15.02.2021, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Warum verschwand die Europäische Auster aus der Nordsee?
Interdisziplinäres Forschungsteam entschlüsselt mithilfe historischer Sammlung erstmals die genetische Vielfalt der Europäischen Auster
Vor rund 150 Jahren war die Europäische Auster Ostrea edulis an den europäischen Küsten eine noch weit verbreitete Delikatesse. Mittlerweile ist sie vom Aussterben bedroht, in der Nordsee kommt sie bereits seit den 1930er nicht mehr vor. Schuld sei die industrielle Überfischung, so die bisherige Annahme. Für das Aussterben in der Nordsee vermuten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Zoologischen Museums und des Instituts für Klinische Molekularbiologie (IKMB) der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) jedoch noch einen anderen Grund: An die extremen Lebensbedingungen des Wattenmeeres habe sich diese Austernart so gut angepasst, dass sie auf äußere Veränderungen nicht mehr reagieren konnte. Das legen DNA-Analysen von Austernschalen nahe, mit denen die Forschenden jetzt erstmals die historische Verbreitung und die genetische Vielfalt der Europäischen Auster nachweisen konnten. Grundlage der Studie, die kürzlich im Fachmagazin Scientific Reports erschien, ist die einzigartige Sammlung von Austernschalen des Zoologischen Museums Kiel. Die Erkenntnisse könnten auch für aktuelle Programme zur Wiederansiedelung der Europäischen Auster wichtig sein.
Gerne gegessen und viel gefischt galt die Europäische Auster im 19. Jahrhundert als ein großer Wirtschaftsfaktor für die Norddeutsche Region. Um ihre Besiedelung in den flachen Küstengewässern weiter zu fördern, beauftragte 1868 die preußische Regierung den Kieler Zoologie-Professor Karl August Möbius damit, die Muschelart näher zu untersuchen. Dazu legte er eine umfangreiche Sammlung von Austernschalen an, die schließlich rund tausend Exemplare von der Nordsee über die atlantische Küste bis zum Mittelmeer umfasste. Seine Untersuchungen, wie sich Austern in wechselseitiger Abhängigkeit mit anderen Tieren und Pflanzen in ihrem Lebensraum entwickeln, machte Möbius zum Begründer der modernen Ökologie.
Welche Bedeutung Möbius‘ Austernsammlung für aktuelle Forschungsfragen zur Biodiversität hat, unterstreicht die neue Studie der Kieler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. „Die sorgfältig dokumentierte Sammlung bietet einzigartiges Forschungsmaterial, gerade auch für moderne wissenschaftliche Methoden“, betont Dr. Dirk Brandis, Leiter des Zoologischen Museums und Privatdozent an der CAU. Als eines der ersten Museen überhaupt untersuchte es historische Sammlungen im Hinblick auf ihre genetischen Informationen. „Dank der richtigen Lagerung, des umfangreichen Materials und der Erfahrung des IKMB, mit dem wir bei der Genanalyse zusammengearbeitet haben, konnten wir damit den Verwandtschaftsverhältnissen der Europäischen Auster auf die Spur kommen“, sagt Meeresbiologin Sarah Hayer, Erstautorin der Studie und Doktorandin bei Brandis am Zoologischen Museum.
Überraschende regionale Unterschiede im Erbgut
„Solche historischen Gensequenzierungen sind sehr aufwendig, weil sich über die Jahre oft schon ein Großteil der DNA zersetzt hat. Hier konnten wir aber erstaunlich gute Ergebnisse erzielen“, ergänzt Professor Ben Krause-Kyora, Leiter des Labors für alte DNA-Analysen am IKMB. So war das Forschungsteam überrascht, wie sehr sich die untersuchten Austern aus den einzelnen Regionen genetisch unterscheiden. „Denn normalerweise sorgt die Meeresströmung in Küstenregionen für Austausch unter den Populationen, ihr genetisches Bild hätte also relativ ähnlich sein müssen“, erklärt die Marine Populationsgenetikerin Dr. Christine Ewers-Saucedo vom Zoologischen Museum, Leiterin der Studie.
Vor allem die Austernexemplare, die ursprünglich im Wattenmeer heimisch waren, unterscheiden sich genetisch deutlich von denen aus anderen Verbreitungsgebieten, so ein Ergebnis der Studie. Für das Forschungsteam ist das ein Indiz dafür, wie gut sich die Europäische Auster im Laufe der Zeit an die extremen Lebensbedingungen im Wattenmeer mit stark schwankenden Wasserständen, Temperaturen und Salzgehalten angepasst hat. Sie vermuten, dass ihr ausgerechnet das zum Verhängnis wurde. Auf klimatische Veränderungen und neue Krankheitserreger konnte sie anscheinend nicht mehr flexibel reagieren und starb im Wattenmeer, befördert durch die starke Überfischung, in den 1930er Jahren schließlich aus. „Dafür spricht auch, dass dort spätere Ansiedelungsversuche aus anderen Gebieten Europas nicht erfolgreich waren – diese Austern hatten nicht die passenden genetischen Voraussetzungen“, so Ewers-Saucedo.
Bei aktuellen Wiederansiedlungsprojekten auch genetische Faktoren beachten
Möbius‘ Austernsammlung erlaubt nicht nur einen außergewöhnlichen Blick in die Vergangenheit, sondern liefert auch Erkenntnisse für aktuelle Wiederansiedlungsprojekte. „Austernbänke bieten einzigartige Lebensräume und festigen zum Beispiel loses Sediment oder verlangsamen die Strömung“, unterstreicht Ewers-Saucedo die Bedeutung der Auster für maritime Ökosysteme. Soll die Europäische Auster im Wattenmeer wieder angesiedelt werden, müssten auch genetische Faktoren beachtet werden, so die Empfehlung des Forschungsteams.
„Mit der Entschlüsselung der genetischen Vielfalt der Europäischen Auster zeigt diese Studie den einzigartigen wissenschaftlichen Wert von musealen Naturkundesammlungen“, so Brandis. Wie in Museen mithilfe von Sammlungen geforscht wird, soll in Kürze eine Ausstellung zeigen, die er und das Team des Zoologischen Museums zurzeit vorbereiten. Auch Exemplare aus Möbius‘ Austernsammlung werden hier zu sehen sein.
Die Studie wurde durch den Kieler Exzellenzcluster ROOTS “Konnektivität von Gesellschaft, Umwelt und Kultur in vergangenen Welten” unterstützt, gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Sie entstand im Rahmen des Forschungsprojekts „Historische Sammlungen mariner Organismen – ein Fenster in die Anfänge von Global Change in Nord- und Ostsee“, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wurde. Neben dem Zoologischen Museum und dem Labor für alte DNA Analysen der CAU sind auch die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, das Deutsche Primatenzentrum und der Verbund der deutschen Nord- und Ostseesammlungen (NORe e.V.) an dem Verbundprojekt beteiligt.
Originalpublikation:
Hayer, S., Brandis, D., Immel, A., Susat, J., Montserrat Torres-Oliva, M., Ewers-Saucedo, C., Krause-Kyora, Ben et al. Phylogeography in an “oyster” shell provides first insights into the genetic structure of an extinct Ostrea edulis population. Sci Rep 11, 2307 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-82020-x
15.02.2021, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Neue Schlangenart in Myanmar entdeckt
Senckenberg-Wissenschaftler Prof. Dr. Gunther Köhler hat zusammen mit einem internationalen Team der Universität East Yangon in Myanmar eine neue Wasserschlangenart entdeckt und erstmals beschrieben. Wie morphologische und genetische Untersuchungen zeigen, ist Myanophis thanlyiensis die einzige bekannte Vertreterin ihrer Gattung, berichtete das Team vor Kurzem im Fachjournal „Zootaxa“. Als Novum wurde das Genom des Holotypus – des namensgebenden Schlangen-Exemplars – am LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik sequenziert. Dadurch wurde das Erbgut der neu entdeckten Art für weitere Forschungszwecke und für molekularbiologische Untersuchungen zur Verfügung gestellt.
Schlammnattern (Homalopsidae) leben in Myanmar in Feuchtgebieten, in natürlichen Sümpfen sowie in offenen Landflächen, die während der Regenzeit überflutet werden – beispielsweise in Reisfeldern. In einem Feuchtgebiet in der Nähe des Universitäts-Campus East Yangon haben Wissenschaftler*innen des Senckenberg Forschungsinstituts und der Universität East Yangon nun eine neue Art dieser Schlangen entdeckt. „Im Rahmen von Feldarbeit haben wir vier Individuen ohne Flecken mit kurzen Schwänzen gesammelt, die wir keiner bekannten Schlammnatterart zuordnen konnten“, erklärt Prof. Dr. Gunther Köhler, Herpetologe am Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt.
Morphologische Analysen zeigten zunächst, dass die Individuen eng mit den Schlammnatter-Gattungen Myrrophis und Gyiophis verwandt sind. „Ihre glatten Rückenschuppen, ihr relativ kurzer Schwanz, getrennte Nasenschuppen, die ungewöhnliche Anzahl der Bauch-, Rücken- und Schwanzschuppen, sowie das zweilappige Begattungsorgan Hemipenis belegen aber, dass es sich um eine eigenständige Art und Gattung handelt“, so Köhler und weiter: „Wahrscheinlich ist diese Art nur sehr kleinräumig verbreitet – sonst wäre sie sicher schon früher entdeckt worden. Ihre Lebensweise ist ebenfalls nahezu unbekannt.“ Der Frankfurter Herpetologe hat im Laufe seiner Karriere mehr als 120 neue Arten von Amphibien und Reptilien entdeckt und beschrieben. Zusätzliche genetischen Analysen bestätigten diesen Befund.
Klassischerweise wird das Muster-Individuum einer neuen Art, der sogenannte Holotypus – welcher mittlerweile als Belegexemplar in der Sammlung des Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseums verwahrt wird – morphologisch charakterisiert und beschrieben. Bei Myanophis thanlyiensis wurde zusätzlich am LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (LOEWE-TBG) das Erbgut des Holotypus sequenziert und zu einem annotierten Genom zusammengesetzt. „Das Erbgut eines Holotypus ist eine unschätzbare genomische Ressource“, erklärt Prof. Dr. Axel Janke, Sprecher des LOEWE-Zentrums TBG und fährt fort: „Zum einen liefert sie uns Informationen über die gesamte genetische Variation des Holotypus, zum anderen ermöglichen wir damit zukünftigen phylogenetischen und taxonomischen Forschungsvorhaben, andere Organismen mit dem Holotypus genetisch zu vergleichen.“
Bisher wurde dieser Vergleich fast ausschließlich anhand morphologischer Merkmale durchgeführt. Die durch die Holotypus-Sequenzierung generierte Erbinformation ähnelt einem genetischen Fingerabdruck, anhand dessen ein namensgebendes Exemplar erfasst wird und langfristig erhalten bleibt. „Solche genetischen Fingerabdrücke sind enorm wichtig in der zukünftigen Biodiversitätsforschung“, fasst Janke zusammen und erklärt weiter: „Häufig sind die neu entdeckten Arten bereits vom Aussterben bedroht, und mit den Individuen können auch seltene Genvarianten verschwinden. Im Erbgut dieser Arten können Informationen enthalten werden, die beim Schutz dieser Art wichtig sein können.“
Die Schlammnatter Myanophis thanlyiensis ist die erste Art, deren Holotypus in Zusammenarbeit zwischen der Sektion Herpetologie und dem LOEWE-TBG sequenziert wurde. In Zukunft planen die Forscher*innen weitere Holotypen neuer Froscharten aus Myanmar und mehrerer neuer Echsen-Arten sowie vier neuer Krebsarten aus der antarktischen Tiefsee zu sequenzieren. Der von den Wissenschaftler*innen gewählte Gattungsname Myanophis wurde von Myanmars abgekürztem Namen „Myan“ und dem griechischen Wort „Ophis“ (Schlange) abgeleitet. Der Artname bezieht sich auf den Fundort Thanlyin, eine wichtige Hafenstadt in Myanmar.
Originalpublikation:
Köhler, G. et al. (2021): A new genus and species of mud snake from Myanmar (Reptilia, Squamata, Homalopsidae). Zootaxa, doi: 10.11646/zootaxa.4915.3.1
15.02.2021, Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) im Forschungsverbund Berlin e.V.
Wasser kann Säugetierviren übertragen
Wasser ist Voraussetzung für alles Leben, aber seine Verfügbarkeit kann begrenzt sein. In Gebieten, in denen saisonale Trockenzeiten vorkommen, versammeln sich viele Tiere in der Nähe der wenigen Süßwasserstellen und erreichen dort oft große Dichten. Diese Orte könnten also eine Art Schlüsselstelle für die Übertragung von Krankheitserregern innerhalb und zwischen den Arten sein, wenn Tierviren im Wasser stabil sind und infektiös bleiben. Ein internationales Wissenschaftsteam unter der Leitung des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) bestätigt dies nun in einem Aufsatz in der Fachzeitschrift „Science of the Total Environment“.
Wasser ist Voraussetzung für alles Leben, aber seine Verfügbarkeit kann begrenzt sein. In Gebieten, in denen saisonale Trockenzeiten vorkommen, versammeln sich die Tiere in der Nähe der wenigen Süßwasserstellen und erreichen dort oft große Dichten. An diesen Orten treffen sich viele Tiere verschiedener Arten um zu trinken – sie könnten also eine Art Schlüsselstelle für die Übertragung von Krankheitserregern innerhalb und zwischen den Arten sein. Ein internationales Wissenschaftsteam unter der Leitung des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) vermutete, dass Viren die wenigen Süßwasserstellen als Übertragungsweg nutzen können, um sich zwischen Tieren zu verbreiten. Die Idee setzt voraus, dass Tierviren im Wasser stabil sind und infektiös bleiben. Das Team testete diese Voraussetzung, indem es Wasserlöcher in Ökosystemen Afrikas und der Mongolei mit ausgeprägten Trockenzeiten beprobte und dann versuchte, ausgesuchte Tierviren in diesem Wasser zu züchten. Die wissenschaftlichen Ergebnisse bestätigen, dass dies tatsächlich funktionierte und wurden in der Fachzeitschrift „Science of the Total Environment“ veröffentlicht.
Die Verfügbarkeit von Süßwasser variiert geografisch und saisonal, wobei es in Gegenden wie Ostafrika und Zentralasien zu einem ausgeprägten saisonalen Wassermangel kommen kann (Trockenzeit). Wasserknappheit führt zu häufigen, flexiblen Ansammlungen zahlreicher Wildtierarten in der Nähe von Süßwasserstellen. Ziel der wissenschaftlichen Untersuchung war es festzustellen, ob Säugetierviren in solchen Wasserstellen in der Trockenzeit in ausreichendem Maße stabil sind und infektiös bleiben und somit über das Medium Wasser verbreitet werden können. Equine Herpesviren (EHV) wurden als Virusgruppe für die Untersuchungen ausgewählt, da bekannt ist, dass sie unter Laborbedingungen wochenlang im Wasser stabil und infektiös bleiben und sowohl in Afrika als auch in der Mongolei bei Wildtieren vorkommen. „Aus unserer bisherigen Arbeit, insbesondere mit Zebras in Afrika, wissen wir, dass Pferdeverwandte gestresst reagieren, wenn sie in Trockenzeiten zur Ansammlung gezwungen sind. Unsere Untersuchungen zu den Auswirkungen von Stress bei Zebras in menschlicher Obhut zeigten, dass Zebras bei Stress vermehrt EHV an ihre Umgebung abgeben. Das deutet darauf hin, dass die Tiere gerade dann, wenn sie dazu gezwungen sind, sich zu versammeln, am ehesten gestresst sind und dann Viren ausscheiden. Der Stress wirkt wie eine Art Signal auf das Virus und ermöglicht es ihm, in das Wasser zu gelangen und könnte dadurch mehr Individuen infizieren“, sagt Prof. Alex Greenwood, der Leiter dieser wissenschaftlichen Untersuchung.
„Die Ansammlungen können auch einige merkwürdige Ergebnisse bei Wildtieren in menschlicher Obhut und freier Wildbahn erklären, wie zum Beispiel die Infektion von Nicht-Pferdeartigen mit EHV, wie beispielsweise Nashörner“, sagt Dr. Peter Seeber vom Leibniz-IZW, der Wasser- und Zebraproben in Ostafrika sammelte. „Wenn Nashörner das Wasser mit den Pferdeartigen teilen, sind sie wahrscheinlich dem Virus ausgesetzt“, ergänzt Dr. Sanatana Soilemetzidou vom Leibniz-IZW, die Wasser- und Tierproben in der Mongolei sammelte.
Zur Überprüfung der Idee, dass Wasser ein Übertragungsweg für solche Viren sein könnte, wollte das Wissenschaftsteam nachweisen, dass EHV in typischen Wasserstellen stabil und lebensfähig bleiben. „Wir waren uns nicht sicher, was wir zu erwarten hatten, da die Kultivierung von Viren aus der Umwelt eine echte Herausforderung ist, wenn man bedenkt, wie viele andere Mikroben wachsen können, wenn man versucht ein Virus zu isolieren“, sagt Erstautorin Dr. Anisha Dayaram vom Leibniz-IZW. Dayaram und ihren Kolleginnen und Kollegen gelang genau das, und zwar mit Wasserproben sowohl aus Afrika als auch der Mongolei. Unter Zellkulturbedingungen konnten sie zeigen, dass sich EHV tatsächlich vermehren und infektiös bleiben.
Dies könnte auch die Erklärung dafür sein, dass EHV eine überschaubare Evolution aufweisen. Generell neigen Viren dazu, sich schnell zu verändern, aber EHV veränderten sich wenig im Laufe der Zeit und sind in diesem Sinne überraschend stabil. Die in der Mongolei und in Afrika gefundenen EHV waren nahezu identisch mit denen der Hauspferde. Das deutet auf eine erhebliche Einschränkung oder einen Gleichgewichtszustand für die in Wasserlöchern gefundenen EHV hin. „Unsere Ergebnisse lassen vermuten, dass die Stabilität von EHV im Wasser das Ergebnis eines langen evolutionären Prozesses ist, der dazu führte, dass solche Viren wirklich an die Nutzung von Wasser als Übertragungsweg angepasst sind“, erklärt Koautor Dr. Alexandre Courtiol, vom Leibniz-IZW.
EHV sind nicht die einzigen Viren, die durch Wasser übertragen werden können. Weitere Untersuchungen sollten überprüfen, ob auch andere Viren mithilfe von Wasser als Übertragungsweg übertragen werden. Die aktuelle Untersuchung zeigt, dass für das Verständnis der Verbreitung und Evolution von Viren nicht nur die Interaktionen zwischen Viren und ihren Wirten berücksichtigt, sondern auch Umweltfaktoren bei der Betrachtung von Übertragungswegen mit einbezogen werden sollten.
Originalpublikation:
Dayaram AS, Seeber P, Courtiol A, Soilemetzidou S, Tsangaras K, Franz M, McEwen G, Azab W, Kaczensky P, Melzheimer J, East ML, Ganbaatar O, Walzer C, Osterrieder N, Greenwood AD (2021): Seasonal host and ecological drivers may promote restricted water as a viral vector. SCI TOTAL ENVIRON 773, 145446. doi:10.1016/j.scitotenv.2021.145446.
15.02.2021, Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns
Neuer alter Pfleilschwanzkrebs aus Franken
Ein Paläontologen-Team mit Beteiligung des Jura-Museums Eichstätt entdeckte in Franken einen neuen 197 Millionen Jahre alten Pfeilschwanzkrebs aus der Jurazeit. Überraschend für die Forscher war: Das Tier gehörte zu einer Familie von Pfeilschwanzkrebsen, die eigentlich seit Ende der Triaszeit als ausgestorben galt. Die Ergebnisse wurden nun in der paläontologischen Fachzeitschrift Geological Magazine veröffentlicht.
In der Sandgrube Pechgraben bei Neudrossenfeld (Oberfranken) werden seit langem jurazeitliche Sande der Bayreuth-Formation (Hettangium, ca. 197 Millionen Jahre alt) abgebaut. Für Paläontologen interessant sind allerdings die zwischen den Sandablagerungen liegenden Tonschichten, die zahlreiche wertvolle Pflanzenfossilien der Jurazeit enthalten. Bei einer Notgrabung durch das Paläontologische Museum Nierstein im Jahr 1999 fanden sich neben solch versteinerten Pflanzenresten auch ein etwa 5cm großer unscheinbarer Abdruck eines Pfeilschwanzkrebses, der keiner bisher bekannten Art zugeordnet werden konnte.
Die Paläontologen Russell Bicknell von der Universität Armidale, Australien, Andreas Hecker vom Jura-Museum Eichstätt (SNSB Regionalmuseum) und Alexander Heyng, Geowissenschaftlicher Dienst amh-Geo, gelang es nun den Pfeilschwanzkrebs zu rekonstruieren und wissenschaftlich zu beschreiben. Die Untersuchungen zeigten, dass das Fossil einer bisher unbekannten Gattung aus der Familie der Austrolimulidae angehört. Dies hat die drei Forscher überrascht, denn diese Pfeilschwanzkrebs-Familie galt bislang als ausgestorben – und zwar bereits seit dem großen Massenaussterben an der Trias-Jura-Grenze (vor 201 Millionen Jahren). Die Wissenschaftler gaben der neuen Art den Namen Franconiolimulus pochankei – benannt nach Hartmut Pochanke, dem Baggerfahrer der Sandgrube, der die Tonschichten für die Notgrabung freigebaggert und so für die Paläontologen erst zugänglich gemacht hat. Dass als ausgestorben geltende Tier- und Pflanzen-Gruppen in geologisch späterer Zeit wieder nachgewiesen werden, wird als Lazarus-Effekt bezeichnet.
Pfeilschwanzkrebse sind sehr eigentümliche Tiere. Anders als der Name vermuten lässt, sind sie keine Krebse, sondern mit den Spinnentieren verwandt. Pfeilschwanzkrebse sind heute noch mit vier Arten vertreten. Die bekannteste ist der bis 85cm große Amerikanische Pfeilschwanzkrebs Limulus polyphemus, der an der westlichen Atlantikküste von Mexiko bis Maine (USA) lebt. Ihre äußere Form, bestehend aus einem zweiteiligen Körper und langem spitz zulaufenden Schwanz hat sich über mehrere hundert Millionen Jahre nicht wesentlich verändert. Deshalb werden heutige Pfeilschwanzkrebse oft als „lebende Fossilien“ bezeichnet. Sämtliche heutigen Pfeilschwanzkrebs-Arten gehören zur Familie der Limulidae, die erstmals in der Mittleren Trias-Zeit, vor rund 240 Millionen Jahren auftrat.
Für die Rekonstruktion der Lebewelt von Franconiolimulus pochankei erwies sich die enge Vernetzung der SNSB Regionalmuseen, zu denen das Jura-Museum Eichstätt gehört, als besonders wertvoll: Durch weitere Funde, die unter anderem am Urweltmuseum Oberfranken in Bayreuth, ebenfalls ein SNSB Regionalmuseum, bearbeitet werden, konnte der Lebensraum von Franconiolimulus pochankei rekonstruiert werden. Vor rund 197 Millionen Jahren lebte der Pfeilschwanzkrebs in einem tropischen Flussarm, umgeben von einem dichten Urwald mit Farnbäumen, Riesenschachtelhalmen und Nadelbäumen. Funde von Tier-Fossilien aus diesem Ökosystem sind außerordentlich selten. Neben dem Pfeilschwanzkrebs sind lediglich wenige Süßwassermuscheln, einige Eier von Haien und Insekten gefunden worden. Das bedeutet aber nicht, dass die Tierwelt individuen- und artenarm gewesen wäre. Ähnlich wie heute in den tropischen Flüssen Südamerikas wurden sämtliche tierischen Überreste von Aasfressern und Bakterien vermutlich sofort zersetzt. Lediglich die schwerer abbaubaren Pflanzen erhielten sich außerordentlich gut.
Im Jura-Museum Eichstätt sind neben den jüngeren, hervorragend erhaltenen fossilen Pfeilschwanzkrebsen der Solnhofener Plattenkalke auch lebende Amerikanische Pfeilschwanzkrebse im Aquarium zu sehen. Das Urweltmuseum Bayreuth zeigt die Pflanzen der Bayreuth-Formation, sowie einige Tierfossilien in seiner Dauerausstellung. Franconiolimulus pochankei selbst ist zusammen mit Pflanzenfossilien aus derselben Fundstelle im Paläontologischen Museum Nierstein ausgestellt.
Originalpublikation:
Bicknell, R., Hecker, A., & Heyng, A. (2021). New horseshoe crab fossil from Germany demonst-rates post-Triassic extinction of Austrolimulidae. Geological Magazine, 1-11. https://doi.org/10.1017/S0016756820001478
16.02.2021, Naturhistorisches Museum Wien
Wüstenfische „under cover“ – neu entdeckte Vielfalt auf der arabischen Halbinsel
Das Landschaftsbild des Oman ist geprägt durch ausgedehnte Wüstenlandschaften und karge, trockene Hochgebirgsketten. Hört man von neu entdeckten Süßwasserfischen, denken wohl die wenigsten an den Wüstenstaat im Südosten der arabischen Halbinsel. Studien des Naturhistorischen Museums Wien belegen nun, dass die Fisch-Vielfalt in dieser trockenen Region bisher unterschätzt wurde.
Für Fische wirkt die Landschaft lebensfeindlich, sie ist aber durchzogen von einem Netz aus oberirdischen Wasserläufen und unterirdischen Wasserverbindungen, die sich entlang des Hajar-Gebirges über den Norden des Oman erstrecken und als Rückzugsgebiet und Verbreitungsweg von diversen Süßwasserorganismen benutzt werden.
Eine blinde und zartrosafarbene (unpigmentierte) Höhlenform des Barben-ähnlichen Fisches Garra barreimiae ist ausschließlich aus den unterirdischen Seen eines Höhlensystems bekannt und erregte das Interesse der Forscher*innen des NHM Wien. Zum ersten Mal wurden die Forscher*innen auf den Süßwasserfisch während der Arbeiten zur Erfassung der Fauna der Al Hoota Höhle aufmerksam, als diese 4,5 km lange und damit größte Höhle in der Region zur Schauhöhle ausgebaut wurde.
Erste DNA-Untersuchungen zeigten, dass Fische aus der Höhle sich genetisch isoliert von ihren sehenden Verwandten aus den Oberflächengewässern unterscheiden. Zusätzlich fand man heraus, dass sich die äußerlich sehr ähnlich erscheinenden, aber pigmentierten Oberflächenfische aus verschiedenen Gewässern, genetisch noch stärker voneinander unterscheiden. In weiterer Folge wurden viele dieser Populationen morphologisch (nach Struktur und Gestalt) und mittels DNA-Analyse im Detail untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass sich die Fische verschiedener Populationen genetisch so stark unterscheiden, wie man es zwischen Arten erwarten würde. Diese genetische Differenzierung spiegelte sich jedoch nicht in körperlichen Unterschieden wider. Zwar sind die Populationen in ihrem äußeren Erscheinungsbild recht vielfältig, doch es gibt keine klaren Merkmale, anhand derer man die Populationen unterscheiden könnte.
Durch die Analyse mehrerer Gene konnte Mag. Sandra Kirchner, wissenschaftliche Mitarbeiterin der Garra-Forschungsgruppe am NHM Wien, nachweisen, dass die Art Garra barreimiae tatsächlich vier verschiedene Arten repräsentiert. Derartige genetisch klar abgesicherte Arten, die sich in den äußeren Merkmalen nicht augenscheinlich voneinander unterscheiden, werden als „kryptische Arten“ oder „Zwillingsarten“ bezeichnet. Denn nicht alle Arten entwickeln im Laufe der Evolution auch zwangsläufig äußerlich sichtbare Unterschiede: Grundsätzlich beeinflussen Umweltbedingungen die Ausprägung von Merkmalen. Durch Auslese (Selektion) setzen sich erfolgreiche Merkmalsausprägungen bzw. Merkmalskombinationen im Laufe der Zeit durch. Im beschränkten Verbreitungsgebiet dieser fünf Arten herrschen allerdings durchwegs ähnliche Umweltbedingungen, die extremen Schwankungen unterliegen. Dies lässt wenig Spielraum für Abweichungen gut angepasster Merkmale. Durch längere geografische Isolation können sich so Populationen in Arten aufspalten.
„Basierend auf dem heutigen Wissensstand können wir davon ausgehen, dass viele „kryptische Arten“ existieren, die aussterben bevor sie überhaupt entdeckt werden“, so die junge NHM-Forscherin. Große Regionen auf der Weltkarte sind noch nicht genügend erforscht, um eine zuverlässige Einschätzung der Artenvielfalt zu gewährleisten. Anhand der neu entdeckten, kryptischen Fischarten der Gattung Garra im Norden des Oman konnte beispielhaft gezeigt werden, wie die Biodiversität in vielen Regionen unterschätzt und damit auch „unterschützt“ d.h. gar nicht geschützt wird.
„Die Verbreitungsgebiete der Garra-Arten sind klein und meist isoliert, daher sind sie durch Veränderungen der Umwelt besonders verwundbar“, so Sandra Kirchner.
Dazu kommen stetig wachsende Bedrohungen durch den Menschen: Bauvorhaben, die wachsende Ausbeutung der (Grund-) Wasservorkommen, Versalzung und Kontamination der Böden durch Meerwasserentsalzung. Der Schutz von Arten und der Arten-Vielfalt ist unvermeidlich mit dem Schutz von natürlichen Lebensräumen verbunden. Die Entdeckung dieser kryptischen Arten zeigt uns erneut, dass Arten- und Biodiversitätsschutz als dynamische Prozesse zu sehen sind, die regelmäßig neu evaluiert werden müssen. Denn Ausgestorbene Arten kehren nie wieder zurück!
Originalpublikation:
Artbeschreibung: Kirchner et al., 2020: https://www.mapress.com/j/zt/article/view/zootaxa.4751.3.6
Umfassende genetische Untersuchung: Kirchner et al., 2020: https://doi.org/10.1111/jzs.12438
Morphologische Untersuchung: Pichler et al., 2018: https://doi.org/10.1007/s10641-018-0758-7
Unterschiede zwischen Höhlen- und Oberflächenform: Kirchner et al., 2017: https://doi.org/10.1038/s41598-017-05194-3
Entwicklung genetischer Marker: Kirchner et al., 2014: https://doi.org/10.1186/1756-0500-7-522
Erste genetische Untersuchung: Kruckenhauser et al., 2011: https://doi.org/10.1186/1471-2148-11-172
16.02.2021, Max-Planck-Institut für chemische Ökologie
Das Aussterben der größten Tiere Nordamerikas wurde wahrscheinlich vom Klimawandel verursacht
Angela Overmeyer Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Überjagung durch den Menschen nicht für das Verschwinden von Mammuts, Riesenfaultieren und anderen nordamerikanischen Großtieren verantwortlich war.
Eine neue Studie in der Zeitschrift Nature Communications legt nahe, dass die größten Säugetiere Nordamerikas nicht durch die Überjagung durch die sich nach ihrer Ankunft in Amerika schnell ausbreitenden Menschenpopulationen zum Aussterben gebracht wurden. Stattdessen deuten die Ergebnisse, die auf einem neuen statistischen Modellierungsansatz beruhen, darauf hin, dass die Populationen großer Säugetiere aufgrund des Klimawandels schwankten, wobei drastische Temperaturabfälle vor etwa 13.000 Jahren den Rückgang und das Aussterben dieser riesigen Lebewesen einleiteten. Der Mensch könnte auf komplexere und indirektere Weise am Niedergang der Großtiere beteiligt gewesen sein, als einfache Modelle der Überjagung vermuten lassen (Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-021-21201-8, Februar 2021).
Vor etwa 10.000 Jahren streiften viele gewaltige und exotisch anmutende Lebewesen durch Nordamerika, darunter Mammuts, bodenbewohnende Riesenfaultiere, überlebensgroße Biber und riesige gürteltierähnliche Kreaturen, die als Glyptodons bekannt sind. Doch vor etwa 10.000 Jahren waren die meisten der über 44 kg schweren Tiere Nordamerikas, auch Megafauna genannt, verschwunden. Die Forscher der Max-Planck-Forschungsgruppe Extreme Ereignisse in Jena wollten herausfinden, was zu dem Aussterben dieser Tiere führte. Über die Ursachen ihres Verschwindens wird seit Jahrzehnten heftig diskutiert, wobei die meisten Forschenden davon ausgehen, dass die Überjagung durch den Menschen, der Klimawandel oder eine Kombination aus beidem dafür verantwortlich war. Mit einer neuen statistischen Methode fanden die Jenaer Forscher starke Beweise dafür, dass der Klimawandel die Hauptursache für das Aussterben der Riesentiere war.
Überjagung versus Klimawandel
Seit ihrer Konzeption in den 1960er Jahren wurde in der Wissenschaft über die Hypothese diskutiert, dass die Ankunft spezialisierter „Großwild“-Jäger in Amerika vor etwa 14.000 Jahren, als die menschliche Bevölkerung wuchs und sich über die Kontinente ausbreitete, viele Riesensäugetiere schnell zum Aussterben brachte. Die großen Tiere besaßen nicht die geeigneten Verhaltensweisen, um mit einem neuen, hochsozialen und werkzeugschwingenden Räuber umzugehen, weswegen sie für Menschen besonders leicht zu jagen waren. Laut den Befürworterinnen und Befürwortern dieser „Overkill“-Hypothese nutzte der Mensch seine Vorteile gegenüber dieser leicht zu jagenden Beute voll aus, dezimierte die Tierpopulationen und trieb die riesigen Kreaturen rücksichtslos in den Untergang.
Nicht jeder ist jedoch mit dieser Idee einverstanden. Viele Forschende haben argumentiert, dass es zu wenig archäologische Beweise für die Untermauerung dieser Hypothese gibt, dass die Jagd auf Megafauna weit verbreitet und anhaltend genug war, um deren Aussterben zu verursachen. Stattdessen könnten signifikante klimatische und ökologische Veränderungen dafür verantwortlich gewesen sein.
Um die Zeit des Aussterbens der Großtiere (vor 15.000 bis 12.000 Jahren) gab es zwei große Klimaveränderungen. Die erste war eine Periode abrupter Erwärmung, die vor etwa 14.700 Jahren begann, und die zweite war ein Kälteeinbruch vor etwa 12.900 Jahren, während dessen die nördliche Hemisphäre zu fast eiszeitlichen Bedingungen zurückkehrte. Eine oder beide dieser wichtigen Temperaturschwankungen und ihre ökologischen Auswirkungen werden mit dem Aussterben der Megafauna in Verbindung gebracht.
„Ein gängiger Ansatz war es zu versuchen, den Zeitpunkt des Aussterbens der Großtiere zu bestimmen und zu sehen, wie dieser mit der Ankunft des Menschen in Amerika oder einem klimatischen Ereignis übereinstimmt“, sagt Mathew Stewart, einer der Hauptautoren der Studie. „Um zu verstehen, was das Aussterben der nordamerikanischen Megafauna verursacht hat, müssen wir wissen, wie die Populationen dieser riesigen Lebewesen in der Zeit vor dem Aussterben schwankten. Ohne diese langfristigen Muster können wir nur grobe Zufälle erkennen.“
“Datierungen als Daten”
Um die widersprüchlichen Hypothesen zu testen, verwendeten die Autoren einen neuen statistischen Ansatz, der von W. Christopher Carleton, dem anderen Hauptautor der Studie, entwickelt und letztes Jahr in der Zeitschrift Journal of Quaternary Science vorgestellt wurde. Die Schätzung der Populationsgrößen von prähistorischen Jäger- und Sammlergruppen sowie längst ausgestorbenen Tieren kann nicht allein auf dem Zählen von Köpfen oder Hufen basieren. Stattdessen verwenden Archäologen und Paläontologen den Radiokohlenstoffdatensatz als Näherungswert für vergangene Bevölkerungsgrößen. Der Grundgedanke ist, dass je mehr Tiere und Menschen in der Landschaft lebten, desto mehr datierbarer Kohlenstoff zurückbleibt, nachdem sie verschwunden sind. Dies wiederum spiegelt sich dann in den archäologischen und fossilen Aufzeichnungen wider. Im Gegensatz zu etablierten Ansätzen berücksichtigt die neue Methode besser die Unsicherheiten bei der Datierung von Fossilien.
Das Hauptproblem des bisherigen Ansatzes ist, dass er die Unsicherheit, die mit Radiokarbondaten verbunden ist, mit dem Prozess vermischt, den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu identifizieren versuchen.
„Das Ergebnis ist, dass man am Ende Trends in den Daten sehen kann, die nicht wirklich existieren, was diese Methode eher ungeeignet macht, um Veränderungen in vergangenen Populationsniveaus zu erfassen. Mit Hilfe von Simulationsstudien, bei denen wir die tatsächlichen Muster in den Daten kennen, konnten wir zeigen, dass die neue Methode nicht die gleichen Probleme hat. Das Ergebnis ist, dass unsere Methode in der Lage ist, Veränderungen in der Population im Laufe der Zeit mit Hilfe der Radiokohlenstoffaufzeichnung viel besser zu erfassen“, erklärt Carleton.
Das Verschwinden nordamerikanischer Großtiere
Die Autoren wendeten diesen neuen Ansatz an, um die Frage nach dem Aussterben der nordamerikanischen Megafauna im späten Quartär zu beantworten. Im Gegensatz zu früheren Studien zeigen die neuen Ergebnisse, dass die Populationen von Großtieren in Folge von Klimaveränderungen schwankten.
„Der Bestand von Riesensäugern scheint zugenommen zu haben, als sich Nordamerika vor etwa 14.700 Jahren zu erwärmen begann“, so Stewart. „Aber wir sehen eine deutliche Umkehrung dieses Trends vor etwa 12.900 Jahren, als Nordamerika begann, sich drastisch abzukühlen. Kurz danach zeichnet sich das Aussterben der Megafauna ab.“
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Rückkehr zu nahezu eiszeitlichen Bedingungen vor etwa 12.900 Jahren die unmittelbare Ursache für das Aussterben dieser riesigen Lebewesen war. Vermutlich ist die Geschichte allerdings noch viel komplizierter.
„Wir müssen die ökologischen Veränderungen, die mit diesen Klimaveränderungen verbunden sind, sowohl auf kontinentaler als auch auf regionaler Ebene berücksichtigen, wenn wir ein vollständiges Bild darüber erhalten wollen, was diese Aussterbeereignisse angetrieben hat“, erklärt Gruppenleiter Huw Groucutt, leitender Autor der Studie. „Auch der Mensch ist als Verursacher nicht völlig aus dem Schneider, denn es bleibt möglich, dass er eine differenziertere Rolle beim Aussterben der Megafauna gespielt hat, als einfache „Overkill“-Modelle vermuten lassen.“
Viele Forschende haben argumentiert, dass es ein unmöglicher Zufall sein kann, dass das Aussterben der Megafauna auf der ganzen Welt oft um die Zeit der Ankunft des Menschen herum geschah. Es ist jedoch wichtig, wissenschaftlich nachzuweisen, dass es einen ursächlichen Zusammenhang gab. Und selbst wenn es einen gab, dann möglicherweise eher indirekt (z. B. durch Veränderung des Lebensraums) und nicht direkt in Form einer Tötungswut, als die Menschen in eine Region kamen.
Die Autoren beenden ihren Artikel mit einem Aufruf an die Forscher, größere und zuverlässigere Aufzeichnungen sowie robuste Methoden zu deren Interpretation zu entwickeln. Nur dann werden wir das Aussterben vieler Großtiere im späten Quartär umfassender verstehen.
Die Max-Planck-Forschungsgruppe Extreme Ereignisse hat es sich zum Ziel gesetzt, den Charakter und die Auswirkungen von Extremereignissen aus unterschiedlichster Blickwinkeln zu untersuchen, und wendet dabei verschiedene Methoden an. Die intersektionelle Gruppe wird die Forschung an allen drei Jenaer Max-Planck-Instituten (chemische Ökologie, Biogeochemie und Menschheitsgeschichte) einbeziehen.
Originalpublikation:
Stewart, M., Carleton, W. C., Groucutt, H. S. (2021). Climate change, not human population growth, correlates with Late Quaternary megafauna declines in North America. Nature Communications. doi: 10.1038/s41467-021-21201-8
https://doi.org/10.1038/s41467-021-21201-8
17.02.2021, Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie
Mäuse, die lange mit Menschen zusammenleben, lösen Probleme besser
Die Fähigkeit, Probleme zu lösen, ist für Tierarten wahrscheinlich ein wichtiges Merkmal, um in der Nähe des Menschen gute Überlebensbedingungen zu haben. Die Verbesserung dieser Fähigkeit geschieht vermutlich zumindest zum Teil durch evolutionäre Anpassung. Dies zeigte jetzt ein Team des Max-Planck-Instituts für Evolutionsbiologie durch Experimente zum Verhalten verschiedener Unterarten von Hausmäusen.
In den letzten Jahrhunderten haben die Menschen die Landschaft des Planeten grundlegend verändert, und damit auch die Verbreitung und das Verhalten der Tierwelt nachhaltig beeinflusst. Wenig untersucht wurden bisher die Effekte der menschlichen Beeinflussung der Umwelt auf die Evolution von Tieren. Forscherinnen vom Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön untersuchten jetzt in Verhaltensexperimenten drei Unterarten der Hausmaus. Diese Unterarten leben unterschiedlich lang in der menschlichen Umgebung: Eine Art 3000 Jahre, eine zweite 11.000 Jahre, und eine dritte lag mit 8000 Jahren dazwischen.
Verhaltensexperimente testen Problemlösefähigkeit
Bei einem Experiment mussten die Mäuse es beispielsweise schaffen, ein kleines Spielzeug-Fenster zu öffnen, um an einem Leckerbissen zu kommen. Die Hausmäuse, deren Vorfahren schon seit etwa 11.000 Jahren beim Menschen leben, waren deutlich besser darin, den notwendigen Mechanismus zu entdecken.
Die Forscherinnen testeten auch, ob sich die Unterschiede eventuell durch Persönlichkeitsmerkmale wie Neugier, Höhere Motivation, Beharrlichkeit oder leichtes Sich-Ablenken-Lassen erklären lassen. Die Ergebnisse zeigten aber eindeutig, dass das nicht der Fall ist, sondern die Unterschiede sich nur durch höhere kognitive Fähigkeiten erklären lassen.
Unterschiede zwischen den Arten genetisch bedingt
Die Ergebnisse der Studie passen zu früheren Forschungsergebnissen, die sich beispielsweise mit der Intelligenz von Vögeln beschäftigen, die in menschlichen Umgebungen leben. Nur war bisher oft nicht klar, ob es sich um individuelle Ausprägungen bei einzelnen Tieren handelt, oder ob tatsächlich evolutionäre Vorgänge im Spiel sind, also genetische Vererbung. Da die Mäuse, die an den Versuchen teilnahmen, vor den Experimenten für mehrere Generationen in standardisierten Laborumgebungen gehalten wurden, ist eine evolutionäre Anpassung sehr wahrscheinlich, das heißt, die verbesserten kognitiven Fähigkeiten wurden vererbt.
Originalpublikation:
Vrbanec, L., Matijevic, V., Guenther, A.(2021): Enhanced problem-solving ability as an adaptation to urban environments in house mice, Proceedings of the Royal Society B, Volume 288, Issue 1945
17.02.2021, Veterinärmedizinische Universität Wien
Kinderstube: Krokodiliden verhalten sich bereits als Schlüpflinge unterschiedlich
Erwachsene Krokodilkaimane haben mehrere natürliche Feinde. Die nahe verwandten Mississippi-Alligatoren hingegen sind größer und deshalb durch Räuber nicht gefährdet. Schlüpflinge beider Arten sind zu Beginn jedoch sehr klein. Eine möglichst unauffällige Verhaltensweise der Jungen sollte sie vor potenziellen Fressfeinden bewahren – so die logische Annahme. ForscherInnen der Vetmeduni Vienna und der Universität Lincoln (UK) führten vergleichende Studien mit Mississippi-Alligatoren und Krokodilkaimanen durch. Ergebnis: Alligatoren erkunden ihre Umgebung eher aktiver, als Kaiman-Sprösslinge. Dieser Unterschied ist wahrscheinlich auf den Schutz der Jungen durch das Muttertier zurückzuführen.
Obwohl viele Krokodilidenarten (Krokodile, Gaviale, Alligatoren und Kaimane) zu großen Raubtieren heranwachsen, sind ihre Jungtiere zu Beginn alle winzig klein. Schlüpflinge sind deshalb ein gefundenes Fressen für andere Räuber. Ein scheues und ruhiges Verhalten des Nachwuchses, um nicht gefressen zu werden, gilt als logischer Schluss. Allerdings zeigt eine aktuelle Studie der Veterinärmedizinischen Universität Wien in Kooperation mit der Universität Lincoln (Großbritannien), dass junge Mississippi-Alligatoren und Krokodilkaimane sich bereits einen Monat nach dem Schlupf sehr unterschiedlich verhalten. Die Alligatoren sind aktiver und neigen eher dazu, ihre Umgebung zu erforschen, als Kaiman-Schlüpflinge.
Erkundungstour
Die Studie wurde im Zoo „Crocodiles of the World“ durchgeführt – der einzigen, auf Krokodiliden spezialisierten Institution im Vereinigten Königreich. Während der Untersuchung wurden Mississippi-Alligator- und Krokodilkaiman-Schlüpflingen unbekannte Gegenstände in einer neuen Umgebung präsentiert. Die Alligatoren legten auf ihren Erkundungstouren viel längere Strecken zurück und wagten sich näher an die einzelnen Gegenstände heran, als die Kaiman-Babys. Eine eigens entwickelte Software registrierte die Bewegungen der Tiere. „Wir haben eine automatische Kodierung verwendet, weil wir auf diese Weise auch sehr kleine Verhaltensunterschiede sichtbar machen können“, so Stephan Reber, Erstautor der Studie und Kognitionsbiologe an der Lund University (Schweden). Die beobachteten Verhaltenstendenzen der Schlüpflinge sind denen älterer Artgenossen sehr ähnlich. „Erwachsene Mississippi-Alligatoren sind ziemlich selbstsicher und ruhig, während erwachsene Kaimane vergleichsweise nervöser sind und sich leichter erschrecken“, erklärt Reber weiter.
Schutz durch die Muttertiere
Aufgrund ihrer geringen Körpergröße ist der Nachwuchs beider Arten wahrscheinlich im gleichen Maße durch Fressfeinde gefährdet. Allerdings sind die Jungtiere nicht auf sich alleine gestellt. Alle Krokodiliden werden nach dem Schlupf von einem Elternteil (meistens der Mutter) bewacht. Wie wirksam diese Bewachung ist, hängt von der Größe des Alttieres ab. „Mississippi-Alligatorenmütter haben keine natürlichen Feinde und können ihre Jungen gegen jeden Räuber verteidigen. Dagegen werden erwachsene Krokodilkaimane von einigen Tieren wie Pumas, Jaguaren und Anakondas gefressen“, sagt Reber. Unter den wachsamen Augen der Mutter können junge Alligatoren eher ihre Umgebung aktiv erkunden. Hingegen verhalten sich kleine Kaimane unauffällig, um möglichst wenig Aufmerksamkeit zu erregen, selbst wenn sie vom Muttertier bewacht werden.
„Die Resultate dieser Studie sind aufregend, da sie wichtige Erkenntnisse für den Artenschutz liefern“, sagt Anna Wilkinson (Lincoln University, UK). Denn einige Krokodilidenarten sind vom Aussterben bedroht und eine Methode, um die Populationen zu vergrößern, ist, Jungtiere – die in Gefangenschaft geboren wurden – wieder auszuwildern. Bei jungen Kaimanen z. B. gilt es, mit der Freilassung jedoch abzuwarten, bis die Jungtiere eine gewisse Körpergröße erreicht haben, damit sie Räubern nicht zum Opfer zu fallen. Allerdings handelt es sich bei Krokodilkaimanen um eine invasive Art in Lebensräumen anderer Krokodiliden u. a. von Mississippi-Alligatoren. Die höhere Überlebensrate der Kaiman-Schlüpflinge könnte demnach auf den „passiven“ Schutz durch die verhaltensunauffälligeren Alligatoren-Jungen zurückzuführen sein.
Originalpublikation:
Der Artikel „Early life differences in behavioral predispositions in two Alligatoridae species.” von S. Reber, J. Oh, J. Janisch, C. Stevenson, S. Foggett und A. Wilkinson wurde in Animal Cognition veröffentlicht. https://link.springer.com/article/10.1007/s10071-020-01461-5
18.02.2021, Ludwig-Maximilians-Universität München
Fossile Larven – Zeitzeugen in Bernstein
Eine ungewöhnliche Schmetterlingslarve und eine große Vielfalt an Fliegenlarven: LMU-Zoologen haben in Bernstein fossile Bewohner Jahrmillionen alter Wälder entdeckt.
Bernstein ist mineralogisch gesehen gar kein Stein, sondern Millionen Jahre altes fossiles Baumharz. Ursprünglich tropfte es klebrig von Bäumen – unvorsichtige Insekten, aber auch andere Tier- und Pflanzenreste, konnten eingeschlossen und bis in filigrane Details konserviert werden. Heute ermöglichen diese Einschlüsse faszinierende Einblicke in die Lebenswelt lange vergangener Erdzeitalter. Wissenschaftler um die LMU-Zoologen Viktor Baranov und Joachim Haug haben nun in Baltischem Bernstein und in Bernstein aus Myanmar seltene Funde gemacht, die Einblicke in die Ökologie der Bernsteinwälder erlauben.
Im Eozän – vor rund 56 bis 33,9 Millionen Jahren – bedeckte (vermutlich vor etwa 38 Millionen Jahren) der baltische Bernsteinwald große Flächen im nördlichen heutigen Europa. Das Harz dieses Waldes ist die Quelle der meisten Bernsteinvorkommen in Europa. In einem baltischen Bernstein haben die Wissenschaftler nun eine bisher unerreichte Vielfalt an Fliegenlarven entdeckt – insgesamt 56 Larven, die offensichtlich auf einem Stück Säugetierkot sitzen. „Dieses Fossil ist besonders interessant, weil der Kot voller Pflanzenreste ist, was die Existenz mindestens mittelgroßer Pflanzenfresser nahelegt“, sagt Baranov. Die Wissenschaftler gehen deshalb davon aus, dass es offene Flächen mit Grasland gab, was frühere Hypothesen unterstützt. „Der baltische Bernsteinwald war höchstwahrscheinlich kein dampfend dichter Dschungel, wie er oft dargestellt wurde, sondern ein viel offenerer, warm-temperierter Lebensraum“, so Baranov.
In anderen Bernsteinstücken fanden die Forscher Larven, deren heutige Nachfahren vor allem auf Pflanzen vorkommen, die unter Stress stehen. „Es wird schon länger diskutiert, ob Wälder, die sehr viel Bernstein produzierten, nicht ganz grundsätzlich Wälder waren, die unter ökologischem Stress stehen“, sagt Haug. „Das würde zu dem Vorkommen dieser Larven gut passen.“ Die Wissenschaftler vermuten, dass hohe Temperaturen und trockene Bedingungen diesen Stress verursachten.
Noch deutlich älter ist eine ungewöhnliche Schmetterlingslarve, die Haug in Bernstein aus Myanmar entdeckte: Das Tier lebte in der Kreidezeit, vor mehr als 100 Millionen Jahren, als die Dinosaurier die Erde beherrschten. Bisher wurden nur vier Raupen aus der Kreidezeit gefunden, und der neue Fund unterscheidet sich von diesen deutlich: „Alle bisherigen Raupen waren relativ nackt“, sagt Haug. „Unsere neue Raupe ist die erste, die auf dem Rücken stachelige Strukturen hat.“ Das neue Exemplar bestätigt eine frühe Diversifizierung der Schmetterlinge und lässt auch Rückschlüsse auf die Ökologie zu: Heutige Raupen tragen solche Stacheln, um Fressfeinde abzuwehren, vor allem Singvögel. „Die große Diversifikation der Vögel fängt zwar erst nach dem Aussterben der großen Dinosaurier an, aber es gibt auch in der Kreide schon kleine Vögel, die möglicherweise die Raupen gefressen haben“, sagt Haug.
Originalpublikation:
A 100 million-year-old armoured caterpillar supports the early diversification of moths and butterflies
Joachim T.Haug, Carolin Haug
Gondwana Research 2021
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1342937X21000277
Synchrotron-radiation computed tomography uncovers ecosystem functions of fly larvae in an Eocene forest
Viktor A. Baranov, Michael S. Engel, Jörg Hammel, Marie K. Hörnig, Thomas van de Kamp, Marcus Zuber, and Joachim T. Haug
Palaeontologia Electronica 2021
https://palaeo-electronica.org/content/2021/3294-diptera-larvae-in-baltic-amber
18.02.2021, Georg-August-Universität Göttingen
Lieber Wild- als Weidetiere: Forschungsteam untersucht Fressverhalten von Wölfen in der Mongolei
Wenn das Angebot vorhanden ist, ernähren sich Wölfe in der Mongolei lieber von Wildtieren als von Weidevieh. Das hat ein Forschungsteam der Universität Göttingen und des Senckenberg Museums für Naturkunde in Görlitz herausgefunden. Bisherige Untersuchungen hatten gezeigt, dass die Nahrung von Wölfen im zentralasiatischen Binnenland überwiegend aus Weidevieh besteht, was zunehmend zu Konflikten zwischen den nomadischen Viehhaltern und den wildlebenden Raubtieren führt. Die Studie ist in der Fachzeitschrift Mammalian Biology erschienen.
Rund drei Millionen Menschen leben in der Mongolei, die damit der am dünnsten besiedelte Staat der Welt ist. Dazu kommen mehr als 40 Millionen Weidetiere, die einerseits als Lebensmittel dienen, andererseits aber auch für mehr als die Hälfte der Bevölkerung die einzige Einnahmequelle darstellen. Die Tierhaltung führt in der Mongolei zu einem massiven Landschaftswandel: Naturnahe Landstriche werden zunehmend zu Weideland umfunktioniert – mittlerweile wird ein Drittel des Landes entsprechend genutzt. Dies führt unweigerlich auch zu Konflikten mit den dort beheimateten Wildtieren, allen voran mit den großen Raubtieren wie dem Wolf.
Die Biologin und Forstwissenschaftlerin Nina Tiralla von der Universität Göttingen hat das Fressverhalten der Wölfe für ihre Masterarbeit untersucht. Gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen des Senckenberg Museums analysierte sie 137 Wolfslosungen, die bei Feldarbeiten zwischen 2008 und 2012 in der Mongolei gesammelt wurden. „Dabei konnten wir zeigen, dass der Speiseplan der Wölfe zu 89 Prozent aus wilden Huftieren besteht, überwiegend aus Sibirischen Rehen“, sagt Tiralla. „Die restlichen 11 Prozent bestanden aus kleinen Säugetieren wie Hasen oder Mäusen.“ Sogar Reste von Insekten und Beeren ließen sich in den Losungen nachweisen – von Nutztieren fehlte allerdings jede Spur. „Dies war für uns insofern überraschend, weil bisherige Studien Weidetiere als Hauptnahrungsquelle für die Wölfe aufgezeigt hatten“, so Tiralla.
Der entscheidende Unterschied könnte in der Ausgangssituation liegen: Anders als bei den früheren Studien zu mongolischen Wölfen stammen die nun untersuchten Proben aus naturnahen Regionen mit hoher Artenvielfalt. „Obwohl hier ebenfalls ein Angebot an Weidetieren besteht, scheinen die Wölfe dennoch lieber auf Wildtiere wie das Sibirische Reh als Beutetiere zurückzugreifen, womöglich, weil diese einfacher und gefahrloser zu jagen sind“, erläutern die Autorinnen und Autoren. Sie schließen daraus, dass Wölfe, wenn sie in einer naturnahen und artenreichen Landschaft mit ausreichend Beutetieren leben, für Weidevieh nur eine sehr geringe Gefahr darstellen. Dies könnte nicht nur für die Mongolei gelten, sondern prinzipiell auch auf europäische Länder übertragbar sein.
Originalpublikation:
Nina Tiralla, Maika Holzapfel, Hermann Ansorge (2021). Feeding ecology of the wolf (Canis lupus) in a near-natural ecosystem in Mongolia. Mammalian Biology 101: 83-89. https://doi.org/10.1007/s42991-020-00093-z
18.02.2021, Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns
Wohnort Plastikmüll: Neue Biodiversität in der Tiefsee
Ein internationales Forscherteam findet einen neuen Hotspot der Biodiversität – und zwar ausgerechnet im Plastikmüll, der sich seit Jahrzehnten in den Tiefseegräben der Erde ansammelt. An der Bestimmung der Müllbewohner war auch der SNSB-Zoologe Bernhard Ruthensteiner beteiligt. Ihre Erkenntnisse veröffentlichten die Wissenschaftler*innen kürzlich in der zoologischen Fachzeitschrift Environmental Science & Technology Letters.
Plastikmüll in den Ozeanen der Erde sammelt sich auch in der Tiefsee und gefährdet die dort lebenden Organismen. Forscher berichten, dass sich Anhäufungen von größeren Plastikteilen über Jahrzehnte hinweg sogar in Tiefseegräben finden. Laut einer neuen Studie entwickelt sich in den untermeerischen Müllansammlungen allerdings ein artenreiches Ökosystem. Die Wissenschaftler*innen sprechen von einem „neuen Hotspot der Biodiversität“.
Ein internationales Forscherteam um Xikun Song von der Universität Xiamen in China, ehemaliger Gastwissenschaftler an der Zoologischen Staatssammlung München (SNSB-ZSM) hat nun unter anderem Plastikmüll in einem Tiefseegraben im Südchinesischen Meer mit Hilfe eines bemannten Tauchboots untersucht. In einer Tiefe von 1.700-3.200 m lagern dort rund 52.000 Plastikteile pro Quadratkilometer.
Den Forscher*innen gelang es insgesamt 33 Plastikstücke aus Tiefen bis zu 3.200 m vom Meeresboden an die Oberfläche zu befördern. Interessant für die Zoolog*innen war aber nicht der Müll an sich, sondern die insgesamt fast 1.200 Organismen, die offensichtlich auf und in den Lebensmittelverpackungen, Tüten oder Flaschen lebten.
Im Gegensatz zu bisherigen Studien zu Tiefseeplastik wurde hier eine genaue Erfassung der assoziierten Fauna vorgenommen. Zur Bestimmung wurden unter anderem modernste molekularbiologische und bildgebende Methoden herangezogen. Hierbei war auch der Münchner Zoologe Bernhard Ruthensteiner, Kurator an der Zoologischen Staatssammlung München (SNSB-ZSM), beteiligt – bestimmte Organismengruppen konnten insbesondere mit Hilfe von Mikro-Computertomographischen 3D Rekonstruktionen identifiziert werden. Insgesamt fanden die Forscher*innen 49 Arten von auf dem Meeresboden lebenden Organismen. Darunter waren etliche festsitzend lebende Tiere wie Pilze, Korallen oder Seepocken, aber auch freilebende parasitische Flachwürmer und Schnecken. Häufigste Bewohner waren die festsitzenden Polypen von Schirmquallen (Scyphozoa) sowie zumeist noch nicht ausgewachsene Armfüßer (Brachiopoden), das sind Schalentiere, die äußerlich den Muscheln ähneln. „Die Formenfülle aber auch die Individuendichte auf einzelnen Stücken hat uns überrascht. Auffallend häufig waren Reproduktionsstadien wie Schneckeneier oder die Bildungsstadien von Quallen“, erklärt Bernhard Ruthensteiner.
Die Forscher*innen vermuten, dass die Ansammlungen von Plastikmüll in der Tiefsee die Ausbreitung bestimmter Meeresorganismen fördern und damit auch zu Veränderungen in Meeresökosystemen führen können.
Originalpublikation:
Xikun Song, Mingxin Lyu, Xiaodi Zhang, Bernhard Ruthensteiner, In-Young Ahn, Guido Pastorino, Yunan Wang, Yifan Gu, Kaiwen Ta, Jie Sun, Xi Liu, Jian Han, Caihuan Ke, and Xiaotong Peng (2021) Large Plastic Debris Dumps: New Biodiversity Hot Spots Emerging on the Deep-Sea Floor. Environmental Science & Technology Letters
https://doi.org/10.1021/acs.estlett.0c00967
19.02.2021, NABU
NABU: Der Schnee ist weg, jetzt kommen die Kröten
Amphibienwanderung ist gestartet
Autofahrer müssen besonders umsichtig sein
Helfer an den Krötenzäunen gesucht
Nach dem starken Wintereinbruch steigen die Temperaturen nun wieder. Das lockt Frösche, Kröten, Molche und Unken in ganz Deutschland aus ihren Winterquartieren. Sobald die Nachttemperaturen bei plus fünf Grad Celsius und mehr liegen, kommt bei ihnen Hochzeitsstimmung auf. Die Tiere begeben sich zu ihren Laichgewässern, um sich zu paaren. Dabei überqueren sie häufig auch Straßen. „In den kommenden Wochen wird das Paarungsgeschehen deutlich an Fahrt aufnehmen“, sagt Sascha Schleich, Sprecher des NABU-Bundesfachausschusses Feldherpetologie und Ichthyofaunistik, „Zigtausende Amphibien sind dann jeden Tag auf den Straßen unterwegs.“
Der NABU bittet darum Autofahrerinnen und Autofahrer, auf Amphibienwanderstrecken höchstens 30 Stundenkilometer zu fahren.
Das kann vielen Tieren das Leben retten. Denn sie können nicht nur durch direktes Überfahren sterben, sondern auch wenn Fahrzeuge sehr schnell unterwegs sind. „Große Geschwindigkeit erzeugt einen so hohen Luftdruck, dass die inneren Organe von Fröschen, Kröten und Molchen platzen oder durch den Mund nach außen gestülpt werden. Die Tiere verenden qualvoll“, so Schleich. Eine umsichtige Fahrweise ist auch wegen der vielen freiwilligen Helferinnen und Helfer nötig. Schleich: „Der Einsatz an den Straßen wird weniger gefährlich, wenn Autofahrer Warnschilder und Tempolimits beachten – zumal die Einsätze in der Dämmerung stattfinden, wenn die meisten Tiere unterwegs sind.“
Seit vielen Jahren kämpfen Naturschützer gegen den Amphibientod an unseren Straßen. Sie stellen Fangzäune auf, tragen Kröten über die Straße und legen Ersatzlaichgewässer an. Für diese ehrenamtliche Arbeit sind zahlreiche Helferinnen und Helfer nötig. Der NABU informiert darum unter www.NABU.de/Kroetenwanderung über das bundesweite Wandergeschehen. Dort gibt es neben aktuellen Meldungen über besondere Ereignisse und seltene Arten auch eine bundesweite Datenbank, die über den Standort von Krötenzäunen und Aktionen informiert und wo Helfer gebraucht werden.
Aktuelle Infos zur Krötenwanderung: www.NABU.de/Kroetenwanderung
Schutzzaundatenbank: www.amphibienschutz.de
