GA et al. (2021): Are crossbred cattle (F1, Bos indicus x Bos taurus) thermally different to the purebred Bos indicus cattle under moderate conditions? Livest. Sci., Vol. 246, 104457, doi.org/10.1016/j.livsci.2021.104457.
11. Okamoto L et al. (2025): Factors contributing to differences in stress resilience and growth performance between Bos taurus and ZR cattle, Animal Frontiers, 15, 38-46, https://doi.org/10.1093/af/vfaf011
12. o.V. (2020): Zweifelhafte CRISPR-Versuche an Kälbern. www.ig-nachbau.de/appendix/news/details/zweifelhafte-crispr-versuche-an-kaelbern
13. Pereira AMF et al. (2014): Evaporative heat loss in Bos taurus: do different cattle breeds cope with heat stress in the same way? J. Therm. Biol., 45 (2014), pp. 87-95 doi.org/10.1016/j.jtherbio.2014.08.004
14. Romanzini EP et al. (2024): Drinking Behaviour of Beef Cattle Subject to Water Medication in Various Environmental Conditions. Ruminants 4, 213-226. doi.org/10.3390/ruminants4020015
15. Sarlo Davila K et al. (2019): Genetic parameters for hair characteristics and core body temperature in a multibreed Brahman–Angus herd, J. Animal Sci., Vol. 97, Pages 3246–3252, https://doi.org/10.1093/jas/skz188