Neues aus Wissenschaft und Naturschutz

07.12.2020, Deutsche Wildtier Stiftung
Wer hat Angst vorm bösen Wolf? Die Jungen schon mal nicht
Deutsche Wildtier Stiftung: Freude über die Wölfe ist eine Frage des Alters
Wer hat Angst vorm bösen Wolf? Dieses Spiel kennen noch viele aus ihrer Kinderzeit. Heute spielen die Kinder ganz andere Spiele. Ob das mit ein Grund dafür ist, dass vor allem jüngere Menschen auf die Frage „Freut ihr euch über die Rückkehr des Wolfes“ eher mit einem klaren JA als mit einem verzagten NEIN antworten? Die Freude über die Wölfe ist eine Frage des Alters, das ergibt eine repräsentative Umfrage des Instituts für Demoskopie Allensbach (IfD) im Auftrag der Deutschen Wildtier Stiftung. In dieser Umfrage mit mehr als 1000 Teilnehmern wurde ermittelt, wie groß die Toleranzschwelle der Bevölkerung gegenüber verschiedenen Wildtieren ist.
„Junge Menschen mögen den Wolf, ältere Menschen nicht so. Die Einstellung zum Wolf scheint eine Generationenfrage zu sein“, sagt Michael Miersch, Geschäftsführer der Deutschen Wildtier Stiftung in Berlin. Während ältere Menschen sich tendenziell eher Sorgen über die Ausbreitung der Wölfe machen (41 Prozent bei 60 Jahre und älter), finden die meisten Jüngeren es spannend, dass diese Tierart sich in Deutschland immer mehr heimisch fühlt (53 Prozent zwischen 30 und 44 Jahre). „Ich finde, Wölfe sind eine der coolsten Tiere, deswegen finde ich das echt nice“, betont beispielsweise ein junger Mann in einer Straßenumfrage der Deutschen Wildtier Stiftung zum Wolf.
Überraschend: Während das Alter bei der Frage zum Wolf eine Rolle spielt, waren die Unterschiede zwischen Stadt- und Landbevölkerung gering. Dorfbewohner äußerten sich nur unwesentlich ablehnender gegenüber der Ausbreitung problematischer Wildtiere als Großstädter. Fazit der Allensbach-Umfrage: „Eine große Mehrheit der Bürger freut sich über die Rückkehr einst ausgerotteter Tierarten“, sagt Michael Miersch, „das gilt sogar für potenziell gefährliche Arten wie den Wolf oder sogar den Braunbär. Die Angst vor wilden Tieren, die die Menschen über Jahrtausende hatten, schwindet.“

08.12.2020, Universität Bayreuth
Hohe Zahl ausgerotteter Vogelarten verleitet zur Fehleinschätzung evolutionärer Dynamik
Mit dem Verlust ihrer Flugfähigkeit haben sich Vögel im Laufe der Evolution an die einzigartigen Lebenswelten abgelegener ozeanischer Inseln angepasst. Seit der Mensch diese Inseln besiedelte, hat er jedoch die meisten flugunfähigen Vogelarten ausgerottet. Eine internationale Forschungsgruppe mit dem Bayreuther Ökologen Prof. Dr. Manuel Steinbauer hat das Ausmaß dieses Artenverlustes erstmals umfassend untersucht. Die in „Science Advances“ veröffentlichte Studie zeigt, dass ein falsches Bild von der evolutionären Dynamik im Vogelreich entsteht, wenn die flugunfähig gewordenen, vom Menschen ausgerotteten Arten unbeachtet bleiben.
Die Anzahl der Vogelarten, die sich an die einzigartigen Bedingungen auf Inseln angepasst und ihre Flugfähigkeit verloren haben, ist – wie die neue Studie zeigt – erheblich größer, als in der Forschung weithin angenommen wird. Tatsächlich hat diese evolutive Anpassung ungefähr vier Mal häufiger stattgefunden als es scheint, wenn sich Berechnungen allein auf die von Ausrottung verschonten Vogelarten stützen.
„Was wir als ursprüngliche ‚Natur‘ wahrnehmen, ist in Wahrheit durch Eingriffe des Menschen erheblich beeinflusst. Oft können wir aufgrund des heutigen Zustands die natürlichen Prozesse der Vergangenheit nicht mehr verstehen. Der Verlust der Flugfähigkeit im Vogelreich ist dafür ein gutes Beispiel. Unsere Analysen zeigen, dass in mehr als der Hälfte aller Vogel-Ordnungen mindestens eine Vogelart ihre Flugfähigkeit verloren hat. Der Verlust der Flugfähigkeit hat sich für die betroffenen Arten ursprünglich als evolutionärer Vorteil erwiesen, und das in mindestens 150 voneinander unabhängigen Fällen“, sagt Prof. Dr. Manuel Steinbauer von der Universität Bayreuth.
Wenn es auf abgelegenen, isolierten ozeanischen Inseln keine am Boden lebenden Fressfeinde gab, brachte die Flugfähigkeit für die dort lebenden Vögel oft mehr Nachteile als Vorteile. Daher haben sich auf solchen Inseln flugunfähige Vögel entwickelt, die größer waren als ihre Vorfahren. Sie haben für sich genau diejenigen Ressourcen erschlossen, die auf dem Festland bis heute von großen Säugetieren genutzt werden. So konnten sich die hervorragend angepassten flugunfähigen Vögel in ihren natürlichen Lebensräumen in vielen Hunderttausenden von Jahren gut behaupten. Doch letztlich wurden diese Arten flächendeckend zur leichten Beute der Menschen. Sie waren nicht an Feinde angepasst und lebten in vielen Fällen ohne Fluchtinstinkte. Eines der wohl berühmtesten Beispiele dafür ist der Dodo. Dieser etwa ein Meter große, flugunfähige Vogel wurde von Seefahrern auf der Insel Mauritius entdeckt und galt bis zu seiner Ausrottung als beliebtes Nahrungsmittel.
Gemeinsam mit Partnern an der Universität Göteborg, dem Institut für Zoologie in London und den Londoner Royal Botanic Gardens, Kew hat Prof. Dr. Manuel Steinbauer die aus verschiedensten Quellen stammenden Daten zum Verlust der Flugfähigkeit systematisch ausgewertet. Dabei bestätigte sich, dass es Hotspots dieses globalen Phänomens gab: So lebten auf Hawaii und Neuseeland jeweils mehr als 20 flugunfähig gewordene Vogelarten, darunter riesige Gänse bzw. Moa. „Insgesamt sind 581 Vogelarten nachweislich vom Menschen ausgerottet worden. Wenn man sie zu den heute noch lebenden Vogelarten addiert, steigt die Zahl der Vogelarten insgesamt nur um fünf Prozent. Doch der Anteil der flugunfähigen Vogelarten erhöht sich dadurch auf das Vierfache“, sagt Steinbauer.
Originalpublikation:
F. Sayol, M. J. Steinbauer et al.: Anthropogenic extinctions conceal widespread evolution of flightlessness in birds. Science Advances (2020), Vol 6, no. 49. DOI: https://dx.doi.org/10.1126/sciadv.abb6095

08.12.2020, Universität Ulm
Flamingos mit Blei im Gefieder – Schadstoff-Anreicherung in Feuchtgebieten gefährdet Vogel-Gesundheit
Die Anreicherung von Schwermetallen und Spurenelementen in Mündungsgebieten von Flüssen macht Wildvögeln zu schaffen. Zu diesem Ergebnis kam eine Studie der Universität Ulm zur gesundheitlichen Auswirkung der Bioakkumulation von Schadstoffen auf natürliche Flamingo-Populationen. Gemeinsam mit Forschenden aus Frankreich, Italien und Spanien haben die Ulmer Biologinnen und Biologen Rosaflamingos aus unterschiedlich belasteten Lagunen und Flussmündungsgebieten in Südfrankreich und Andalusien untersucht.
Jedes Jahr sterben Millionen von Wildtieren – meist Vögel – an einer Bleivergiftung durch Schrotkugeln und andere bleihaltige Munition; nicht, weil sie damit beschossen wurden, sondern weil sie den Bleischrot als vermeintliche Nahrung aufnehmen. Doch auch durch die industrielle und landwirtschaftliche Einschwemmung von Schwermetallen wie Blei und Quecksilber oder von Spurenelementen kommen massenhaft wildlebende Tiere zu Schaden. Dabei stellt die Anreicherung von toxischen Substanzen über die Nahrungskette ein besonderes Risiko dar. Der fachsprachliche Begriff hierfür ist Bioakkumulation. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Ulm haben nun in einer Studie zu diesem Phänomen analysiert, welche Auswirkung die biologische Anreicherung von Schwermetallen und problematischen Spurenelementen auf die Darmflora und Gesundheit von Rosaflamingos hat.
Schon lange ist bekannt, wie toxisch Substanzen wie Blei und Quecksilber für Mensch und Tier sind. Die Folgen sind mitunter tödlich. „Mit unserer Studie wollten wir nun herausfinden, wie sich solche schädlichen Substanzen auf die Gesundheit natürlicher Populationen auswirken, und zwar bei den nicht-tödlichen Fällen“, sagt Professorin Simone Sommer, Leiterin des Instituts für Evolutionsökologie und Naturschutzgenomik an der Universität Ulm. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben dafür das Gefieder von jungen Rosaflamingos auf zehn verschiedene Spurenelemente und Schwermetalle hin analysiert, und zwar auf Kadmium, Chrom, Kupfer, Quecksilber, Blei, Nickel, Selen, Zinn und Zink. Außerdem wurde untersucht, ob erhöhte Werte dieser Schadstoffe in Zusammenhang stehen mit der körperlichen Verfassung und der Zusammensetzung des Darmmikrobioms. „Die mikrobielle Zusammensetzung der Darmflora ist nicht nur entscheidend für die Nährstoffaufnahme und den Stoffwechsel, sondern hat auch einen großen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Immunsystems“, erklärt Dr. Mark A.F. Gillingham, der Erstautor der Studie.
Untersucht wurden Rosaflamingo-Populationen in Andalusien und Südfrankreich. Dazu gehörten Feuchtgebiete mit extrem hoher Schadstoffbelastung wie die Odiel-Sümpfe in unmittelbarer Nähe des andalusischen Nationalparks Coto de Doñana sowie weniger belastete Gebiete wie die Lagunen von Fuente de Piedra in der Nähe von Malaga und des westlichen Rhône-Delta im südfranzösischen Aigues-Mortes. Schadstoffeinträge aus den Flüssen lagern sich im Mündungsgebiet der Flüsse in den Sedimenten ab. Über die Nahrungskette nehmen die Flamingos die Schadstoffe in erhöhten Konzentrationen auf.
Der langbeinige Wasservogel filtert mit seinem Seihschnabel Plankton aus dem Wasser. Zu seinen Beutetieren gehören aber auch kleine Fische, Krebse, Ringelwürmer und Muscheln. Und auch den schlammigen Untergrund, durch den er watet, verschmäht er als Nahrung nicht. Denn dieser enthält große Mengen an Mikroalgen, die reich an organischen Inhaltsstoffen sind. „Je weiter oben eine Tierart in der Nahrungskette steht, desto mehr Schadstoffe nimmt es über die Nahrung auf“, sagt Gillingham. Das internationale Forschungsteam fand in der Flamingo-Studie heraus, dass die körperliche Verfassung von Jungtieren mit erhöhten Werten an Blei, Quecksilber und Selen vergleichsweise schlechter war. Das heißt, für ihre Größe brachten die Flamingo-Küken ein geringeres Gewicht auf die Waage. Erstmals konnten die Biologinnen und Biologen dabei zeigen, dass solche erhöhten Schadstoffwerte mit Veränderungen in der Zusammensetzung der Darmflora einhergingen. Daraus resultierte wiederum ein schlechterer Gesundheitszustand der Tiere.
Besonders stark waren diese mikrobischen Effekte bei erhöhten Selenwerten. „Das Gleichgewicht des Darmmikrobioms war nachweislich gestört“, so die Forschenden. Auffällig war dabei, dass die Vielfalt der Bakterien drastisch abgenommen hatte, gleichzeitig aber bestimmte Darmbakterien besonders häufig anzutreffen waren. Dazu gehörten die Mikroben Bacteroides plebeius, die eine entscheidende Rolle bei der Verdauung und Verstoffwechselung spezieller Mikroalgen spielen, die wiederum zu den Hauptnahrungsmitteln der Flamingos gehören. Die Folge: Je mehr dieser Algen von den Flamingos verzehrt wurden, desto größer war der gesundheitliche Schaden, weil diese Mikroalgen insbesondere das Selen, das in hohen Dosen schädlich ist, sehr effizient metabolisieren. Außerdem fanden die Forschenden heraus, dass der körperliche Zustand des Flamingo-Nachwuchses bei genau den Exemplaren vergleichsweise schlecht war, die überdurchschnittlich viel dieser besonderen Darmbakterien aufwiesen.
Auch wenn die Menge der eingeschwemmten und abgelagerten Schadstoffe an sich für diese am Wasser lebenden Vögel nicht direkt tödlich ist, so kommt es doch durch die Bioakkumulation zu einer Anreicherung toxischer Substanzen, die für die Gesundheit der Population hochproblematisch ist. „Feuchtgebiete sind ökologisch wertvolle und auch für den Menschen wichtige Wasserreservoirs. Werden diese verschmutzt, leidet darunter aber nicht nur die Gesundheit von Wildtieren, sondern schlussendlich auch der Mensch“, sind die Ulmer Forschenden überzeugt.
Originalpublikation:
Gillingham MAF, Borghesi F, Montero BK, Migani F, Béchet A, Rendón-Martos M, Amat JA, Dinelli E, Sommer S. (2020) Bioaccumulation of trace elements affects chick body condition and gut microbiome in greater flamingos. Science of the Total Environment. Sci Total Environ. 2020 Nov 16;143250. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143250.

08.12.2020, Karlsruher Institut für Technologie
Klimawandel verschlimmert Biodiversitätsschwund
Das Erreichen bestehender und vorgeschlagener Ziele für die biologische Vielfalt nach 2020 ist durch den Klimawandel massiv gefährdet – selbst wenn andere Hindernisse ausgeräumt werden. Wie eine in der Zeitschrift PNAS publizierte Studie zeigt, beschleunigt die Erderwärmung den Schwund der biologischen Vielfalt. Umgekehrt können Maßnahmen zum Biodiversitätsschutz auch dazu beitragen, die Folgen des Klimawandels abzumildern. Laut der Autorinnen und Autoren unter Leitung der Ökosystemforscherin Almut Arneth vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) würden es flexible Methoden im Naturschutz möglich machen, dynamisch auf die Folgen des Klimawandels für Lebenräume und Arten zu reagieren.
Das Erreichen einer Vielzahl bestehender und von internationalen Organisationen vorgeschlagener Ziele für die biologische Vielfalt nach 2020 ist durch den Klimawandel massiv gefährdet – selbst wenn andere Hindernisse, wie das Ausbeuten von Lebensräumen, ausgeräumt werden. Zu diesem Ergebnis kommen die Autorinnen und Autoren einer Analyse unter Leitung der Ökosystemforscherin Almut Arneth vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Wie die nun in der Zeitschrift PNAS publizierte Studie zeigt, beschleunigt die Erderwärmung den Schwund der biologischen Vielfalt. Umgekehrt können Maßnahmen zum Biodiversitätsschutz auch dazu beitragen, die Folgen des Klimawandels abzumildern. Flexible Methoden im Naturschutz würden es möglich machen, dynamisch auf die Folgen des Klimawandels für Lebenräume und Arten zu reagieren. (DOI: 2009584117)
Weltweit sind rund eine Million Pflanzen- und Tierarten vom Aussterben bedroht. Von der Biodiversität, zu der neben der Artenvielfalt auch die genetische Vielfalt innerhalb der Arten und die Vielfalt der Ökosysteme gehören, hängen jedoch mindestens 13 der insgesamt 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen ab (Sustainable Development Goals – SDGs). Denn die Biodiversität reguliert fundamentale Prozesse, wie Bodenbildung, Wasser-, Spurengas- und Nährstoffkreisläufe, und ist auch wichtig für die Klimaregulation. Ihr fortlaufender Schwund stellt die Menschheit vor große ökologische, soziale und ökonomische Probleme. „Neben der Ausbeutung natürlicher Ressourcen wie Land und Wasser sowie der Umweltverschmutzung führt auch der Klimawandel zum Verlust an biologischer Vielfalt und wird sich künftig diesbezüglich noch stärker auswirken“, erklärt Almut Arneth, Professorin am Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU), dem Campus Alpin des KIT in Garmisch-Partenkirchen. Sie leitete eine internationale Studie, die nun unter dem Titel „Post-2020 biodiversity targets need to embrace climate change“ in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) erschienen ist.
Ziele zum weltweiten Biodiversitätsschutz verfehlt
In der Studie analysieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Deutschland, Frankreich, Italien, Spanien, Russland, Südafrika, Mexiko und Japan die sogenannten Aichi-Ziele zum weltweiten Biodiversitätsschutz, die bei der 10. Vertragsstaatenkonferenz der Biodiversitätskonvention der UN im Jahr 2010 im japanischen Nagoya, Präfektur Aichi, verabschiedet wurden und bis 2020 erreicht werden sollten. Die meisten dieser Ziele werden verfehlt. Ebenso befassen sich die Forscherinnen und Forscher mit den derzeit von den beteiligten Staaten verhandelten revidierten Biodiversitätsschutzzielen für die Zeit nach 2020, die dann bis 2030 bzw. 2050 erreicht werden sollen. Sie stellen fest, dass viele der bestehenden wie auch der vorgeschlagenen Ziele durch die Erderwärmung stark gefährdet sind, – selbst wenn diese an der unteren Grenze der Prognosen bliebe. „Es ist sicher eine große Herausforderung, aber auch eine wichtige Gelegenheit, sich politisch besser mit den Wechselwirkungen zwischen Klimawandel und Biodiversitätsschwund auseinanderzusetzen und die Biodiversitätsziele genauer mit dem Pariser Abkommen zum Klimaschutz und den Zielen für nachhaltige Entwicklung abzustimmen“, erläutert Arneth. Die vorgeschlagenen Biodiversitätsziele sollten daher den Klimawandel in ihren Formulierungen deutlich stärker berücksichtigen.
Arten wandern aus Naturschutzgebieten ab
Die Wissenschaftlerin nennt ein Beispiel: Ein Biodiversitätsschutzziel, das sich auf Naturschutzgebiete bezieht, muss berücksichtigen, dass Zusammensetzung und Wachstum der Vegetation sich mit dem Klimawandel ändern und dass bestimmte Pflanzen- und Tierarten aus einem Naturschutzgebiet abwandern oder bedroht sind, wenn sich die klimatischen Bedingungen verändern. Der Klimawandel lässt beispielsweise Gebirgsgletscher schrumpfen. In semiariden Regionen sind Ökosysteme in tiefer liegenden Tälern jedoch auf das sommerliche Schmelzwasser von den Gletschern angewiesen. Reduziert sich durch den Gletscherschwund auch dieser regelmäßige Schmelzwasserfluss, reichen die Niederschläge allein möglicherweise nicht aus, um die Pflanzen im Einzugsgebiet mit Wasser zu versorgen. Dies betrifft dann auch die von den Pflanzen abhängigen Tiere.
Die Studie unterstreicht die Forderung, den menschengemachten Ausstoß von Treibhausgasen rasch und deutlich zu verringern und den Klimawandel zu stoppen. Umgekehrt zeigt sie auch, dass Maßnahmen zum Schutz der biologischen Vielfalt auch zum Klimaschutz beitragen können. „Eine bessere Abstimmung von politischen Abkommen und wissenschaftlichen Erkenntnissen kann sowohl die dringende Dekarbonisierung der Wirtschaft beschleunigen als auch gewährleisten, dass der Klimawandel durch Maßnahmen zum Biodiversitätsschutz gebremst wird“, fasst Arneth zusammen.
Originalpublikation:
Almut Arneth, Yunne-Jai Shin, Paul Leadley, Carlo Rondinini, Elena Bukvareva, Melanie Kolb, Guy F. Midgley, Thierry Oberdorff, Ignacio Palomo, Osamu Saito: Post-2020 biodiversity targets need to embrace climate change. PNAS, 2020. DOI: 2009584117

09.12.2020, NABU
Deutschlands Wintervögel werden wieder gezählt
Vom 8. bis zum 10. Januar findet deutschlandweit die elfte „Stunde der Wintervögel“ statt
Blaumeisen nach Epidemie besonders im Fokus
Vom 8. bis zum 10. Januar zählt ganz Deutschland wieder Vögel: Die „Stunde der Wintervögel“ wird bereits zum elften Mal vom NABU und seinem bayerischen Partner LBV organisiert. Vogelfreundinnen und -freunde sind dazu aufgerufen, eine Stunde lang alle Vögel von Wohnung, Haus oder Garten aus zu erfassen und zu melden. „Damit kann jede und jeder mithelfen, eine detaillierte Momentaufnahme der Vogelwelt in unseren Städten und Dörfern zu ermöglichen“, so NABU-Bundesgeschäftsführer Leif Miller. „Die so erfassten Daten tragen dazu bei, unsere heimischen Vögel besser zu schützen.“ Die „Stunde der Wintervögel“ ist die größte wissenschaftliche Mitmachaktion Deutschlands. 2020 hatten sich an der Aktion mehr als 143.000 Menschen beteiligt.
Experten des NABU konnten anhand der langjährigen Zählung nachweisen, dass die winterlichen Vogelzahlen in den Gärten stark von der Witterung abhängen. In kalten und schneereichen Wintern kommen deutlich mehr Vögel in die Nähe der Menschen. Die lange Reihe zunehmend milder Winter führte zuletzt zu sinkenden Wintervogelzahlen.
„Besondere Aufmerksamkeit gilt in diesem Winter der Blaumeise“, so NABU-Vogelschutzexperte Lars Lachmann, „Im vergangenen Frühjahr war in weiten Teilen Deutschlands eine vom Bakterium Suttonella ornithocola ausgelöste Epidemie aufgetreten, der Tausende Vögel dieser Art zum Opfer fielen.“ Bei der jüngsten großen Vogelzählung, der „Stunde der Gartenvögel“ im vergangenen Mai, wurden entsprechend weniger Blaumeisen beobachtet. Für die Experten ist es spannend herauszufinden, ob dieser Effekt auch im Winter noch spürbar ist.
Dass die winterlichen Gartenvögel zu den beliebtesten Vogelarten Deutschlands gehören, zeigt der aktuelle Zwischenstand bei der ersten öffentlichen Wahl zum Vogel des Jahres. Mit Stadttaube, Rotkehlchen, Amsel und Haussperling stehen allein vier Wintervögel in den Top Ten. Auch die Blaumeise auf Rang elf und der Star auf Rang 14 haben noch gute Chancen auf die Stichwahl, die unter den zehn ersten Plätzen stattfindet. Schon weit über 100.000 Menschen haben bisher ihren gefiederten Favoriten nominiert. Noch bis zum 15. Dezember kann jeder seine Stimme bei der Vorwahl abgeben. Nach der Stunde der Wintervögel beginnt dann ab dem 18. Januar die Hauptwahl unter den Top Ten.
Mitmachen bei der Stunde der Wintervögel ist ganz einfach: Jeder kann eine Stunde lang die Vögel am Futterplatz, vom Garten, Balkon oder Fenster aus oder im Park zählen und dem NABU melden. Von einem ruhigen Beobachtungsplatz aus wird von jeder Art die höchste Anzahl notiert, die im Laufe einer Stunde gleichzeitig zu beobachten ist. Die Beobachtungen können unter www.NABU.de/onlinemeldung bis zum 18. Januar gemeldet werden. Zudem ist für telefonische Meldungen am 9. und 10. Januar jeweils von 10 bis 18 Uhr die kostenlose Rufnummer 0800-1157-115 geschaltet. Auch über die NABU-App „Vogelwelt“ (Download unter www.NABU.de/vogelwelt) kann gemeldet werden.
Die Schulstunde der Wintervögel findet vom 11. bis 15. Januar statt. Die Klassen und Gruppen können an der NABU-Vogelzählung teilnehmen und ihre Zählergebnisse bis 18. Januar einsenden oder unter www.NABU.de/onlinemeldung eingeben. Unter allen Einsendungen verlost die NAJU tolle Preise. Alle Infos, Materialien und Aktionsideen: www.NAJU.de/sdw.
Infos zur Aktion unter www.stundederwintervoegel.de

09.12.2020, Museum für Naturkunde – Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung
Fossilien zeigen Folgen der Ozeanerwärmung auf
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Museums für Naturkunde Berlin und der University of Exeter in Großbritannien haben die ökologischen Auswirkungen einer raschen und ungewöhnlich intensiven Phase der Klimaerwärmung während der Jurazeit vor ca. 182 Millionen Jahren auf die Meeresfauna erforscht. Die Forschenden zeigen anhand der überlieferten Fossilien auf, dass sich mit dem Temperaturanstieg des Meerwassers die Artenvielfalt und Biomasse drastisch verringerten und sich die Zusammensetzung der damaligen Lebensgemeinschaften nachhaltig änderte. Die Studie zeigt, welche Langzeitfolgen der gegenwärtigen Klimakrise für die Ökosysteme der Meere möglich sind.
Die Forschenden wählten für ihre Untersuchungen eine besonders vollständig überlieferte, fossilreiche Gesteinsabfolge im heutigen Zentralspanien, das während des Jura von einem subtropischen Flachmeer überflutet war. Mit Hilfe geochemischer Methoden bestimmten sie zunächst in den kalkigen Schalen von Austern und Brachiopoden die Konzentration verschieden schwerer Sauerstoffatome, deren Verhältnis abhängig von der zu Lebzeiten vorherrschenden Wassertemperatur ist. Damit gelang den Forschern eine lückenlose Dokumentation des Temperaturverlaufs über einen ca. 2,5 Millionen Jahre dauernden Zeitabschnitt während der Jurazeit, der die Phasen vor, während und nach der Klimaerwärmung umfasst.
Der untersuchte Zeitabschnitt beinhaltet eine sehr ausgeprägte Warmphase. „Der Temperaturanstieg erfolgte relativ rasch und die Treibhausphase hielt über mehrere 100.000 Jahre an. Die durchschnittliche lokale Ozeanerwärmung lag bei 3,5 °C mit Spitzenwerten bei über 5 °C,“ sagt Clemens Ullmann von der University of Exeter, der die geochemischen Analysen durchführte. Ein Teil des untersuchten Materials ist jetzt in der Forschungssammlung des Museums für Naturkunde Berlin.
Der Temperaturanstieg der Meere führte zu weitreichenden Folgen für die damaligen Lebensgemeinschaften auf dem Meeresboden, die im Wesentlichen aus Muscheln, Schnecken, Brachiopoden und einzelnen Korallen bestanden. Sämtliche vor der Erwärmung im Untersuchungsgebiet lebenden Arten von Brachiopoden – Meerestiere, die den Muscheln äußerlich ähneln, aber einen eigenständigen Tierstamm bilden – starben in der Anfangsphase der Erwärmung aus. Dadurch hat sich die Zusammensetzung der Lebewelt drastisch und nachhaltig verändert. Mit Einsetzen der Treibhausphase nahmen Artenvielfalt, Anzahl der Einzeltiere, und Biomasse drastisch ab. Die zuvor artenreiche Brachiopodenfauna wurde durch eine einzelne, invasive, kleinwüchsige Art ersetzt, die unter den extremen Bedingungen überlebensfähig war.
Sehr auffällig ist die hohe ökologische Instabilität während der gesamten Dauer der heißen Phase, in der die Artenvielfalt starken Schwankungen unterworfen war. „Auch die ökologische Zusammensetzung fluktuierte in dieser Zeit stark, beispielsweise die Anteile von auf dem Meeresboden lebenden Tieren gegenüber solchen, die eingegraben im Meeresboden wohnten; oder von Arten, die sich aktiv bewegen konnten gegenüber solchen, die stationär lebten“, erläutert Martin Aberhan vom Museum für Naturkunde Berlin, der die ökologischen Untersuchungen leitete. Mit dem Ende der heißen Phase traten dann komplett neue Lebensgemeinschaften auf.
Bisherige Untersuchungen des kritischen Zeitabschnitts im Jura in anderen Regionen führten die Faunenkrise meist auf die Ausbreitung von sauerstoffarmen Meeresgewässern zurück. Die neue Studie zeigt jedoch, dass die vielfältigen Veränderungen der Lebewelt absolut synchron mit den geochemisch ermittelten Temperaturänderungen verlaufen, während es keinerlei Hinweise auf Sauerstoffarmut gibt. „Unsere Untersuchungen ergaben, dass je nach Meeresregion verschiedene Mechanismen unterschiedlich starken Einfluss auf die Meeresorganismen haben können und in unserem Fall der Temperaturstress der entscheidende Faktor war“, fasst Martin Aberhan zusammen.
Veröffentlicht in:
Piazza, V., Ullmann, C.V. & Aberhan, M. Ocean warming affected faunal dynamics of benthic invertebrate assemblages across the Toarcian Oceanic Anoxic Event in the Iberian Basin (Spain), PLOS ONE, https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0242331

09.12.2020, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Nur noch ein heimischer Fisch im Fluss
Senckenberg-Wissenschaftler haben gemeinsam mit Forschenden aus Italien das Ökosystem des Flusses Arno in Florenz über einen Zeitraum von 215 Jahren untersucht. Sie kommen zu dem Schluss, dass die ursprünglich in Italien heimischen Fischarten nahezu vollständig von nicht-heimischen Arten ersetzt wurden. Auch bei Schnecken, Muscheln und Krebstieren sind heute 70 Prozent der Arten eingewandert. In ihrer kürzlich im Fachjournal „Global Change Biology“ erschienenen Studie zeigen die Wissenschaftler*innen, dass dieser Wechsel im Ökosystem durch den Menschen herbeigeführt wurde.
Der Arno ist mit 241 Kilometern der zweitlängste Fluss Mittelitaliens. Er schlängelt sich durch die nördliche Toskana und mündet bei Marina di Pisa in das Tyrrhenische Meer. „Die Entwicklung des Arnos und dessen Lebewelt ist eng mit der Geschichte der toskanischen Hauptstadt und der Region Florenz verwoben“, erzählt Dr. Phillip J. Haubrock aus der Abteilung Fließgewässerökologie und Naturschutzforschung am Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt.
Haubrock hat gemeinsam mit Senckenberger Prof. Dr. Peter Haase und weiteren Kolleg*innen die Entwicklung des Ökosystems im Arno über einen Zeitraum von 215 Jahren untersucht. Das deutsch-italienische Team wertete hierfür neben eigenen Erhebungen zahlreiche historische Dokumente und Sammlungen aus und sprach zudem mit lokalen Historiker*innen, Naturinteressierten und Expert*innen. „Uns hat besonders interessiert, wie sich die Zusammensetzung der im Fluss lebenden Arten und die Artenvielfalt verändert hat – und welche Faktoren hierzu geführt haben“, ergänzt Haubrock.
Das Ergebnis der Langzeitstudie ist extrem: Um 1800 war der Fischbestand noch zu 92 Prozent heimisch, gut 200 Jahre später waren es nur noch sechs Prozent ursprünglich ansässige Arten – die restliche Fauna des Arnos besteht heute aus eingewanderten, nicht-heimischen Fischen. Auch bei der Gruppe der Makroinvertebraten, wie Muscheln, Schnecken oder Krebsen, ist ein deutlicher Wandel von ursprünglich im Arno beheimateten Arten hin zu invasiven Tieren zu sehen: Nur noch 30 Prozent der Organismen können aktuell als heimisch bezeichnet werden. „Man kann festhalten, dass im Arno ein beinahe vollständiger Austausch der heimischen Arten durch eingewanderte Flussbewohner stattgefunden hat – bei den Fischen ist hier nur noch die Schleie Tinca tinca als ursprünglich in Italien vorkommende Art zu finden“, erklärt der Gelnhäuser Wissenschaftler.
Auf die sogenannte „Alpha-Diversität“, das Maß für die gesamte Artenvielfalt eines Lebensraums, hat der Faunenwechsel in den untersuchten Tiergruppen unterschiedliche Auswirkungen. Haubrock hierzu: „Betrachtet man den ganzen Zeitraum steigt die Artenvielfalt innerhalb der Fische durch die eingewanderten Arten an, bei den Makroinvertebraten verzeichnen wir dagegen eine generelle Abnahme der Artenanzahl – hier konnten die invasiven Arten den Verlust der heimischen Lebewesen nicht ausgleichen.“
Doch wie kam es überhaupt zu dem Faunenaustausch in dem italienischen Fluss? Laut der Studie ist der Eintrag fremder Fischarten auf das Wachstum der Region rund um Florenz zwischen 1900 und 1950 zurückzuführen. In dieser Zeit stieg sowohl die Nachfrage nach Nahrungsquellen als auch der Wunsch nach Freizeitaktivitäten. „Wir konnten zeigen, dass in diesem Zeitraum zahlreiche Fischereiverbände gegründet wurden und die Florenzer Bürger*innen ihre Angelaktivitäten intensivierten – hierzu wurden auch nicht-heimische Arten gezielt in den Fluss eingebracht“, antwortet Haubrock. Das Wachstum der Stadt hatte zudem auch Auswirkungen auf die Hydromorphologie des Flusses: Der Arno wurde kanalisiert und vertieft, was zu einem Anstieg der Strömung und des Sedimenttransports führte – Umweltveränderungen, denen die nicht-heimischen Tiere besser gewachsen waren.
„Menschliche Aktivität – das beabsichtigte und auch unabsichtliche Einbringen neuer Arten, die Veränderung des Flusslaufs und die zunehmenden Umweltbelastungen – haben zu dem Austausch heimischer durch invasive Arten geführt“, resümiert Arbeitsgruppenleiter Haase und warnt: „Der Arno ist kein Einzelfall. In vielen deutschen und europäischen Strömen hat der Anteil nicht-heimischer Arten in den vergangenen Jahrzehnten deutlich zugenommen. Wir benötigen daher Langzeitstudien mit einem einheitlichen Erfassungssystem, um hier ein erfolgreiches und nachhaltiges Umweltmanagement zu betreiben!“
Originalpublikation:
Haubrock, P.J., Pilotto, F., Innocenti, G., Cianfanelli, S. and Haase, P. (2020), Two centuries for an almost complete community turnover from native to non‐native species in a riverine ecosystem. Glob Change Biol. Accepted Author Manuscript. https://doi.org/10.1111/gcb.15442

10.12.2020, Universität Osnabrück
Clever und smart: Rabenvögel ziehen beim Hütchenspiel mit Menschenaffen gleich – Studie erschienen
Dass Rabenvögel erstaunlich schlau sind, weiß eigentlich jedes Kind. Bis jetzt hatten Forscher jedoch nur Einzelaspekte der kognitiven Fähigkeiten von Rabenvögeln untersucht und kaum etwas war über die kognitive Entwicklung bekannt. Eine neue Studie aus dem Institut für Kognitionswissenschaft der Universität Osnabrück unter der Leitung von Prof. Dr. Simone Pika hat diese Forschungslücke aufgegriffen und die physischen und sozialen Fähigkeiten von Kolkraben mit denen von Schimpansen und Orang-Utans verglichen. In der Fachzeitschrift Scientific Reports wurden die Ergebnisse nun unter dem Titel „Ravens parallel great apes in physical and social cognitive skills“ veröffentlicht.
Die Studie stellt die erste systematisch-quantitativ groß angelegte Untersuchung der physischen und sozialen Fähigkeiten von Kolkraben dar und bezieht auch die kognitive Entwicklung mit ein. Die Forschenden passten dazu eine experimentelle Testbatterie, die für Primaten entwickelt wurde, an Rabencharakteristika an.
„Um zum Beispiel herauszufinden, ob Raben wissen, wo sich Futter befindet, haben wir Leckereien unter einem Becher versteckt und ihn zwischen anderen Bechern hin- und her bewegt wie bei einem ‚Hütchenspiel‘. Ein Rabe wählt einen Becher aus, indem er mit seinem Schnabel dagegen pickt oder mit dem Schnabel auf ihn zeigt, ein Schimpanse würde dies dagegen mit seinen Fingern machen“, erklärt Dr. Miriam Sima vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Starnberg, die die Raben im Rahmen ihrer Doktorarbeit auch aufgezogen hat. Die getesteten Raben zeigten demnach bereits im Alter von nur vier Monaten eine vergleichbare kognitive Leistung wie die Menschenaffen, und die Performance veränderte sich nicht sehr über den Testzeitraum.
„Im Alter von vier Monaten sind Rabenkinder schon relativ selbstständig und fangen an, sich für Nichtbrüterverbände zu interessieren. Folglich müssen sie vor allem kognitiv für diese neuen Herausforderungen gewappnet sein“, sagt Studienleiterin Prof. Dr. Simone Pika von der Universität Osnabrück.
Insgesamt wurden acht Raben im Alter von vier, acht, zwölf und 16 Monaten in neun physischen Aufgabenbereichen (zum Beispiel im Bereich „Räumliches Verständnis“), und sechs sozialen Aufgabenbereichen (zum Beispiel im Bereich „Kommunikation“) getestet. Die Studienergebnisse zeigten, dass die Raben vor allem Tests zum Verstehen von Mengen und Kausalketten sowie das soziale Lernen und die Kommunikation genauso gut meisterten wie Schimpansen und Orang-Utans. Die Forscherinnen planen nun, neue vergleichende Test-Batterien zu entwickeln, die nicht nur Menschen-spezifische, sondern auch artspezifische Fähigkeiten miteinbeziehen, und einen größeren Schwerpunkt auf den Einfluss von Sozialisierung und Entwicklung auf kognitive Leistung legen.
Originalpublikation:
http://nature.com/articles/s41598-020-77060-8

10.12.2020, Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Das Geheimnis männlicher Pracht
In der Tierwelt tragen viele Männchen auffällige Merkmale, die zwar unpraktisch, aber von Vorteil bei der Partnersuche sind. Wissenschaftler haben jetzt bei einer Fischart die genetischen Grundlagen entschlüsselt.
Die Schwanzfedern des Pfaus, das gewaltige Horn männlicher Einhornkäfer, das ausladende Geweih mancher Hirsche: In der Natur finden sich zahlreiche Beispiele für Merkmale, die auf den ersten Blick ihren Besitzern nur Nachteile bringen dürften. Mit einem bunten Federkleid ist es schließlich schwieriger, sich vor dem Feind zu verstecken, und ein großes Geweih macht die Flucht im Wald nicht einfacher. In der Regel sind es männliche Exemplare, die solche Merkmale tragen.
Die Evolution männlicher Pracht fasziniert deshalb Biologen schon seit Langem. Selbst Charles Darwin hat sich mit der Frage beschäftigt, wie solch übertriebene, Energie verschlingende und prinzipiell schädliche Strukturen durch natürliche Selektion entstanden sein könnten. Am Beispiel des Schwertträger-Fisches (Xiphophorus hellerii) hat er seine Theorie der sexuellen Selektion erläutert. Darwins Grundgedanke dabei: Wenn Weibchen die Träger besonders ausgeprägter Merkmale bei der Fortpflanzung bevorzugen, können sich im Laufe der Evolution auch Merkmale durchsetzen, die sonst eher schädlich für ihre Besitzer sein müssten.
Publikation in Current Biology
Bei der Suche nach den genetischen Grundlagen dieses evolutionären Modells bei Xiphphorus waren Wissenschaftler aus Würzburg, Konstanz und den USA jetzt erfolgreich. Unter all den Genen, die dafür in Frage kommen, haben sie einige identifiziert, die bei dieser Fischart für die Ausbildung des entsprechenden Merkmals verantwortlich sind. Ihre Befunde deuten darüber hinaus darauf hin, dass beim Schwertträger ein Gen, das eigentlich im Gehirn für neuronale Prozesse von Bedeutung ist, im Laufe der Evolution eine zusätzliche neuartige Funktion übernommen hat.
Die Ergebnisse ihrer Studie haben die Forscher jetzt in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlicht. Erstautor ist Manfred Schartl, Seniorprofessor am Lehrstuhl für Entwicklungsbiochemie der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU). Mitinitiator ist der Konstanzer Evolutionsbiologe Axel Meyer, mit dem die Würzburger Forscher seit vielen Jahren an der Erforschung dieses Phänomens zusammenarbeiten. Seit über zwei Jahrzehnten haben beide Labore an den Universitäten Würzburg und Konstanz gemeinsam nach der genetischen Basis des Schwertes geforscht. Die aktuelle Studie hat die Wissenschaftler nun einen großen Schritt dem Ziel näher gebracht zu verstehen, auf welcher genetischen Grundlage die verlängerte Schwanzflosse der Schwertträger beruht.
„Bei mehreren Arten der Gattung Xiphophorus tragen die Männchen ein sogenanntes ‚Schwert‘, eine auffällige Verlängerung der Unterseite der Schwanzflosse, die gelb, orange oder rot gefärbt und von einem dunklen schwarzen Rand umgeben ist“, erklärt Manfred Schartl. Das Schwert entwickelt sich in der Pubertät und kann bei einigen Arten so lang sein wie der Fisch selbst. Das sollte eigentlich von Nachteil sein, weil der auffällige Körperschmuck zum einen Raubtiere anzieht und zum anderen die Flucht erschwert, da er die Schwimmleistung reduziert. Dem gegenüber steht allerdings der Vorteil, dass Weibchen von Xiphophorus hellerii sowie mehrerer verwandter Arten sich bevorzugt mit Männchen paaren, die ein langes Schwert tragen – Männchen mit kürzeren Schwertern ziehen in diesem Wettbewerb sprichwörtlich den Kürzeren.
Schrittweise Dezimierung der Verdächtigen
Die genetischen Grundlagen dieser Verlängerung der Schwanzflosse bei Xiphophorus waren bislang unbekannt. Das Wissen darüber sei jedoch notwendig, um Hypothesen über die Rolle der sexuellen Selektion auf molekulargenetischer Ebene prüfen zu können, so die Forscher der jetzt veröffentlichten Studie.
Bei der Suche nach den verantwortlichen Genen arbeiteten sich die Wissenschaftler schrittweise voran. Am Anfang stand die Suche nach allen Genen, die spezifisch im Schwertfortsatz der Schwanzflosse aktiv sind, nicht aber in den Flossenregionen, die kein Schwert ausbilden. „Dieser Prozess ergab einen Satz von 329 differentiell exprimierten Genen in allen Schwerttranskriptomen“, beschreibt Schartl das Ergebnis. Als Transkriptom bezeichnet man die Gesamtheit der Gene, die zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer Zelle transkribierten werden, sprich: aktiv sind.
Die Überlegung, dass Gene, die für die Schwertbildung verantwortlich sind, nur bei Männchen exprimiert werden, sorgte im nächsten Schritt für eine deutliche Reduktion der Verdächtigen. Die Wissenschaftler erstellten dafür Transkriptome von Zellen aus bestimmten Bereichen der Schwanzflossen bei männlichen wie bei weiblichen Exemplaren. Zeigten sich bei den Weibchen mit Männchen vergleichbare Aktivitäten, war klar: Diese Gene gehören nicht zu den gesuchten Kandidaten. Nach diesem Prozess blieben noch 255 der ursprünglich 329 Gene übrig.
„Interessanterweise ergab sich bei diesem Vergleich, dass ein räumliches Muster von fünf Transkriptionsfaktoren – Zic1, Hoxb13a, Six2a, Tbx3a und Pax9 – dafür zuständig ist, in der Schwanzflosse die Vorbedingungen zu organisieren, damit sich ein Schwert entwickeln kann, und dass dieses Muster auch bei weiblichen Tieren vorhanden ist“, so Schartl.
Rückkreuzungen liefern wichtige Informationen
Eine genetische Kartierung sollte im Anschluss daran die immer noch hohe Zahl von 255 Kandidatengenen weiter reduzieren. Dazu wurden Schwertträgermännchen mit Weibchen einer verwandten Art gekreuzt, deren Männchen im Laufe der Evolution das Schwert wieder verloren hatten. Die männlichen Nachkommen aus dieser Verbindung haben aufgrund der Durchmischung der Genome je nach ihrer zufälligen Genausstattung unterschiedlich lange Schwerter. Die Sequenzierung mittels spezieller Hochdurchsatztechniken ermöglichte dann eine Korrelation bestimmter Chromosomenabschnitte mit der Schwertbildung.
Das Gen mit dem wissenschaftlichen Namen kcnh8 erwies sich als entscheidend für die Entwicklung des männlichen Merkmals. „Dieses Gen kodiert für einen Kaliumkanal – einer Gruppe von Kanälen, die insbesondere für die Reizweiterleitung und die Verarbeitung von Reizen im Nervensystems eine wichtige Rolle spielen“, sagt Schartl. Die nun vorgelegten Befunde deuten darauf hin, dass ein neuronales Gen während der Evolution des männlichen Schwerts vor etwa drei bis fünf Millionen Jahren rekrutiert wurde, also früh während der Diversifizierung der Schwertträgerfische. Die neue Funktion sei nicht auf Veränderungen innerhalb des Gens zurückzuführen, sondern auf Veränderungen in seiner Genregulation.
Tatsächlich zeigen Experimente, dass kcnh8 im Schwert während der normalen Entwicklung und nach der Behandlung mit männlichen Hormonen in der Region, in der das Schwert organisiert wird, stark hochreguliert ist. In fast allen anderen Flossenbereichen der Männchen und in weiblichen Schwanzflossen wird es hingegen nur schwach exprimiert. Darüber hinaus zeigen weitere Studien einen direkten Zusammenhang zwischen Stärke der Genexpression von kcnh8 und Länge der Schwerter.
Unterstützung von Botanikern der JMU
Unterstützung bei der Forschung an den Kaliumkanälen erhielten Schartl und Meyer von überraschender Seite: Botanikern der JMU. Rainer Hedrich, Inhaber des Lehrstuhls für Molekulare Pflanzenphysiologie und Biophysik, sowie dessen Kollege, Professor Dietmar Geiger, forschen seit Langem an Kaliumkanälen. Die Technik, die sie dabei verwenden – die speziellen Methoden des Patch-Clamp-Verfahrens –, konnten sie mühelos von der Pflanze auf den Fisch übertragen.
Kaliumkanäle transportieren elektrische geladene Teilchen und bewirken damit Veränderungen des Membranpotenzials in Zellen und in Geweben. Nach Ansicht der Wissenschaftler erzeugen sie auf diese Weise bei den Schwerträger-Fischen gewebeweite bioelektrische Gradienten, die Veränderungen in der großräumigen Strukturierung beeinflussen. Ähnliche Phänomene wurden auch schon bei der Proliferation von Krebszellen beobachtet und führten zu Hypothesen über die Bedeutung von Ionengradienten für die Wachstumskontrolle. Die Rolle von Kcnh8 bei der Entwicklung des ventralen Schwanzflossenauswuchses bei männlichen Schwertträgern stehe in guter Übereinstimmung mit diesen Modellen.
Originalpublikation:
The Developmental and Genetic Architecture of the Sexually Selected Male Ornament of Swordtails. Manfred Schartl, Susanne Kneitz, Jenny Ormanns, Cornelia Schmidt, Jennifer L. Anderson, Angel Amores, Julian Catchen, Catherine Wilson, Dietmar Geiger, Kang Du, Mateo Garcia-Olazábal, Sudha Sudaram, Christoph Winkler, Rainer Hedrich, Wesley C. Warren, Ronald Walter, Axel Meyer, John H.Postlethwait. Current Biology, available online 3 December 2020. https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.11.028

11.12.2020, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Genetische Untersuchung offenbart Ursprung, Vielfalt und Verbreitungswege der invasiven Mittelmeer-Ackerschnecke
Invasive Arten sind oft wirtschaftlich bedeutende Schädlinge, können aber auch als Modell für das Studium natürlicher Arealvergrößerungen dienen. Senckenberg-Forschende haben mit einem australischen Kollegen anhand von genetischen Untersuchungen den Ursprung, die Verbreitungswege und das Expansionstempo der invasiven Nacktschneckenart Deroceras invadens erforscht. Die Ergebnisse verglichen sie mit historischen Daten zur Ausbreitung dieser Art. Die Studie erschien kürzlich im Fachjournal „Journal of Molluscan Studies“.
Erwachsene Deroceras invadens, Mittelmeer-Ackerschnecken, sind meist braun und etwa 3 Zentimeter lang. Am einfachsten sind die Schnecken unter Blumentöpfen und Abfall zu finden, sie können aber auch als Schädlinge in Acker- und Grasland auftreten und in natürliche Habitate eindringen. „Die Art wurde erstmals 1930, in England, wahrgenommen und ist seitdem in vielen Regionen der Welt häufig geworden, aber erst 2011 fand unser Team heraus, dass es sich um eine eigenständige Art handelt“, erklärt Dr. John Hutchinson vom Senckenberg Museum für Naturkunde Görlitz und fährt fort: „Wir wollten nun herausfinden, woher diese Art ursprünglich kommt, auf welchen Routen sie sich ausgebreitet hat und wieviel ihrer genetischen Diversität im Zuge der Kolonisierung übriggeblieben ist.“
Hierfür untersuchten die Görlitzer Wissenschaftler*innen DNA-Sequenzen von 380 Schnecken und analysierten Daten von 317 Populationen – von Neuseeland bis Norwegen und Vancouver und sogar von abgelegenen Ozeaninseln, wie Tristan da Cunha im Südatlantik. Hutchinson hierzu: „Unsere Daten zeigen deutlich, dass das Zentrum des ursprünglichen Verbreitungsgebietes der Schnecken in Süditalien liegt. Dort ist die genetische Diversität am höchsten und benachbarte Populationen sind genetisch ähnlicher, als weiter entfernte – dies ist typisch für etablierte natürliche Populationen“. Die Studie zeigt, dass außerhalb Italiens nur wenige genetische Varianten vorherrschend sind. Dennoch haben einige Jahrzehnte seit der Ankunft der Weichtiere ausgereicht, um mehrere neue Mutationen entstehen zu lassen. „Interessanterweise haben es einige der in Europa häufigsten Genvarianten nicht bis in die USA oder nach Australien geschafft, was darauf hinweist, dass deren strikte Einfuhrkontrollen funktionieren und wiederholte Einschleppungen verhindern“, ergänzt der Görlitzer Wissenschaftler.
Die Studie gibt einen Überblick über diverse Auswertungsmethoden von 41 ähnlichen genetischen Untersuchungen invasiver Landschnecken. Variationen der DNA lebender Populationen können sowohl Information zu ihrer Herkunft liefern als auch darüber, in welchem Zeitrahmen sie expandierten. Die Forschenden kommen zu dem Ergebnis, dass einige Standard-Methoden das dramatische Populationswachstum von Deroceras invadens während des letzten Jahrhunderts nicht detektieren können. Besonders hervorgehoben wird, dass eines der genetischen Auswertungsverfahren die Expansion der Schnecken zwar erfasste, aber deutlich zu weit in die Vergangenheit platzierte. Hutchinson resümiert: „Die Lösung für dieses Paradoxon könnte darin liegen, dass Evolutionsraten langsamer erscheinen, wenn sie über längere Zeitintervalle gemessen werden. Standardraten, die an Ereignissen von vor Jahrtausenden kalibriert wurden, sind nicht geeignet für jüngere Ausbreitungsereignisse. Das sollte unsere Interpretation demografischer Ereignisse vieler invasiver Arten beeinflussen!“
Originalpublikation:
John M C Hutchinson, Bettina Schlitt, Tereza Kořínková, Heike Reise, Gary M Barker, Genetic evidence illuminates the origin and global spread of the slug Deroceras invadens, Journal of Molluscan Studies, Volume 86, Issue 4, November 2020, Pages 306–322, https://doi.org/10.1093/mollus/eyaa016

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