30.11.2020, Museum für Naturkunde – Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung
Echte Dickschädel? Wie die Knochenstruktur von Reptilien neue Einblicke in die Evolutionsgeschichte gewährt
Ein internationales Forschungsteam um den Evolutionsbiologen Roy Ebel am Museum für Naturkunde Berlin analysierte das Schädeldach von Reptilien mittels Computertomografie (CT). Die Mehrheit der untersuchten Exemplare stammt aus der Forschungssammlung des Hauses. Die im Fachjournal BMC Biology publizierte Studie deckt hier einen bislang unbekannten Fall konvergenter Evolution auf. Dabei entstehen sehr ähnliche Körperstrukturen aus sehr unterschiedlichen Vorläufern, wie zum Beispiel die Flügel der Vögel, Fledermäuse und Insekten. Die Studie, deren Daten öffentlich zugänglich sind, gestattet außerdem völlig neue Einblicke in die Lebensweise ausgestorbener Arten.
Woher entstammt die Diversität der Landwirbeltiere? Diese Kernfrage der Evolutionsforschung ist in Zeiten anthropogenen Wandels und Artensterbens relevanter denn je. Eine zentrale Rolle bei der Entstehung der verschiedenartigsten Gestalten im Tierreich spielen Anpassungen an unterschiedliche Umweltbedingungen und Lebensweisen. „Wir waren jedoch nicht dabei, als evolutionsgeschichtliche Schlüsselereignisse vor Jahrmillionen das Schicksal ganzer Abstammungslinien bestimmten. Deshalb ist 160 Jahre nach Darwins Evolutionstheorie unser Verständnis bestimmter Mechanismen immer noch lückenhaft“, erklärt Roy Ebel, Erstautor und Gastwissenschaftler am Museum für Naturkunde Berlin.
Um die Wechselbeziehung zwischen Lebensweise, Gestalt und Evolution der Wirbeltiere besser zu verstehen, hat sich das Forschungsteam der Untersuchung des Schädeldaches von Echsen und Schlangen zugewandt. Die große Mehrheit der untersuchten Objekte stammt aus der Forschungssammlung des Museums für Naturkunde Berlin. „Wir wollten nachvollziehen, inwieweit die Knochenstruktur bestimmte Lebensweisen widerspiegelt“, so Ebel. Viele dieser Schuppenkriechtiere nutzen ihren Schädel als Grabwerkzeug. Dennoch wurde diese Frage bislang nie systematisch beleuchtet. In ihrer Studie rekonstruierten die Wissenschaftler daher mittels aufwändiger Simulationen die Entstehung einer solchen grabenden Lebensweise über eine Zeitspanne von 240 Millionen Jahren. „Zu unserem Erstaunen stellten wir fest, dass das Graben unter den Schuppenkriechtieren 54 Mal unabhängig voneinander entstanden ist“, so Ebel. „Dieser Verwandtschaftskreis eignet sich daher besonders gut als Modellsystem für die Untersuchung von konvergenter Evolution.“
Im zweiten Schritt der Studie verglich das Forscherteam die Struktur des Schädeldaches zwischen Echsen und Schlangen verschiedener Lebensweisen. Hierfür wurde ein hochauflösendes Mikro-CT zur 3D-Visualisierung der Schädelknochen und ein neues, effektives Verfahren zur Datenauswertung eingesetzt. Sämtliche digitalen Messungen und Auswertungen an den 3D-Volumina wurden im CT-Labor des Museums für Naturkunde Berlin durchgeführt. Der Umfang der Studie lässt Rückschlüsse auf den gesamten Verwandtschaftskreis mit über 11.000 Arten zu. „Für grabende Echsen und Schlangen können wir nun sagen, dass diese mehrfach unabhängig voneinander ein besonders dichtes und kompaktes Schädeldach entwickelt haben“, fasst Ebel die Ergebnisse zusammen. In ihrer Studie identifiziert das Forscherteam außerdem typische Proportionen des Schädels und zwischen den Knochen des Schädeldaches als konvergent entstandenen Anpassungen an die Lebensweise.
Die Wissenschaftler haben hiermit einen ganz neuen Fall konvergenter Evolution aufgedeckt: es haben sich als Antwort auf die Lebensweise sehr ähnliche Strukturen in völlig verschiedenen Abstammungslinien herausgebildet. Solche unabhängig entstandenen Ähnlichkeiten spiegeln eine bestimmte Funktion wieder und können daher nicht zur Rekonstruktion von Verwandtschaftsbeziehungen genutzt werden. „Dennoch oder gerade deshalb“ so Ebel „ist die Kenntnis hiervon umso wichtiger. Wir können jetzt anhand der Schädelstruktur in die graue Vorzeit blicken und die Lebensweise von Reptilien nachvollziehen, die vor vielen Millionen Jahren ausgestorben sind. Die Evolutionsgeschichte bestimmter Abstammungslinien erscheint damit in völlig neuem Licht.“ Dies trifft insbesondere auf Schlangen zu, deren Ursprung seit Jahrzehnten Gegenstand kontroverser Debatten ist. Die Ergebnisse der Studie könnten aber auch über den untersuchten Verwandtschaftskreis hinaus von Bedeutung sein. Eine grabende Lebensweise spielte nach neueren Erkenntnissen eine Schlüsselrolle in der Evolutionsgeschichte der Schildkröten und bestimmter Amphibien. Hierzu erklärt Ebel: „Aktuelle Studien legen sogar nahe, dass unsere eigenen Vorfahren, also die Stammlinie der Säugetiere, das größte Massenaussterben der Erdgeschichte am Ende des Perms vor etwa 250 Millionen Jahren nicht überstanden hätten, wären sie nicht zu einer grabenden Lebensweise übergegangen. Solche historische Wandel in der Lebensweise nachvollziehen zu können ist daher von unschätzbarem Wert.“
Alle Scans werden mit der Publikation des Papers über das Data Repository des Museums für Naturkunde Berlin zugänglich gemacht und stehen damit Forschenden weltweit zur Verfügung: https://doi.naturkundemuseum.berlin/data/10.7479/4k4c-yc83
Publikation: Ebel, R., Müller, J., Ramm, T., Hipsley, C., & Amson, A. (2019). First evidence of convergent lifestyle signal in reptile skull roof microanatomy. BMC Biology. DOI: 10.1186/s12915-020-00908-y.
01.12.2020, Deutsche Wildtier Stiftung
Der Fischotter ist Tier des Jahres 2021
Deutsche Wildtier Stiftung: Dieser Wassermarder ist ein Alleskönner
Er ist Meisterschwimmer, Pelzträger, Fischliebhaber und jetzt auch Tier des Jahres 2021: der Fischotter (Lutra lutra). Der Einzelgänger mit Schwimmflossen zwischen den Zehen ist ein vielseitiges Wildtier: Kaum ein anderes Säugetier verbindet die Elemente Land und Wasser so perfekt wie er. Wo Otter sich wohlfühlen, ist die Natur noch intakt. An stehenden und fließenden Gewässern mit natürlich bewachsenen und schilfreichen Uferzonen findet der wendige Wassermarder Unterschlupf und Nahrung. Doch verbaute und kanalisierte Gewässer, trockengelegte Feuchtgebiete und die Vernichtung von Uferrandzonen minimieren die Überlebenschance dieser Art. „Die Deutsche Wildtier Stiftung hat den Fischotter zum Tier des Jahres 2021 gekürt, um darauf aufmerksam zu machen, wie gefährdet er selbst und seine Lebensräume sind“, erklärt Hilmar Freiherr von Münchhausen, Geschäftsführer der Deutschen Wildtier Stiftung. Wie viele Otter es in Deutschland gibt, lässt sich laut der Experten schwer schätzen. Fest steht nur: Im Osten Deutschlands ist er häufiger zu finden als im Rest der Republik und es gibt eine Tendenz zur weiteren Ausbreitung.
Fische, Krebse, Schnecken und Insekten stehen auf der Speisekarte des Otters. „Nur in sauberen Gewässern mit strukturierten Uferrandzonen findet der Wassermarder ein ausreichendes Nahrungsangebot. Leider sind diese Lebensräume in unserer Kulturlandschaft selten“, so der Geschäftsführer. Wie dramatisch sich die Situation des Fischotters im Lauf der Geschichte verändert hat, lässt sich auch an den Ortsnamen ablesen. So gibt es in Rheinland-Pfalz zahlreiche Orte, wie etwa Otterbach und Otterberg, die das Wildtier im Namen tragen. „Früher waren Fischotter so zahlreich, dass ihr Vorkommen eine ganze Region prägte. Heute lässt sich das Tier des Jahres 2021 in Rheinland-Pfalz überhaupt nicht mehr nachweisen“, so Münchhausen.
Leicht hatte es der Otter nie. Sein dichtes Fell wurde ihm früher oft zum Verhängnis. Noch zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde Fischottern nachgestellt, um an den kostbaren Pelz zu kommen. Das dichte Fell mit bis zu 140 Millionen Haaren war heiß begehrt. Obendrein wurden die Wildtiere als Schädlinge bejagt, weil sie sich an Fischteichen bedient haben. Zusätzlich ertranken viele Otter in Fischreusen. Heute ist es der Straßenverkehr, der ihnen zum Verhängnis wird. Fischotter haben eine Eigenart, die sie aus dem Wasser an Land treibt: Sie schwimmen nicht unter Brücken hindurch. Stattdessen verlassen sie das Gewässer und überqueren die Straße. Dabei geraten sie oft unter die Räder. „Eine ottergerechte Gestaltung von Brücken ist notwendig, um den Fischotter vor dem drohenden Unfalltod im Straßenverkehr zu bewahren“, erläutert Münchhausen. Die Deutsche Wildtier Stiftung setzt sich für den Bau sogenannter „Berme“ ein. „Das sind schmale, aus Holzplanken gebaute Pfade, die wie ein Laufsteg angelegt sind und die der Otter nutzen kann, um trockenen Fußes unter der Brücke hindurchzulaufen.“ Mit der Wahl zum „Tier des Jahres 2021“ soll der Fischotter mit all seinen Problemen für ein Jahr im Rampenlicht stehen, damit in der Öffentlichkeit ein Bewusstsein für seine Bedürfnisse geschaffen wird. Die letzten drei Tiere des Jahres waren: 2020 der Maulwurf (Talpa europaea), 2019 das Reh (Capreolus capreolus) und 2018 die Wildkatze (Felis silvestris).
Das Portrait im Blog
Der Fischotter in Brehms Tierleben
03.12.2020, Deutsche Wildtier Stiftung
Eine Ausstellung für Fuchs, Hase & Co.
Die Deutsche Wildtier Stiftung schafft eine Botschaft der Wildtiere in der Hamburger HafenCity
Die Deutsche Wildtier Stiftung lässt Fuchs, Hase & Co. in circa drei Jahren in ein spektakuläres Gebäude in der Hamburger HafenCity einziehen. Die Verträge mit der Freien und Hansestadt Hamburg und der Garbe Immobilien-Projekte GmbH wurden jetzt formwirksam abgeschlossen. Auf einem Gelände am Baakenhafen wird die Firma Garbe das mit 64 Metern höchste Holzhaus Deutschlands errichten, das den Hamburger Hafen überragen und für spektakuläre Ausblicke sorgen wird. Die Deutsche Wildtier Stiftung erwirbt die unteren vier Stockwerke. Sie wird dort ihren Sitz mit eigenen Büroräumen haben und eine Ausstellung zum Thema Natur- und Artenschutz eröffnen. „Wir holen die Natur in die Stadt“, sagt Dr. Jörg Soehring, Vorstand der Deutschen Wildtier Stiftung. Der Name der Ausstellung steht schon fest: „Fuchs, Hase & Co. – Botschaft der Wildtiere“.
Auf einer Fläche von 21.300 Quadratmetern entstehen oberhalb der Ausstellung 181 zum Teil öffentlich geförderte Wohnungen. Fuchs, Hase & Co. in den beiden unteren Etagen soll ein Besuchermagnet für die HafenCity werden. Diese Botschaft der Wildtiere mitten im Herzen Hamburgs wird einen Ausschnitt aus der Vielfalt der rund 48.000 in Deutschland vorkommenden Tierarten präsentieren. Ziel der Ausstellung ist es, ihren Besuchern die Schönheit, Vielfalt und ökologische Bedeutung heimischer Wildtiere vor Augen zu führen. „Doch das Publikum soll sich nicht nur faszinieren lassen, sondern auch etwas über die Konflikte zwischen Menschen und Wildtieren erfahren und Lösungen kennenlernen“, erläutert Dr. Soehring. Ein weiteres Element der Ausstellung wird Deutschlands erstes Naturfilmkino sein. Dieser Multimediasaal soll auch ein Ort der Begegnung für Vorträge, Diskussionen und kulturelle Darbietungen werden. Außerdem wird eine Lernwerkstatt insbesondere Schulklassen zum Experimentieren, Gestalten und Forschen einladen. Damit will die Deutsche Wildtier Stiftung Kindern Naturwissen auf praktische und spielerische Weise vermitteln.
„Wir sind unserem verstorbenen Stifter Haymo G. Rethwisch unendlich dankbar, dass er die Stiftung mit Mitteln ausgestattet hat, die ihr die Investition in dieses anspruchsvolle Projekt ermöglichen, ohne ihre laufenden Projekte im Natur- und Artenschutz und in der Naturbildung zu gefährden, und blicken dem Einzug in unser neues Domizil mit Spannung und Freude entgegen“, sagt Soehring. Dass Holz als Baustoff im Vordergrund steht, hat für ihn viele Vorteile. „Holz als nachwachsender Rohstoff ist umwelt- und klimafreundlich. Für unsere Ausstellung bietet es den idealen Rahmen“, betont er. „Der Aspekt der Nachhaltigkeit war für die Deutsche Wildtier Stiftung daher ein zentrales Argument, sich bei diesem Bauprojekt zu engagieren“.
03.12.2020, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Mehr Vogelarten im Umfeld machen Menschen in Europa genauso zufrieden wie höheres Einkommen
Eine hohe biologische Vielfalt in der näheren Umgebung ist für die Lebenszufriedenheit genauso wichtig wie das Einkommen. Das berichten Wissenschaftler*innen von Senckenberg, des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und der Universität Kiel aktuell in „Ecological Economics“. Sie haben erstmals europaweit gezeigt, dass die individuelle Lebenszufriedenheit mit der Vielfalt der Vogelarten im Umfeld korreliert. Zehn Prozent mehr Vogelarten im Umfeld steigern die Lebenszufriedenheit der Europäer*innen demnach mindestens genauso stark wie ein vergleichbarer Einkommenszuwachs. Naturschutz sei daher eine Investition in menschliches Wohlbefinden, so die Forscher*innen.
Unter den gegenwärtigen Pandemie-Bedingungen ist Bewegung in der Natur eine beliebte Freizeitaktivität. Dass eine vielfältige Natur auch psychisch guttut, haben Studien bereits auf kleinräumigen Maßstab nachgewiesen. Wissenschaftler*innen der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, von iDiv und der Universität Kiel haben jetzt erstmals untersucht, ob eine vielfältige Natur auch europaweit das Wohlbefinden steigert.
Die Forscher*innen ermittelten dazu auf Basis von Daten des „2012 European Quality of Life Survey“ bei mehr als 26.000 Erwachsenen aus 26 europäischen Ländern, wie die Artenvielfalt in ihrer Umgebung und ihre Lebenszufriedenheit zusammenhängen. Als Maßstab für die Artenvielfalt nutzten die Forscher*innen die Vielfalt der Vogelarten, dokumentiert im Europäischen Brutvogelatlas.
„Europäer*innen sind besonders zufrieden mit ihrem Leben, wenn in ihrem Umfeld eine hohe Artenvielfalt vorherrscht“, sagt der Erstautor der Studie, Joel Methorst, Doktorand am Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum, am iDiv und der Goethe-Universität Frankfurt und fährt fort: „Die glücklichsten Europäer*innen sind unseren Ergebnissen zufolge diejenigen, die in ihrem tagtäglichen Leben viele verschiedene Vogelarten erleben können oder in einer naturnahen Umgebung leben, in der viele Arten beheimatet sind.“
Vögel eignen sich als Indiz für biologische Vielfalt, da sie – vor allem in Städten – zu den sichtbarsten Elementen der belebten Natur zählen. Zudem ist ihr Gesang häufig selbst dann zu hören, wenn der eigentliche Vogel nicht zu sehen ist, die meisten Vogelarten sind beliebt und werden gern beobachtet. Doch auch ein zweiter Aspekt beeinflusst die Lebenszufriedenheit: die Umgebung. Besonders viele verschiedene Vogelarten gibt es nämlich dort, wo der Anteil an naturbelassenen und abwechslungsreichen Landschaften hoch ist und es viele Grünflächen und Gewässer gibt.
„Wir haben uns auch die sozioökonomischen Daten der Befragten angesehen und überraschenderweise festgestellt, dass für die individuelle Lebenszufriedenheit die Vogelvielfalt genauso wichtig ist wie das Einkommen“, erklärt Prof. Dr. Katrin Böhning-Gaese, Direktorin des Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum, Professorin an der Goethe-Universität Frankfurt am Main und Mitglied von iDiv. Besonders deutlich zeigt sich dieses Ergebnis bei einem Anstieg beider Werte um zehn Prozent. Vierzehn Vogelarten mehr im Umfeld machen mindestens genauso zufrieden wie 124 Euro monatlich mehr auf dem Haushaltskonto, wenn man von einem durchschnittlichen Einkommen in Europa von 1237 Euro pro Monat ausgeht.
Eine vielfältige Natur spielt daher europaweit gemäß der Studie eine wichtige Rolle für das menschliche Wohlergehen – auch jenseits ihrer materiellen Leistungen. Gleichzeitig machen die Forscher*innen auch auf bevorstehende gesundheitliche Probleme aufmerksam. „Das Global Assessment 2019 des Weltbiodiversitätsrates IPBES und spezielle Studien zu Vogelarten in der europäischen Agrarlandschaft belegen eindrücklich, dass die biologische Vielfalt derzeit in einem dramatischen Maße schwindet. Es besteht daher die Gefahr, dass auch die Lebenszufriedenheit der Menschen bei einer verarmten Natur leidet. Naturschutz sichert deshalb nicht nur unsere materielle Lebensgrundlage, sondern ist auch eine Investition in unser aller Wohlbefinden“, gibt Methorst zu bedenken.
Originalpublikation:
Methorst, J. et al. (2020): The importance of species diversity for human well-being in Europe. Ecological Economics, doi: 10.1016/j.ecolecon.2020.106917
