15.03.2021, Museum für Naturkunde – Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung
Steckt in der DNA der Fledermäuse die Antwort für ein gutes Älterwerden?
Eine neue Studie in Nature Communications zeigt, dass das Alter von Fledermäusen basierend auf DNA-Methylierungsmustern mit hoher Genauigkeit vorhergesagt werden kann. Ein weltweites Team von Forschenden mit Beteiligung des Museums für Naturkunde Berlin untersuchten dafür die an die DNA gebundenen Methylgruppen (CH3) von 26 Fledermausarten. Die Erkenntnisse zu Anti-Aging Anpassungen könnten in der Medizin genutzt werden und Menschen ermöglichen, ihre Alterszeit so gesund wie die Fledermäuse zu verbringen, deren lange Lebenszeit aus einer guten Immunantwort und der Unterdrückung von Krebsentstehung resultiert.
Den Altersrekord unter Säugetieren hält bisher ein 211 Jahre alter Grönlandwal. Allerdings hängt das Alter bei Säugetieren allometrisch mit dem Körpergewicht zusammen, so dass größere Säugetiere normalerweise auch eine längere Lebenszeit besitzen. Fledermäuse hingegen sind die eigentlichen Rekordhalter – die Winzlinge können wahre Methusalems sein. Die älteste bekannte freilebende Fledermaus wurde über 41 Jahre alt bei einem Gewicht von lediglich rund 7g. Die Große Bartfledermaus (Myotis brandtii) wird demnach 9,8-mal älter als man bei dieser Körpergröße annehmen würde. Ihre extreme Langlebigkeit und die Tatsache, dass sie wenige Alterungserscheinungen zeigen, macht Fledermäuse außerordentlich spannend für Fragen nach den Mechanismen, die schädlichen Alterungseffekten zugrunde liegen.
Ein weltweites Team aus 32 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, zu denen auch Linus Günther, Mirjam Knörnschild, Frieder Mayer und Martina Nagy vom Museum für Naturkunde Berlin gehören, untersuchte Methylierungsmuster der DNA von 26 Fledermausarten mit dem Ziel epigenetische Veränderungen zu identifizieren, die mit dem Alter und der Langlebigkeit der Tiere assoziiert sind. DNA-Methylierung bzw. -Demethylierung sind Mechanismen, bei denen Methylgruppen (CH3) an DNA gebunden oder davon entfernt werden. Der Methylierungsgrad bestimmter DNA-Regionen beeinflusst viele Prozesse in einem Organismus, wie zum Beispiel die Regulation von Genen, aber auch die Entstehung von Tumoren. Bei Menschen ist es schon länger möglich, basierend auf alterstypischen Veränderungen der Methylierung, das biologische Alter zu bestimmen.
„Der Datensatz zu 712 Fledermäusen bekannten Alters, den wir hier unter der Federführung des Erstautors Gerald Wilkinson zusammengetragen haben, ist absolut phänomenal“, erklärt Frieder Mayer vom Berliner Naturkundemuseum, „Das Alter von Fledermäusen lässt sich nicht an äußeren Merkmalen feststellen, sondern musste bisher über aufwendige Langzeitstudien ermittelt werden. Die Ergebnisse dieser Studie erlauben nun, das genaue Alter von Fledermäusen über Analysen der Methylierungsmuster ihrer DNA zu bestimmen.“ Kollegin Martina Nagy ist begeistert von den Implikationen der Studie. „Exakte Altersbestimmungen bei wildgefangenen Fledermäusen durchführen zu können, ist phantastisch“, stellt sie fest. „Dies wird unsere zukünftigen Forschungsvorhaben immens bereichern.“
Fledermäuse werden nicht nur sehr alt, sie bleiben dabei auch gesund und erkranken nur selten an Krebs. Dies hängt unter anderem wahrscheinlich mit genetischen Anpassungen zur Unterdrückung von Tumorbildung zusammen. Die aktuelle Studie bietet neue Evidenz dafür. Änderungen der Methylierung in DNA-Regionen, die mit Langlebigkeit assoziiert sind, betreffen bei Fledermäusen Gene des angeborenen Immunsystems und der Tumorbildung und ermöglichen wahrscheinlich auf diese Weise deren extreme Langlebigkeit. „Die Erkenntnisse zu Anti-Aging Anpassungen könnten in der Medizin genutzt werden und Menschen ermöglichen, ihre Alterszeit so gesund wie die Fledermäuse zu verbringen.“ fügt Kollegin Mirjam Knörnschild hinzu.
Publikation: https://www.nature.com/articles/s41467-021-21900-2
15.03.2021, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Lachsdetektor zur Erfolgskontrolle am Rhein
HHU-Studierende untersuchen die Lachsausbreitung
15.03.2021 – In verschiedenen deutschen Gewässern werden Lachse angesiedelt. Um den Erfolg solcher Maßnahmen zu untersuchen, hat ein deutsches Forschungskonsortium unter Beteiligung von Studierenden der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) ein Diagnoseverfahren entwickelt, das nach Lachs-DNA in Flüssen sucht.
Der Atlantische Lachs (Salmo salar) hat seine Kinderstube an den Oberläufen von Flüssen. Junglachse leben zwischen einem und drei Jahren in den Flüssen, bevor sie sich physiologische verändern und ins Meer ziehen. Nach einigen Jahren schwimmen sie im Spätherbst flussaufwärts zurück in ihre Heimatgewässer, wo sie laichen und viele nach der Fortpflanzung sterben.
Noch zu Beginn des 20. Jahrhunderts war der Atlantische Lachs ein alltägliches Bild in Europas Flüssen, insbesondere im Rhein und seinen Zuflüssen. Doch durch Überfischung, Denaturierung, Flussbegradigung und die zunehmende Verschmutzung der Flüsse ging für die Fische immer mehr Lebensräume verloren. Der Lachs verschwand aus unseren Gewässern.
Seit zehn Jahren wird versucht, Lachse wieder in den ursprünglichen Gewässern heimisch zu machen. Dazu werden Lachse im Flusssystem des Rheins, vor allem in den Oberläufen der Zuflüsse, ausgesetzt. Um den Erfolg der Maßnahmen beurteilen zu können – ob also die neu eingesetzten Lachse nach einer Zeit noch vorhanden sind oder ob eventuell natürliche Lachse im Gewässer leben –, muss der Fischbestand quantitativ beurteilt werden. Ziel des Konsortiums GeMoLaR (Genetisches Monitoring zur Wiederansiedlung des Atlantischen Lachses im Rheingebiet), in dem die HHU mit Forschungsgruppen aus Belgien, den Niederlanden und der Schweiz zusammenarbeitet, ist es, den Erfolg dieser Maßnahmen zu untersuchen.
Dazu entwickelte ein Team um HHU-Professor Dr. Christopher Bridges zusammen mit dem aus der HHU ausgegründeten Unternehmen Tunatech und dem Lachszentrum Hasper Talsperre ein schnelles Lachs-Nachweisverfahren („Salmon Detection Test“, kurz SDT). Dieses verknüpft ein bereits in den USA und Irland genutztes Verfahren mit neuen Diagnosetechniken. Die HHU-Biologin Lydia Schmidt und Dr. Florian Borutta von Tunatech suchen dazu nach DNA-Spuren – sogenannte eDNA – im Gewässer.
Das Lachszentrum Hasper Talsperre bei Hagen liegt am Hasper Bach, der über die Ennepe in die Ruhr und dann in den Rhein fließt. An verschiedenen Stellen des Bachs in unterschiedlicher Entfernung zum Lachszentrum entnahmen die Forscherinnen und Forscher Wasser, aus dem sie anschließend eDNA extrahierten.
Das Verfahren kann die Lachs-DNA vom Erbgut anderer in den Gewässern lebender Fische wie Bachforelle, Regenbogenforelle, Meerforelle und Äsche unterscheiden. Bereits nach 15 bis 30 Minuten liefert der unaufwändige Test eindeutige Ergebnisse.
Dazu Prof. Bridges: „Unser Test, an dessen Entwicklung Studierende der HHU beteiligt waren, hat sich in Feldversuchen in NRW bewährt. Er eignet sich damit zur Erfolgskontrolle von Wiederbesiedlungsmaßnahmen; dies wollen wir nun auch mit anderen Kollegen in Europa und darüber hinaus erproben.“
Das Projekt GeMoLaR wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft gefördert.
16.03.2021, Deutsche Wildtier Stiftung
Europa: Der wilde Patient ist krank
Zahlen der Europäischen Kommission bestärken Negativtrend – die Deutsche Wildtier Stiftung fordert die „Magische 7“ für eine Trendwende
„Wenn sich Europas Biodiversität erholen soll, muss gehandelt werden“, sagt Prof. Dr. Klaus Hackländer, Vorstand der Deutschen Wildtier Stiftung, angesichts des aktuellen EU-Berichtes über den Zustand der Natur in Europa. „Der Druck, dem viele Arten ausgesetzt sind, ist immens – die Folgen dramatisch.“ Der Rückgang der Arten hängt zwar auch mit dem Klimawandel zusammen, ist aber vor allem auf die anhaltende Intensivierung von land- und forstwirtschaftlich genutzten Flächen zurückzuführen. Das führt schließlich zu drastischen Eingriffen in die Lebensräume von Wildtieren. „Dabei sind Erfolge im Naturschutz schon mit wenigen Maßnahmen möglich. „Wenn wir sieben Prozent der genutzten Fläche als unproduktive Fläche einfach der Natur überlassen, bedeutet das für die Artenvielfalt eine überaus positive Trendwende“, betont Prof. Dr. Hackländer. Die „Magische 7“ ist ein wissenschaftlich belegter Weg, um dem fortschreitenden Artensterben die Dynamik zu nehmen. „Bleiben sieben Prozent der genutzten Fläche unbeackert, hat die Natur ein Mindestmaß an Chancen – Insekten, Vögel und Säugetiere finden Nahrungsplätze und Brutgebiete. Wildtiere gewinnen mit der Magischen Sieben Lebensraum“, sagt Prof. Dr. Hackländer.
Wie notwendig zum Beispiel Brachflächen in der Agrarlandschaft sind, zeigt das „Gesundheitszeugnis“ der EU über den Erhaltungszustand von geschützten Arten und Lebensräumen in Europa. Alle sechs Jahre geben die Mitgliedsstaaten der Europäischen Kommission eine Art Zustandsbericht der Natur auf ihrem jeweiligen Staatsgebiet ab. Dieser Zustandsbericht wird von der EU Kommission erfasst und zusammengeführt. Die Negativ-Hitliste der Belastungen für geschützte Lebensräume, Pflanzen und Tiere wird von der Landwirtschaft angeführt. „Und gerade an diesem Punkt kann die Magische Sieben für den wilden Patienten heilsam sein“, sagt Hackländer. „Denn durch die Intensivierung in der Landwirtschaft sind mehr als ein Fünftel aller geschützten Arten und Lebensräume betroffen.“
Natürlich führen neben der Landwirtschaft auch die Flächenversiegelung und die nicht nachhaltige Forstwirtschaft zum Artenverlust in der Kulturlandschaft. Im Bericht aus Deutschland (Stand 2020) weist das Bundesamt für Naturschutz daraufhin, dass 63% aller nach EU-Recht geschützten Arten und 69% der entsprechenden Lebensräume unter Druck stehen. Insbesondere Wiesen und Weiden, aber auch Seen und Flüsse sowie Küsten sind am stärksten betroffen. Ist die Situation für eine gefährdete Tierart besonders prekär, dann wird dieser ein „schlechter Erhaltungszustand“ attestiert. In Deutschland ist dies zum Beispiel bei Feldhamster, Wimpernfledermaus, Sumpfschildkröte, Moorfrosch, Äsche oder Edelkrebs der Fall. „Wir brauchen neben anderen Maßnahmen mehr Renaturierungsprogramme, ein Umdenken in der Land-, Forst- und Wasserwirtschaft, damit die Biologische Vielfalt in der Kulturlandschaft Europas eine Überlebenschance hat“, fordert der Vorstand der Deutschen Wildtier Stiftung. Aktuell hängt das Schicksal der Wildtiere in Deutschland insbesondere von den Verhandlungen zur Neuausrichtung der Europäischen Agrarpolitik ab. Denn dort wird gerade diskutiert, wieviel Prozent der Fläche als ungenutzt den Wildtieren zur Verfügung gestellt wird.
Auch die Weltnaturschutzunion IUCN ist davon überzeugt, dass sich die Erhaltung der Biodiversität und deren Nutzung nicht ausschließen. Die Deutsche Wildtier Stiftung arbeitet daher neben dem Schutz natürlicher Lebensräume auch an einer wildtierfreundlichen Bewirtschaftung der Kulturlandschaft. „Naturschutz darf sich nicht nur auf kleine Paradiese inmitten einer ausgeräumten Landschaft beziehen, sondern muss in die Fläche!“, so Hackländer. Dann bewirkt die Magische Sieben wahre Wunder.
16.03.2021,Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie
Auf der Suche nach einer Zeitmaschine der Evolution
Ein interdisziplinäres Team von Forscher*innen hat Erkenntnisse aus den Gebieten der prähistorischen DNA, evolutionären Genomik und Geologie zusammengeführt, um zu verstehen, wie sich im Meer lebende dreistachlige Stichlinge vor 12.000 Jahren an die Lebensbedingungen in Süßwasserseen angepasst haben. Ihre Ergebnisse erscheinen nun in Current Biology.
Dreistachlige Stichlinge sind kleine Fische mit großer Bedeutung. Sie sind Expert*innen für Anpassung und helfen Biolog*innen dabei zu verstehen, wie Lebewesen sich evolutionär auf geänderte Umweltbedingungen einstellen. Als die Gletscher am Ende der letzten Eiszeit vor 10.000 bis 20.000 Jahren schmolzen, entstanden neue Süßwasserhabitate, die von Stichlingen aus dem Meer besiedelt wurden. Diese passten sich an eine völlig neue Umwelt an.
Dies geschah wiederholte Male an zahlreichen Orten der gesamten nördlichen Hemisphäre. Ähnliche Veränderungen im Verhalten, in der Gestalt und Physiologie traten auf – ein Prozess, der parallele Evolution genannt wird. Mutationen, die günstig für das Leben im Süßwasser sind, waren auch in Meerespopulationen zu finden, jedoch selten. Sobald sie von der natürlichen Auslese begünstigt wurden, nahmen sie in den Süßwasserpopulationen überhand. „Forschung über dreistachlige Stichlinge hat in den vergangenen 20 Jahren zentrale Einsichten in die genetischen Grundlagen von paralleler Anpassung ermöglicht,“ erklärt Felicity Jones, die Forschungsgruppenleiterin am Friedrich-Miescher-Laboratorium der Max-Planck-Gesellschaft in Tübingen ist. „Anpassung kann durch neu auftretende Mutationen stattfinden, aber oft werden auch bereits bestehende genetische Varianten wiederverwendet und in der Population weiterverbreitet.“
Fischknochen aus den Sedimenten von einstigen Meeren
Üblicherweise untersucht man die evolutionäre Anpassung von Stichlingen, indem man heutige Süßwasserstichlinge mit Salzwasserstichlingen vergleicht. Dieses Vorgehen fußt auf der Annahme, dass die Population heutiger Meeresstichlinge gut die Vorfahren der Süßwasserstichlinge repräsentiert. Doch auch Meeresstichlinge haben sich weiterentwickelt, sodass die heutigen Populationen sich in wichtigen Aspekten von denen unterscheiden könnten, die ursprünglich die Süßwasserseen besiedelten. Aus diesem Grund vergleichen die Forscher*innen in dieser Studie die Genome der heutigen Stichlinge direkt mit denen ihrer Vorfahren, die damals dieselben Süßwasserseen besiedelten.
Die von der Forschungsgruppe verwendeten prähistorischen Fischknoche haben selbst eine interessante Geschichte. Norwegische Geolog*innen waren auf einer Forschungsmission zur Untersuchung der Geschichte der Meeresspiegelveränderungen anhand von Sedimenten im hohen Norden Norwegens unterwegs und entdeckten die Knochen zufällig in Bohrkernen von küstennahen Seen. „Die Fischknochen aus den Sedimentproben waren verblüffend gut erhalten und wir konnten sie sofort dem dreistachligen Stichling zuordnen,“ sagt Anders Romundset, von Geological Survey of Norway. „Wir haben das Alter der Knochen bestimmt, indem wir die in denselben stratigraphischen Niveaus eingeschlossenen Landpflanzen mittels der Radiokarbonmethode datiert haben. Die Stichlinge lebten und starben in Brackwasser, zu der Zeit, als die Seen fast schon ihre Verbindung zum Meer verloren,“ erklärt der Geologe.
Die ehemals im Meer lebenden Fische wurden in vom Meer isolierten Seen eingeschlossen, die durch eine starke Landhebung entstanden. Die Stichlinge verschwanden jedoch nie aus den Seen: Sie passten sich den neuen Gegebenheiten an. Die Sedimentkerne sind also evolutionäre „Zeitmaschinen”, die Zugang zu den Vorfahren der heutigen Stichlinge in den Seen ermöglichen.
Der glückliche Fund der Knochen bietet erstmalig Gelegenheit, die Genomsequenzen der frühen Besiedler dieser neu entstandenen Süßwasserseen zu untersuchen. „Obwohl die Stichlinge vor Tausenden von Jahren starben, als der Großteil Skandinaviens noch von einer riesigen Eisschicht bedeckt war, enthalten ihre Knochen immer noch DNA-Fragmente“, erklärt Andrew Foote von der Universität Bangor. „Diese Gensequenzen sind ein Fenster tief in die Vergangenheit und zu den frühen Stadien der Anpassung ans Süßwasser.“ Der rasante Fortschritt auf dem Gebiet der prähistorischen DNA hat die Grenzen des Möglichen bei der Sequenzierung längst verstorbener Organismen verschoben. Dennoch war es eine große Herausforderung, die DNA aus den winzigen Stichlingsknochen zu extrahieren. Foote suchte die Zusammenarbeit mit Tom Gilbert von der Universität Kopenhagen, um das hochmoderne Labor für prähistorische DNA und die von Gilberts Forschungsgruppe entwickelten Methoden zu nutzen. Dies stellte sich als perfekte Kombination heraus: Gemeinsam konnten die Forschenden die Genome der Stichlinge sequenzieren.
Ein Fenster zur Vergangenheit
Da die Knochen aus einer Sedimentschicht stammen, die den Übergang von Salz- zu Süßwasserhabitat repräsentiert, enthielten sie größtenteils die Genvarianten, die auf das Leben im Meerwasser ausgelegt waren, aber auch manche Gene, die schon die Anpassung ans Süßwasser zeigen. „Es ist wirklich bemerkenswert, dass wir schon in einem einzigen, aus dem Meer stammenden Besiedler Varianten entdecken konnten, die auf das Leben im Süßwasser angepasst sind,“ betont die Erstautorin der Studie Melanie Kirch, die in Jones‘ Forschungsgruppe arbeitet. „Das zeigt, dass die auf Süßwasser angepassten Genvarianten bereits in der Stichlingspopulation vorhanden waren, als sie vor Tausenden von Jahren begonnen, die Süßwasserseen zu besiedeln.“ Doch Kirch warnt zur Vorsicht: „Obwohl die ersten Besiedler, die Vorfahren der heutigen Stichlinge, diese Genvarianten besaßen, sind diese nicht mehr unbedingt in der heutigen Population vorhanden. Das unterstützt die These, dass sogar vorteilhafte Varianten im Laufe der Evolution verloren gehen können, vermutlich rein zufällig – ein Prozess, der als ,genetischer Drift‘ bekannt ist.“
Alte Genome öffnen ein Fenster in die Vergangenheit und ermöglichen es uns, direkt die genetische Ausstattung von Vorfahren heutiger Lebewesen zu untersuchen, deren Anpassung über Zeiträume von Tausenden von Jahren zu verfolgen und den Evolutionsprozess besser zu verstehen. Sie erlauben es Biolog*innen, ihre Modelle zu verbessern und Einsicht in Faktoren zu erlangen, die die Richtung, Geschwindigkeit und die molekulare Basis der Evolution ,in freier Wildbahn‘ beeinflussen.
Originalpublikation:
Kirch et al., 2021, Current Biology 31, 1–10
doi.org/10.1016/j.cub.2021.02.027
16.03.2021, Veterinärmedizinische Universität Wien
Keas: Weniger Dominanz bringt den gewünschten Erfolg
Die vom Aussterben bedrohten neuseeländischen Keas (Nestor notabilis) sind eine große Papageienart und gelten als sehr intelligente Vögel – und sind deshalb für die Verhaltensforschung von großem Interesse. In einer soeben veröffentlichten Studie der Vetmeduni Vienna mit internationaler Beteiligung zeigte sich nun, dass Dominanz hinderlich für erfolgreiche Kooperationen ist. Sobald die höherrangigen Tiere dieses Verhalten aufgaben, stellte sich der Erfolg ein.
An einer Gruppe von in Gefangenschaft gehaltenen Keas untersuchte ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Vetmeduni Vienna, welche Faktoren die Zusammenarbeit zwischen mehreren Tieren unterstützen oder behindern, wenn diese frei miteinander interagieren können. „Wir erwarteten, dass die Toleranz dominanter Tiere ein wesentlicher Faktor ist, der die Zusammenarbeit möglicherweise behindert. Andererseits gingen wir davon aus, dass Tiere mit stärkeren assoziativen Bindungen und kleineren Rangabständen mehr Toleranz und damit eine erfolgreichere Zusammenarbeit zeigen würden“, erklärt Erstautor Raoul Schwing vom Messerli Forschungsinstitut am Department für Interdisziplinäre Lebenswissenschaften der Vetmeduni Vienna die grundlegende Hypothese der Studie.
Wie komme ich am besten zur Belohnung?
Welchen Einfluss Dominanz, Rangabstand, Toleranz, Gruppenzugehörigkeit und Koordination bei der Zusammenarbeit haben, testeten die ForscherInnen mit einer Holzkiste, bei der zwei, drei oder vier Ketten gleichzeitig gezogen werden mussten, um an die Nahrungsbelohnung zu kommen. Die Belohnung konnte ungleich verteilt, aber nicht vollständig von einem Tier monopolisiert werden. „Wir machten die Tiere zunächst einzeln mit dem Gerät vertraut, indem wir ihnen erlaubten, an einer einzigen Kette zu ziehen, die das Schloss am Boden der Holzkiste öffnete. Dies ermöglichte den Zugang zur Belohnung. Durch Hinzufügen einer zweiten Kette auf der gegenüberliegenden Seite der Kiste erstellten wir eine dyadische Kooperationsaufgabe, bei der zwei Probanden zwei Ketten gleichzeitig ziehen mussten, um zum Erfolg zu kommen“, so Schwing.
Weniger dominantes Verhalten macht gemeinsam erfolgreich
Zu Beginn der Experimente zeigte sich jedoch, dass die dominanten Tiere anfangs so sehr daran interessiert waren, die geschlossene Holzkiste zu verteidigen, dass keines von ihnen genug Zurückhaltung zeigte, um es einem anwesenden niederrangigeren Kea zu ermöglichen, an einer der beiden Ketten zu ziehen. Das Forschungsteam adaptierte deshalb die Versuchsanordnung, indem nun alle 16 am Experiment teilnehmenden Keas mit der Holzkiste mit zwei Ketten konfrontiert wurden. Während dieser „Gruppensitzung“ gelang es zwei Vögeln, gleichzeitig an den Ketten zu ziehen. Nach mehreren Versuchen, an denen alle Vögel teilnahmen, wurde die Box letztendlich geöffnet. Nach dieser Sitzung erlaubten die dominanten Tiere ihren niederrangigeren Artgenossen das Ziehen an den Ketten.
Anschließend konnten die WissenschafterInnen ihre Tests wie geplant durchführen. Im Laufe dieser Tests wurde zu den anfangs zwei Ketten eine dritte und schließlich eine vierte Kette hinzugefügt, um auch die Zusammenarbeit zwischen drei und vier Tieren zu untersuchen. Bei diesen Tests blieb das dominante Verhalten einzelner Keas der stärkste Faktor, der über den Erfolg bestimmte. Interessant ist, dass Keas ihr Dominanzverhalten überkommen können und lernen, sich in der Gruppe anzupassen. Dazu Schwing: „Die Erfolgswahrscheinlichkeit stieg mit dem Grad der Zurückhaltung, den die am jeweiligen Experiment teilnehmenden dominanten Tiere zeigten. Zudem trugen frühere Erfahrungen mit der Aufgabe zum Erfolg in nachfolgenden Sitzungen bei, während eine Erhöhung der Rangentfernung den Erfolg insbesondere im Vier-Ketten-Setup verringerte. Obwohl es viele Faktoren gibt, die noch weiter untersucht werden müssen, um ihre Auswirkungen auf die Zusammenarbeit zu bestimmen, konnten wir zum ersten Mal zeigen, dass vier Keas gleichzeitig an demselben Gerät arbeiten können, um Zugang zu einer gemeinsam nutzbaren Belohnung zu erhalten.“
Wichtiger Beitrag, um Kooperation mehrerer Tiere besser zu verstehen
Der besondere Wert der Studie liegt darin, die Zusammenarbeit mehrerer Tiere zu testen. Denn laut den ForscherInnen sind wissenschaftliche Experimente, bei denen mehr als zwei Tiere durch koordiniertes Handeln Belohnungen erhalten können, selten. „Dies ist überraschend, wenn man bedenkt, dass viele Formen der Zusammenarbeit in der Natur stark vom Verhalten mehrerer Individuen abhängen, beispielsweise bei der kooperativen Jagd von Löwen und anderen Fleischfressern sowie bei Schimpansen bei der kooperativen Verteidigung von Gebieten und anderen Ressourcen und zur kooperativen Verteidigung gegen Raubtiere“, so Schwing.
Originalpublikation:
Der Artikel „Kea, Nestor notabilis, achieve cooperation in dyads, triads, and tetrads when dominants show restraint“ von R. Schwing, E. Meaux, A. Piseddu, L. Huber und R. Noë wurde in „Learning & Behaviour“ veröffentlicht.
https://link.springer.com/article/10.3758/s13420-021-00462-9
17.03.2021, Universität Bern
Mehr Forellenwanderungen führen nicht zur Ausbreitung von Fisch-Krankheit
Forschende der Universität Bern konnten zeigen, dass die Beseitigung einer Barriere im Fluss dazu führt, dass einheimische Bachforellen wieder in Laichgewässer aufsteigen, und dabei nicht zur Ausbreitung der gefürchteten Fisch-Erkrankung PKD beitragen. Die Ergebnisse bekräftigen, dass die Durchgängigkeit von einheimischen Gewässern wichtig ist, um bedrohte Fischarten und somit auch die Biodiversität zu erhalten.
Weltweit beobachten wir einen Rückgang der Biodiversität. Auch in der Schweiz sind beispielweise einheimische Fischpopulationen stark rückläufig und lokal sogar gefährdet. Verbauungen mit sogenannten Wanderhindernissen verhindern oft den Aufstieg von einheimischen Fischen in ihre Laich- und Überwinterungsgewässer. Deshalb hat die Schweiz beschlossen, die Gewässerdurchgängigkeit zu verbessern und die Fragmentierung von Gewässern bei der Bewertung der Gewässerqualität zu berücksichtigen. Auf der anderen Seite steht die Besorgnis, dass invasive Arten und tödliche Krankheiten durch wandernde Fische in noch freie Gebiete übertragen werden und so die bereits sehr fragilen ökologischen Gemeinschaften und Fischpopulationen gefährden. Bisher fehlten jedoch konkrete Untersuchungen, inwieweit freie Wandermöglichkeiten zur Ausbreitung von Erkrankungen wirklich beitragen.
In einer neuen Studie, die soeben im Journal PLOS ONE publiziert wurde, untersuchten Forschende um Heike Schmidt-Posthaus vom Zentrum für Fisch- und Wildtiermedizin (FIWI) der Universität Bern, welche Auswirkungen es auf den Transport von Krankheitserregern hat, wenn sich Fische durch die Beseitigung von Wanderhindernissen besser flussaufwärts bewegen können. Als Fallbeispiel dienten Forellen im Ehrenbach, einem Nebenfluss der Wutach, die im Klettgau eine natürliche Grenze zwischen dem Kanton Schaffhausen in der Schweiz und dem badischen Landkreis Waldshut in Deutschland bildet.
Der Ehrenbach als Freiluftlabor
Wie viele Forellengewässer in Europa ist die Wutach von der Krankheit PKD (Proliferative Nierenerkrankung oder Proliferative Kidney Disease) betroffen, eine gefürchtete Erkrankung, die als Mitursache für den Bachforellenrückgang in verschiedenen europäischen Ländern diskutiert wird. Sie wird durch einen Parasiten (Tetracapsuloides bryosalmonae) hervorgerufen.
Im Jahr 2014 wurde ein für Forellen unüberwindbares Hindernis, eine Betonschwelle, zwischen der PKD-positiven Wutach und dem PKD-negativen Nebengewässer, dem Ehrenbach, entfernt. In einem grenzüberschreitenden Projekt zwischen der Schweiz und Deutschland wurden im Anschluss die Forellen in beiden Flüssen während fünf Jahren beobachtet. «Wir untersuchten die Erkrankungshäufigkeit und die damit verbundenen Organschäden bei betroffenen Bachforellen in der Wutach und im Ehrenbach jährlich», sagt die Erstautorin Heike Schmidt-Posthaus. Zudem wurden in Zusammenarbeit mit der FishConsulting GmbH und vielen freiwilligen Helferinnen und Helfern aus der Schweiz und Deutschland die Wanderaktivitäten von 162 mittels elektronischem Chip markierten Bachforellen über zwei Jahre dokumentiert.
Keine Ausbreitung der Erkrankung in das Nebengewässer
«Dank der Chip-Markierung konnten wir feststellen, dass adulte Bachforellen vor allem während der Wintermonate stromaufwärts in das Nebengewässer einwandern», erklärt Armin Peter von FishConsulting. Die Forellen wanderten wahrscheinlich zum Laichen in das Gewässer ein. Trotzdem blieb das Nebengewässer krankheitsfrei. «Wir konnten zu keinem Zeitpunkt PKD nachweisen, und keine der im Laufe der fünf Jahre untersuchten 120 Bachforellen zeigten Krankheitsanzeichen» sagt Heike Schmidt-Posthaus. Die Studie zeigt somit, dass die Wanderung von Bachforellen aus einem PKD-positiven Flussabschnitt in einen PKD-negativen Nebenfluss, hauptsächlich zum Laichen, zu keiner Ausbreitung von PKD innerhalb der Beobachtungszeit von fünf Jahren geführt hat. «Dies hat wahrscheinlich damit zu tun, dass vor allem adulte Forellen während der Wintermonate in den Nebenfluss einwanderten. Die Erkrankung spielt jedoch bei Jungtieren eine Rolle, Parasitensporen werden insbesondere während der Sommermonate ausgeschieden», erklärt Schmidt-Posthaus.
Durchgängigkeit der Flusssysteme ist wichtig zur Erhaltung des Lebensraums
Für Bachforellen, die beträchtliche Distanzen zurücklegen, um Laichgründe zu erreichen, ist die Verbindung von Flusssystemen unablässig. Darüber hinaus erhöht eine hohe Durchgängigkeit auch die Artenvielfalt und erleichtert die Wanderung auch für kleinere Fischarten und Wirbellose. Dass der Abbau von Wanderhindernissen bei diesen Vorteilen nicht zu einer Ausbreitung von PKD im Untersuchungszeitraum geführt hat, ist also ein gutes Zeichen für die Biodiversität. Die vorliegende Studie leistet somit auch einen Beitrag zum Verständnis der Bedeutung der Durchgängigkeit von einheimischen Gewässern für die Erhaltung bedrohter Fischarten und der Biodiversität. «Untersuchungen wie unsere sind zwingend notwendig, um Gefahren und Möglichkeiten von Revitalisierungsmassnahmen besser einschätzen zu können und wissenschaftliche Grundlagen für diese oft politischen Entscheidungen zu liefern», so Schmidt-Posthaus.
Originalpublikation:
Schmidt-Posthaus, Schneider, Schölzel, Hirschi, Stelzer, Peter: The role of migration barriers for dispersion of Proliferative Kidney Disease – balance between disease emergence and habitat connectivity. PLOS ONE, doi: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0247482
17.03.2021, Humboldt-Universität zu Berlin
Parasitische Würmer: Ihr Leben ist weniger riskant als bisher vermutet
Forscher der Humboldt-Universität zu Berlin fanden heraus, dass sich die Infektionswahrscheinlichkeit eines Wurmes im Laufe seines Lebens verbessert
Parasitische Würmer leben gefährlich. Noch bevor sie sich fortpflanzen können, laufen sie mehrfach Gefahr, einfach verdaut zu werden. Der Fischbandwurm etwa kann sich nur in einem Säugetier wie dem Menschen fortpflanzen. Als ersten Wirt infiziert er allerdings winziges Plankton, das von einem zweiten Wirt – kleinen Fischen – gefressen wird, die wiederum als Futter für größere Fische wie Forellen dienen. Diese landen dann schließlich im Magen eines Säugetiers, zum Beispiel des Menschen. Erst dann, im Darm eines Säugers, kann sich der Wurm fortpflanzen. Ein solch komplexer Lebenszyklus ist kühn, denn jedes Mal, wenn der Wurm einen neuen Wirt infiziert, kann er verdaut oder vom Immunsystem des Wirtes getötet werden. Sind parasitische Würmer übermässig risikofreudig? Eine neue Studie legt nahe, dass der Lebenszyklus von Würmern weniger riskant ist, als bislang gedacht.
Forscher der Humboldt-Universität zu Berlin verglichen die Infektionsraten aus Hunderten von Experimenten mit verschiedenen Spulwurm-, Bandwurm- und Kratzwurmarten. Dabei fanden sie heraus, dass sich die Infektionswahrscheinlichkeit eines Wurmes im Laufe seines Lebenszyklus verbessert. Die Würmer haben im zweiten Wirt höhere Infektionsraten als im ersten und noch höhere im dritten Wirt. Dieser Anstieg scheint durch das Wachstum des Wurms verursacht zu werden; größere Würmer hatten bessere Infektionsraten. Der Fischbandwurm infiziert also mit höchster Wahrscheinlichkeit den Menschen – seinen letzten Wirt – denn der Wurm wächst in Plankton und Fischen erheblich, bevor er als größere Larve dem Menschen begegnet.
Diese Erkenntnis erklärt auch ein weiteres Mysterium: warum Würmer in kleinen Wirten so stark wachsen. Der Fischbandwurm kann auf bis zu 10 Prozent der Körpermasse seines Plankton-Erstwirts heranwachsen. So groß zu werden, kann mehrere Wochen dauern – eine lange Zeit im Leben eines Planktons. So ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass der Wirt stirbt, bevor der Wurm sein Wachstum beendet hat. Durch dieses aggressive Wachstum ist der Wurm allerdings besser in der Lage, den nächsten Wirt zu infizieren. Obwohl es riskant ist, scheint das starke Wachstum in kleinen Wirten die Chancen für Würmer erheblich zu steigern, ihren gefährlichen Lebenszyklus beenden zu können.
Originalpublikation:
https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2021.0142
17.03.2021, Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei
Veränderungen in der Vogelwelt genauer und früher erkennen
Thünen-Institut, Dachverband Deutscher Avifaunisten und Uni Göttingen haben das Potenzial von Citizen-Science-Daten untersucht
Die Artenvielfalt in Deutschland nimmt dramatisch ab – besonders in der Agrarlandschaft. Um stark zurückgehende Arten frühzeitig zu identifizieren und Schutzmaßnahmen entwickeln zu können, sind verlässliche Daten zur Häufigkeit von Tier- und Pflanzenarten von entscheidender Bedeutung. Am Beispiel der Vogelwelt haben Forscherinnen und Forscher nun überprüft, inwieweit Erhebungsdaten von Hobby-Vogelkundlern Ergebnisse aus Monitoring-Programmen sinnvoll ergänzen können.
Im Rahmen des Brutvogel-Monitorings wird seit 1990 alljährlich die Häufigkeit der Vögel in Deutschland auf über 1700 Probeflächen von je einem Quadratkilometer Größe nach festen Regeln erfasst. Die Probeflächen sind von den Alpen bis zur Küste verteilt. Koordiniert wird das Monitoring vom Dachverband Deutscher Avifaunisten (DDA).
Ein standardisiertes Monitoring dieser Größenordnung ist allerdings nur mit viel Aufwand zu organisieren und kostet viel Geld. Daher gewinnen weitere Datenquellen an Bedeutung. Mit zunehmender Digitalisierung sind in den vergangenen Jahren viele Online-Portale und Apps entstanden, in die jedermann jederzeit seine Beobachtungen eingeben kann – sei es eine Blaumeise am Futterhaus, ein Schwarm Kraniche im Naturschutzgebiet oder eine Feldlerche auf dem Weizenfeld. Diese Art der Datensammlung birgt großes Potenzial. In das deutschlandweite Portal https://www.ornitho.de haben interessierte Bürgerinnen und Bürger seit 2011 mehr als 50 Millionen Vogelbeobachtungen eingegeben, weitere Daten fließen in globale Portale wie https://ebird.org und https://observation.org ein. Allerdings können diese weniger strukturierten Daten Änderungen in der Vogelwelt verzerrt wiedergeben. Beispielsweise werden viele Beobachtungen in solchen Regionen gemeldet, in denen auch viele Menschen wohnen. Hinzu kommen selektive Vorlieben: Der eine interessiert sich nur für Greifvögel, die andere meldet nur Haubentaucher.
Forschende des Thünen-Instituts, des DDA und der Universität Göttingen sind der Frage nachgegangen, ob die strukturierten Daten aus dem Brutvogel-Monitoring und die weniger strukturierten, aber vergleichsweise kostengünstig zu erhaltenden Daten aus den genannten Online-Portalen gemeinsam gewinnbringend genutzt werden können. Ihre Untersuchung haben sie jetzt in der Fachzeitschrift Diversity and Distributions veröffentlicht.
„Die unterschiedlichen Datenquellen haben wir mithilfe von innovativen statistischen Verfahren zusammen analysiert, also integriert, und zeitliche Veränderungen in der Häufigkeit von 26 Agrarvogelarten untersucht, von der häufigen Goldammer bis zum gefährdeten Kiebitz“, erläutert Dr. Lionel Hertzog vom Braunschweiger Thünen-Institut für Biodiversität. „Bei Einbindung der riesigen Menge unstrukturierter Daten aus Online-Portalen stieg die Präzision. Trends in der Zu- oder Abnahme der Bestände sind damit früher und mit größerer Genauigkeit zu ermitteln“. Dies sei eine wichtige Voraussetzung für die Politikberatung und das rechtzeitige Ergreifen von Schutzmaßnahmen. Auch erscheine es möglich, Aussagen zu Häufigkeitsänderungen seltener Arten zu treffen, die in standardisierten Monitoring-Programmen bisher kaum erfasst wurden. Schließlich könnten mithilfe der Daten aus Online-Portalen auch regionale Bestandsentwicklungen besser abgebildet werden.
Jedoch seien unstrukturierte Daten aus Online-Portalen kein vollwertiger Ersatz für ein gut geplantes, wissenschaftliches Monitoring-Programm, so die Einschätzung von Prof. Dr. Johannes Kamp von der Universität Göttingen, der als Beiratsmitglied auch den DDA vertritt. Die Kombination dieser Daten mit standardisierten Erhebungen hätte aber großes Potenzial, denn Aussagen zu Häufigkeitsänderungen vieler Arten ließen sich auf diese Weise präzisieren.
Die Untersuchungen wurden im Projekt „Monitoring der biologischen Vielfalt in Agrarlandschaften“ (MonViA) mit Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft gefördert. Das bundesweite Vogelmonitoring wird vom Bundesamt für Naturschutz aus Mitteln des Bundesumweltministeriums und der Umweltministerien der Länder unterstützt.
Originalpublikation:
Hertzog LR, Frank C, Klimek S, Röder N, Böhner HGS, Kamp J (2021): Model‐based integration of citizen science data from disparate sources increases the precision of bird population trends. Diversity and Distributions (online early), DOI:10.1111/ddi.13259
8.03.2021, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Schafe gegen Ziegen: Wer sind die besseren Problemlöser?
Wenn es darum geht, sich auf neue Situationen einzulassen, haben Ziegen die Nase vorn: Im Vergleich zu Schafen können sie sich deutlich schneller auf veränderte Begebenheiten einstellen und so zum Beispiel zu Nahrungsquellen gelangen. Das legt eine neue Studie von Forschenden der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und dem Forschungsinstitut für Nutztierbiologie (FBN) nahe, die im Fachjournal „Royal Society Open Science“ erschienen ist. Darin hatten sie untersucht, wie gut es den Tieren gelang, Hindernisse zu umlaufen und zu ihrem Futter zu kommen.
Schafe und Ziegen haben viele Gemeinsamkeiten: Sie sind genetisch gesehen enge Verwandte, etwa gleich groß, haben ähnliche soziale Strukturen und werden beide vom Menschen als Nutztiere gehalten. Große Unterschiede gibt es aber bei der Nahrungssuche: „Während Schafe eher Weidetiere sind, streifen Ziegen umher und bevorzugen Knospen und frische Triebe“, sagt Dr. Camille Raoult von der MLU, die die Studie gemeinsam mit Dr. Christian Nawroth vom FBN geleitet hat. Die Experimente wurden am Forschungszentrum Agroscope in der Schweiz, an der Queen Mary University London (QMUL) sowie am „Buttercups Sanctuary for Goats“ in Kent durchgeführt.
„Die Fähigkeit, auf eine sich verändernde Umwelt zu reagieren, ist lebenswichtig, denn so können Tiere neue Nahrungsquellen erschließen“, sagt Nawroth. Das Team wollte deshalb untersuchen, wie beide Tierarten auf neue räumliche Hindernisse reagieren. Der Versuchsaufbau der Studie war dabei relativ einfach: Jeweils ein Tier wurde an das Ende eines kleinen Geheges geführt. Am anderen Ende befand sich eine Person, die Futter anbot. Dazwischen war ein Zaun mit einer Lücke – der direkte Weg war jeweils versperrt. Die Forscherinnen und Forscher beobachteten das Verhalten der Tiere, also ob sie direkt in Richtung der Lücke liefen, und stoppten die Zeit, die sie brauchten, um zu ihrem Futter zu gelangen. Nach einigen Durchläufen wurde die Position der Lücke im Zaun verändert. Anschließend sollten die Tiere den Versuch wiederholen. Insgesamt absolvierten 21 Ziegen und 28 Schafe das Experiment.
Die Ergebnisse: Den Ziegen gelang es im ersten Durchlauf mit der neuen Lücke deutlich besser und auch schneller, das Hindernis zu umlaufen, obwohl die Schafe im Durchschnitt schneller ans Ziel gelangten. Sowohl Schafe als auch Ziegen waren aber von der neuen Position der Lücke zunächst irritiert und brauchten einige Versuche, um sich auf die neue Situation einzustellen. Anschließend machten sie weniger Fehler. Die Versuche konnten nicht unter exakt identischen Bedingungen an beiden Standorten durchgeführt werden, sie zeigen aber trotzdem deutlich: „Ziegen können sich offensichtlich besser und genauer auf neue Situationen einstellen und die korrekte Richtung einschlagen, um das Hindernis zu umlaufen. Das spricht dafür, dass sie mental flexibler als Schafe sind“, sagt Ko-Autorin Dr. Britta Osthaus von der Canterbury Christ Church University zusammenfassend. Ein möglicher Grund für die Unterschiede könnten die unterschiedlichen Strategien bei der Nahrungssuche sein, so die Forscherin.
Die Studie wurde vom Schweizer Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen, der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der US-amerikanischen Tierschutzorganisation „Farm Sanctuary“ unterstützt.
Originalpublikation:
Studie: Raoult C. M. C. et al. Goats show higher behavioural flexibility than sheep in a spatial detour task. Royal Society Open Science (2021). Doi: 10.1098/rsos.201627
https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.201627
19.03.2021, Landesbund für Vogelschutz in Bayern (LBV) e. V.
Warten auf die jungen Bartgeier
Für die im Frühsommer geplante Auswilderung ist der LBV nun ausschließlich auf außerbayerische Vögel angewiesen
Bei den vom LBV für den Frühsommer geplanten Auswilderungen junger Bartgeier im Nationalpark Berchtesgaden wird im ersten Projektjahr kein fränkischer Jungvogel dabei sein. Obwohl das erfahrene Brutpaar aus dem Nürnberger Tiergarten Anfang Januar zwei Eier gelegt hatte, ist kein Jungvogel geschlüpft. „Ein Bartgeier-Ei ist während der Brut zerbrochen, das andere war zwar befruchtet, der Embryo ist aber vor dem Schlupf abgestorben. Das ist natürlich sehr schade für das Auswilderungsprojekt, doch das ist Natur und in der Vogelwelt kein völlig ungewöhnliches Ereignis“, erklärt Jörg Beckmann, stellvertretender Direktor und Biologischer Leiter des Tiergartens Nürnberg. Naturgemäß sind bei weitem nicht alle Bartgeierbruten von Erfolg beschieden. Auch bei wilden Bartgeiern kommt es gelegentlich zu Brutabbrüchen, unbefruchteten Eiern und verendenden Küken vor oder nach dem Schlupf. „Natürlich wäre uns zum Start unseres Projekts ein junger fränkischer Bartgeier am liebsten gewesen, doch dann kommt eben 2022 oder 2023 einer der Vögel aus Nürnberg und wir sind hoffungsvoll, dass wir für dieses Jahr andere Jungvögel aus dem Zuchtprogramm erhalten, um mit der Auswilderung des Bartgeiers in Deutschland wie geplant 2021 beginnen zu können“, so der LBV-Vorsitzende Dr. Norbert Schäffer.
In diesem Zusammenhang betonen LBV und Tiergarten Nürnberg, dass ein Nachzuchtprogramm ein hochkomplexer Prozess ist, in dem natürlich immer auch die Natur mitspielen muss. „Wir wussten von vorneherein, dass dieses Auswilderungsprojekt kein Selbstläufer ist, aber wir sind für einen Marathon angetreten und nicht für einen Sprint. Für uns geht es jetzt trotzdem weiter und nun hoffen wir, dass wir weiterhin auch Vögel aus dem internationalen Erhaltungszuchtprogramm aus anderen Ländern zugewiesen bekommen“, sagt Norbert Schäffer.
Dass einer der jungen Bartgeier aus Nürnberg kommen könnte, ist nur eine Komponente des großangelegten LBV-Auswilderungsprojekts mit dem Nationalpark Berchtesgaden. Der Tiergarten Nürnberg wird auch weiterhin eine wichtige Rolle bei der erfolgreichen Rückkehr des Greifvogels nach Deutschland spielen und im Frühsommer als Zwischenstation vor der Auswilderung für die anderen jungen Bartgeier dienen. „Wir hoffen natürlich, dass es nächstes Jahr auch mit einem Nürnberger Bartgeier für den Nationalpark Berchtesgaden klappt. Selbstverständlich würden wir uns sehr darüber freuen, einen Beitrag zur Rückkehr des Bartgeiers auch nach Deutschland leisten zu können“, so Jörg Beckmann. Bisher wurden die in Nürnberg geschlüpften Küken entweder für das Erhaltungszuchtprogramm dieser gefährdeten Art benötigt oder für andere Auswilderungsprojekte bis in den Mittelmeerraum abgegeben, wo sich schon mehrere „fränkische“ Geier bestens eingelebt haben. Zuletzt wurde 2019 ein junger Bartgeier aus dem Nürnberger Tiergarten ausgewildert. Der Vogel ist seitdem auf Korsika zuhause.
Das europäische Bartgeier-Zuchtnetzwerk wird von der Vulture Conservation Foundation (VCF) mit Sitz in Zürich geleitet. Die internationale Stiftung koordiniert die europaweiten Zuchtstationen und legt die Vergabe der Jungvögel auf die Auswilderungsorte seit 2013 fest. Wenn Mitte April die letzten Jungvögel in den Zuchtstationen und Zoos geschlüpft sind, wird sich aller Voraussicht nach endgültig entscheiden, ob und woher dieses Jahr die jungen Bartgeier für das LBV-Auswilderungsprojekt im Nationalpark Berchtesgaden kommen werden. Ungefähr drei Monate nach dem Schlupf sind junge Bartgeier groß genug, um ausgewildert zu werden.
18.03.2021, NABU
Tag des Waldes (zum 21.3.): NABU bittet um Rücksicht für Fledermäuse
Flächen mit klimabedingten Waldschäden sind wichtige Lebensräume
die gefährdete Mopsfledermaus profitiert davon besonders
Deutschlands Wälder leiden unter der Klimakrise: Auf tausenden Hektar sind Waldschäden entstanden. So dramatisch das für die Forstwirtschaft ist, durch abgestorbene Bäume entstehen auch neue Habitate für viele bedrohte Waldbewohner. Darunter sind viele Insektenarten und Vögel, aber auch Fledermäuse. „Gerade die bundesweit stark gefährdete Mopsfledermaus profitiert von dem erhöhten Quartierangebot. Die Fledermaus des Jahres 2020/2021 zieht ihre Jungen von Mai bis August in Baumspalten und unter den Rindenschuppen abgestorbener Bäume groß“, sagt NABU-Artenschutzreferent Sebastian Kolberg.
Der NABU appelliert vor diesem Hintergrund an die Forstwirtschaft in Deutschland, bei der Aufarbeitung von klimabedingten Schadflächen ein besonderes Augenmerk auf den Fledermausschutz zu legen. Wo immer möglich sollten abgestorbene Bäume, von denen kein Borkenkäferrisiko mehr ausgeht, im Wald stehen gelassen werden. Es rechne sich oft gar nicht mehr, dieses Schadholz aufzuarbeiten. Denn die Lage am Holzmarkt sei für Fichten- und Buchenindustrieholz derzeit schlecht, so Kolberg. Hinzu kommt, dass die Holzernte im Frühjahr und im Sommer besonders kritisch zu bewerten sind, da zu dieser Zeit sowohl viele Waldvögel als auch die waldbewohnenden Fledermäuse ihre Jungen großziehen und durch den Maschineneinsatz und durch Baumfällungen gestört werden.
Auch Privatwaldbesitzende fordert der NABU zu besonderer Vorsicht auf und empfiehlt ihnen, sich an den Fördermaßnahmen zum Erhalt von Habitatbäumen zu beteiligen oder sich für den Nutzungsverzicht in kleinen Waldbeständen einzusetzen, die es in einigen Bundesländern gibt.
19.03.2021, Ruhr-Universität Bochum
Wie Blitzlichtfische mit Leuchtsignalen im Schwarm kommunizieren
Blitzlichtfische können situationsspezifische Blinkmuster erzeugen, die einem visuellen Morsecode ähneln. Dass die Tiere diese Leuchtsignale nutzen, um ihr Verhalten im Schwarm bei eingeschränkter Sicht zu koordinieren, haben Forschende der Ruhr-Universität Bochum anhand von Labor- und Freilandversuchen gezeigt. Sowohl die Lichtintensität als auch die Blinkfrequenz hatte einen Einfluss auf das Verhalten der Tiere. Die Ergebnisse berichtet das Team um Peter Jägers und Prof. Dr. Stefan Herlitze vom Lehrstuhl für Allgemeine Zoologie und Neurobiologie in der Zeitschrift Scientific Reports, online veröffentlicht am 19. März 2021.
„Unsere Daten zeigen, dass die Leuchtsignale der Schwarmmitglieder eine hohe Anziehungskraft auf Blitzlichtfische ausüben“, resümiert Jägers.
Milchstraße im Wasser
Blitzlichtfische der Art Anomalops katoptron besitzen unter den Augen ein Leuchtorgan, das mit leuchtenden Bakterien gefüllt ist und das sie verschließen können, sodass es aussieht, als würden sie blinken. Tagsüber verstecken sich die Tiere in Höhlen, Felsspalten oder im dunklen, tiefen Wasser. „In mondlosen Nächten wandern bis zu tausend Individuen im Schwarm ins planktonreiche Oberflächenwasser“, erzählt Peter Jägers, der die Fische bei einer Tauch-Expedition im Indo-Pazifik selbst in der Natur beobachten konnte. „Es ist eine surreale Erfahrung, die Schwärme zu sehen – wie eine Milchstraße im Wasser.“
Um die Funktion der Blinkmuster zu verstehen, untersuchten die Wissenschaftler Anomalops katoptron zunächst im Labor in einem großen Wassertank, der digital steuerbare Fischattrappen enthielt, die die Leuchtsignale der Tiere nachahmen konnten. Mit Infrarot-Kameras zeichneten sie außerdem die Bewegungen einzelner Tiere als Reaktion auf die künstlichen Blitzlichter auf. Bei den Versuchen war jeweils nur ein Tier im Tank, wobei mehrere Individuen nacheinander getestet wurden.
Blitzlichtattrappen ziehen Fische an
Platzierten die Forscher eine einzelne Blitzlichtattrappe in der Mitte des Tanks, hielten sich die Fische umso näher dazu auf, je schneller das Licht blinkte. In einem weiteren Versuch waren 13 Lichter ringsum den Tank positioniert, die nacheinander mit unterschiedlichen Zeitabständen aufleuchteten. „Wir haben eine hohe Motivation der Blitzlichtfische gesehen, dem Licht zu folgen“, sagt Peter Jägers.
Aus den Laborversuchen leiteten die Forscher ab, dass ein schnelleres Blinken ein Signal für Anomalops katoptron ist, sich dichter bei seinen Artgenossen im Schwarm aufzuhalten, zum Beispiel um sich in der Gruppe vor Räubern zu schützen. Diese Theorie bestätigte sich in Freilandversuchen. Auf einer Tauch-Expedition konnten die Forscher zeigen, dass die Tiere auf Stress mit schnellerem Blinken reagierten.
Bei Nacht im Meer auf den Schwarm warten
Die Wissenschaftler warteten bei einem nächtlichen Tauchgang in der Dunkelheit, bis ein Schwarm von Blitzlichtfischen in der Nähe war. Auf Licht, das heller als das Mondlicht ist, reagieren die Tiere mit sofortiger Flucht. Mit schwachem Rotlicht löste das Bochumer Team den Fluchtreflex aus und zeichnete gleichzeitig mit speziellen Kameras die Tiere und ihre Blinkmuster auf. So wiesen sie nach, dass Stress mit einer erhöhten Blinkfrequenz einherging. „Wir gehen davon aus, dass die erhöhte Blinkfrequenz das Signal ist, sich unter Stress näher an die anderen Gruppenmitglieder zu orientieren“, folgert Peter Jägers. „In unserer Studie konnten wir erstmals einen präzisen Zusammenhang zwischen visuell kommunizierten Signalen unter eingeschränkten Lichtverhältnissen, wie sie bei Nacht oder in der Tiefsee herrschen, und der Schwarmformation von Fischen darlegen. Wir hoffen, dass das bei zukünftigen Studien beispielsweise der weitestgehend unerforschten Tiefsee hilfreich sein kann.“
Originalpublikation:
Peter Jägers, Louisa Wagner, Robin Schütz, Maximilian Mucke, Budiono Senen, Gino V. Limmon, Stefan Herlitze, Jens Hellinger: Social signaling via bioluminescent blinks determines nearest neighbor distance in schools of flashlight fish Anomalops katoptron, in: Scientific Reports, 2021, DOI: 10.1038/s41598-021-85770-w
19.03.2021, Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns
„Adlerhai“ entdeckt: Bisher unbekannter Planktonfresser „flog“ vor 93 Millionen Jahren durch den Ozean
Ein europäisch-mexikanisches Paläontologen-Team hat einen 93 Millionen Jahre alten außergewöhnlichen Hai aus der Kreidezeit entdeckt, der in einem Steinbruch in Nordost-Mexiko gefunden wurde. Der planktonfressende “Adlerhai“ Aquilolamna milarcae besaß riesige, flügelartige Brustflossen, mit denen er ähnlich wie ein Mantarochen durch die kreidezeitlichen Meere geflogen ist. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler:innen nun in der renommierten Wissenschaftszeitschrift Science.
Der „Adlerhai“ Aquilolamna milarcae flog mit seinen langen, schmalen Brustflossen vor 93 Millionen Jahren – ähnlich wie heutige Mantarochen – durch den kreidezeitlichen Ozean. „Der Körperbau von Aquilolamna milarcae ist wirklich außergewöhnlich. Einzigartig ist, dass er zusätzlich – wie andere Haie auch – mit Schlägen seiner gegabelten Schwanzflosse schwimmen konnte. Mantarochen können dies nicht“, erklärt Prof. Dr. Eberhard Frey vom Naturkundemuseum Karlsruhe. Zu Lebzeiten hatte das Tier bei einer Körperlänge von nur 1,7 Metern eine Brustflossenspannweite von 1,9 Metern. Das breite, vermutlich mit winzigen Zähnchen bestückte Maul saß am Ende des stumpfen Kopfes. „Sehr wahrscheinlich war der „Adlerhai“ ähnlich wie heutige Walhaie oder Mantarochen ein Planktonfresser“, vermutet Prof. Dr. Wolfgang Stinnesbeck von der Universität Heidelberg.
Der außergewöhnliche Kreide-Hai gibt laut Prof. Dr. Romain Vullo, Paläontologe von der Universität Rennes in Frankreich und Erstautor der Studie, einen neuen Einblick in die Evolutionsgeschichte der Haie. Die Wissenschaftler:innen bezeichnen den bei Haien bisher unbekannten Körperbau als „unerwartetes evolutionäres Experiment mit dem Unterwasserflug“. Denn flügelartige Brustflossen in Kombination mit filtrierender Lebensweise kannte man bislang nur von Mantarochen und deren Verwandtschaft. Diese tauchten aber erst 30 Millionen Jahre später in der Erdgeschichte auf. Die Studie zeigt, dass der „Unterwasserflug“ mit den Brustflossen bei planktonfressenden Haien und Rochen, beides Plattenkiemer, im Laufe der Evolution offenbar zweimal entstanden ist, und zwar auf unterschiedliche Art und Weise aber mit dem gleichen Ergebnis – nämlich Plankton-seihend durch den offenen Ozean zu fliegen.
Das Fossil des „Adlerhais“ wurde in einem Plattenkalkbruch nahe der nordostmexikanischen Kleinstadt Vallecillo gefunden. „Diese Plattenkalke“, stellt PD Dr. Christina Ifrim, Leiterin des Jura-Museums Eichstätt (Regionalmuseum der SNSB) fest, „ähneln den berühmten Plattenkalken der Südlichen Frankenalb frappierend. Sie enthalten zahlreiche Fossilien, die eine einzigartige Momentaufnahme der Lebewelt des offenen Ozeans vor 93 Millionen Jahren liefern, darunter Meeresschildkröten, Haie, Meeressaurier und Ammoniten.“ Mit dem Hai gefundene Ammoniten halfen Dr. Ifrim auch bei der Altersbestimmung des einzigartigen geflügelten Haifischs.
Originalpublikation:
Vullo R, Frey E, Ifrim C, González González MA, Stinnesbeck ES, Stinnesbeck W (2021) Manta-like planktivorous sharks in Late Cretaceous oceans. Science Vol. 371, Issue 6535, pp. 1253-1256. https://doi.org/10.1126/science.abc1490
Rotkehlchen (Johann Friedrich Naumann)
19.03.2021, NABU
NABU und LBV: Der Vogel des Jahres 2021 ist das Rotkehlchen
Der beliebte Gartenvogel setzt sich in der ersten öffentlichen Wahl gegen Rauchschwalbe und Kiebitz durch
Der erste öffentlich gewählte Vogel des Jahres ist das Rotkehlchen. Es hat mit 59.338 Stimmen vor Rauchschwalbe und Kiebitz das Rennen um den Titel gemacht. An der von NABU und dem Landesbund für Vogelschutz (LBV) organisierten Wahl haben seit dem 18. Januar über 326.000 Menschen teilgenommen. In der Vorwahl hatten knapp 130.000 Menschen die zehn Vögel für die Hauptwahl bestimmt.
„Wir freuen uns über diese überwältigende Wahlbeteiligung“, so NABU-Bundesgeschäftsführer Leif Miller, „Da das Interesse an der heimischen Vogelwelt so groß ist, stellen wir auch in Zukunft den Vogel des Jahres öffentlich zur Wahl. Ein Fachgremium des NABU wird jedes Jahr fünf Kandidaten bestimmen, aus denen der Vogel des Jahres öffentlich gewählt wird.“ Die erste Wahl nach diesem neuen Modus wird bereits in diesem Jahr von Oktober bis Mitte November stattfinden.
„Das Rotkehlchen ist einer der bekanntesten und beliebtesten Vögel Deutschlands“, so Miller, „Der zarte und doch stimmgewaltige Sympathieträger kann ganzjährig beobachtet werden. Mit seiner orangeroten Brust und seiner zutraulichen Art ist er besonders leicht zu erkennen und fast überall in Wäldern, Parks und Siedlungen zu Hause. Er hat im Wahlkampf mit dem Slogan ‚Mehr Gartenvielfalt‘ für sich und vogelfreundliche Gärten geworben.“
In Deutschland leben 3,4 bis 4,3 Millionen Brutpaare, der Bestand ist derzeit nicht gefährdet. Das Rotkehlchen trägt den Titel bereits zum zweiten Mal: Schon 1992 war der bekannte Gartenvogel Vogel des Jahres.
Vorläufiges amtliches Endergebnis der Wahl:
1. Rotkehlchen, 59.338 = 17,4%
2. Rauchschwalbe, 52.410 = 15,3%
3. Kiebitz, 43.227 = 12,6%
4. Feldlerche, 40.523 = 11,9%
5. Stadttaube, 31.453 = 9.2%
6. Haussperling, 28.137 = 8,2%
7. Goldregenpfeifer, 23.054 = 6,7%
8. Blaumeise, 22.908 = 6,7%
9. Eisvogel, 22.711 = 6,6%
10. Amsel, 17.988 = 5,3%
