22.03.2021, Veterinärmedizinische Universität Wien
Wanderungen österreichischer Mönchsgrasmücken enträtselt
Die Mönchsgrasmücke (Sylvia atricapilla) ist in Europa – und auch in Österreich – eine der häufigsten Singvogelarten. In ihrem Verbreitungsgebiet zeigen die kleinen Vögel eine Vielzahl an unterschiedlichen Wanderungsstrategien. ExpertInnen der Österreichischen Vogelwarte (Konrad-Lorenz-Institut für Vergleichende Verhaltensforschung, Vetmeduni Vienna) untersuchten in Kooperation mit KollegInnen aus Deutschland (Max-Planck-Institut für Evolutionäre Biologie, Plön) diese Wanderungsstrategien mittels Geolokatoren, die am Körper der Vögel angebracht werden.
Während Vögel in Südeuropa in erster Linie sogenannte Standvögel sind (d. h., sie verbleiben ganzjährig in einem Gebiet), legen Vögel umso längere Wanderungen zurück, je weiter sie im Norden brüten. Einige Populationen verbringen den Winter sogar in Afrika, südlich der Sahara. Eine Forschungsgruppe des Max-Planck-Instituts für Evolutionäre Biologie in Plön (Deutschland) untersuchte in Zusammenarbeit mit WissenschafterInnen der Österreichischen Vogelwarte (AOC) am Konrad-Lorenz-Institut für Vergleichende Verhaltensforschung der Vetmeduni Vienna die Variabilität der Wanderungsstrategien von Mönchsgrasmücken.
Vogelzug „getrackt“
Österreich eignet sich als Untersuchungsgebiet besonders gut. Denn eine Vielzahl an Hinweisen deutet darauf hin, dass eine Zugscheide der Mönchsgrasmücken quer durch das Land verläuft. Entlang dieser Route ziehen Vogelpopulationen nach Südwest – in Richtung Iberische Halbinsel – und Südost – nach Ostafrika, südlich der Sahara.
Um den Vogelzug genau nachzuverfolgen, fingen ForscherInnen dazu über 200 Mönchsgrasmücken in ganz Österreich und statteten diese mit kleinen Positionsuhren, sogenannten „Geolokatoren”, aus. Bei einem Geolokator handelt es sich um eine Art Fahrtenschreiber, der auf dem Rücken der Vögel angebracht ist. Ein Sensor auf einem Speicherchip zeichnet alle paar Minuten die Intensität des Tageslichtes auf und speichert diese mit genauer Angabe zu Zeit und Datum ab. So ist es möglich, die genaue Position der Tiere zum jeweiligen Zeitpunkt zu bestimmen. „Die daraus gewonnenen Daten zeigen tatsächlich eine sehr schmale Zone – etwa 30 km um den 14. Längengrad – in der Mönchsgrasmücken vorkommen, die eine mittlere Zugrichtung zwischen Südwest und Südost direkt Richtung Süden nehmen“, sagt Ivan Maggini von der Österreichischen Vogelwarte.
Zugvögel reagieren auf Veränderungen der Umwelt
Diese Ergebnisse ermöglichen die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit verschiedensten Theorien bzgl. der Evolution sowie des genetischen Einflusses auf Wanderungen bei Mönchsgrasmücken und Vögeln im Allgemeinen. Ein weiteres interessantes Ergebnis dieser Untersuchung ist, dass einer der – mittels Geolokator markierten – Vögel in Großbritannien überwinterte. „Dieses neu gegründete Überwinterungsgebiet erfreut sich seit 50 Jahren zunehmender Beliebtheit und steht in Zusammenhang mit der Fütterung von Gartenvögeln durch Vogelliebhaber“, erklärt Wolfgang Vogl, ebenfalls Experte an der Österreichischen Vogelwarte. Während bisher angenommen wurde, dass es sich bei diesen „Großbritannien-Überwinterern“ um Vögel aus dem Gebiet zwischen Süddeutschland und dem zentralen Österreich handelt, konnte nun gezeigt werden, dass sich immer wieder Vögel aus allen europäischen Populationen dort einfinden. Es scheint, dass Mönchsgrasmücken die günstigeren Klimabedingungen in Großbritannien sehr schnell entdeckten und ihr Wanderungsverhalten innerhalb kurzer Zeit entsprechend anpassten.
Laut Maggini und Vogl zeigt diese Untersuchung, wie die weit verbreitete Mönchsgrasmücke dabei hilft, die Flexibilität und das Anpassungsvermögen von ziehenden Vogelarten an sich rasch ändernde Umweltbedingungen zu verstehen.
Originalpublikation:
Der Artikel “Individual variability and versatility in an eco-evolutionary model of avian migration” von Delmore K. et al. wurde in Proceedings of the Royal Society B veröffentlicht. https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rspb.2020.1339
23.03.2021, Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) im Forschungsverbund Berlin e.V.
Untersuchung toter Greifvögel zeigt, dass Nagetiergifte in der Umwelt eine Bedrohung ihrer Bestände darstellen
Der vermehrte Einsatz von Chemikalien in vielen Bereichen unseres Lebens führte in den letzten Jahrzehnten zu einer Belastung von Wasser, Böden und (Wild-)tieren. Neben Pflanzenschutzmitteln sowie Human- und Veterinärarzneimitteln führten auch Nagetiergifte (Rodentizide) zu toxischen Effekten in Wildtieren.
Eine neue Untersuchung von Wissenschaftler*innen des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW), des Umweltbundesamtes (UBA) und des Julius-Kühn-Instituts (JKI) belegt, dass diese Stoffe in der Leber von Greifvögeln in Deutschland nachweisbar sind. Häufig gefunden wurden Blutgerinnungshemmer (Antikoagulantien), die gegen Nagetiere in der Land- und Forstwirtschaft und in Städten eingesetzt werden. Besonders mit Rodentiziden belastet sind Habichte im städtischen Raum in Berlin sowie Rotmilane. Der Nachweis dieser Gifte auch in Seeadlern zeigt, dass auch Vögel, die eher menschenferne Lebensräume bevorzugen, nicht vor Belastungen gefeit sind. Die Untersuchung, die vom WWF Deutschland unterstützt wurde, ist in der Fachzeitschrift „Environmental Research“ veröffentlicht.
Vogelbestände in Europa verzeichnen einen erheblichen Rückgang. Zu den Treibern dieses Rückgangs gehören fortschreitende Verstädterung, zunehmende Intensivierung der Agrarlandschaft, massiver Rückgang der Insektenpopulationen sowie der Eintrag von Stoffen in die Umwelt, die mit den genannten Landnutzungsformen in Verbindung stehen. „Es ist bekannt, dass Greifvögel besonders empfindlich auf Schadstoffe reagieren, die sich in den Körpern akkumulieren“, sagt Dr. Oliver Krone, Greifvogelspezialist in der Leibniz-IZW-Abteilung für Wildtierkrankheiten. Gemeinsam mit Doktorand Alexander Badry vom Leibniz-IZW und den Kollegen Dr. Detlef Schenke vom JKI und Gabriele Treu vom UBA analysierte er nun im Detail, welche Substanzen in zwischen 1996 bis 2018 verstorbenen Rotmilanen (Milvus milvus), Habichten (Accipiter gentilis), Sperbern (Accipiter nisus), Seeadlern (Haliaeetus albicilla) und Fischadlern (Pandion haliaetus) nachweisbar sind.
„Wir fanden Rodentizid-Rückstände im Lebergewebe von mehr als 80 Prozent der untersuchten Habichte und Rotmilane“, sagt Erstautor Badry. Insgesamt überschritten 18 Prozent der Habichte und 14 Prozent der Rotmilane den Schwellenwert von 200 ng/g Körpergewicht für akute Vergiftungen, was vermutlich zu sinkenden Überlebensraten von Rotmilanen in Deutschland beiträgt. „Bei Seeadlern fanden wir in fast 40 Prozent unserer Proben Rodentizide in niedrigeren Konzentrationen, während die Akkumulation bei Sperbern und Fischadlern gering oder gleich null war.“ Insgesamt wiesen mehr als 50 Prozent der Vögel Rodentizide in ihrem Lebergewebe auf, in etwa 30 Prozent fanden die Wissenschaftler*innen mehr als eines der insgesamt 6 nachgewiesenen Rodentizide.
„Vergiftungen durch Rodentizide stellen eine wichtige Todesursache für Greifvögel dar“, folgern Badry und Krone. Es habe sich gezeigt, dass Arten mit Aas als regelmäßigem Bestandteil ihres Nahrungsspektrums ein hohes Risiko aufweisen, mit den Nagetiergiften in Kontakt zu kommen. Der Einsatz dieser Rodentizide ist nicht auf die landwirtschaftliche Anwendung in Ställen oder zur Feldmausbekämpfung beschränkt, denn sowohl in forstwirtschaftlichen Nutzflächen als auch in Städten und Kanalisationen werden häufig Rodentizide zur Bestandsminderung von Nagetierpopulationen eingesetzt. Die Analysen zeigten, dass je näher der Fundort eines toten Vogels bei menschlichen Strukturen wie Industrieanlagen oder Siedlungen war, desto wahrscheinlicher war der Vogel Rodentiziden ausgesetzt. „Es ist für einen Greifvogel wahrscheinlicher, in der Nähe von Städten Rodentiziden ausgesetzt zu sein, aber dies bedeutet nicht automatisch, dass sich diese Substanzen stärker anreichern“, erklären die Autor*innen. Artspezifische Eigenschaften wie regelmäßiges Aasfressen (vor allem Kleinsäuger) oder die Jagd auf Vögel, die direkten Zugang zu Rodentizid-Köderboxen haben, scheinen eher für das Ausmaß der Anreicherung der Gifte verantwortlich zu sein als die Nutzung städtischer Lebensräume an sich. Die Akkumulation geschieht in vielen Einzelschritten und erstreckt sich häufig über das gesamte Leben eines Individuums, weshalb erwachsene Vögel öfter nachweisbare Mengen der Substanzen in der Leber aufweisen als Jungvögel.
Neben Rodentiziden wiesen die Wissenschaftler*innen auch Arzneistoffe wie Ibuprofen (14,3 %) oder Fluorchinolon-Antibiotika (2,3 %) in tot aufgefundenen Vögeln nach. Unter den Pflanzenschutzmitteln wiesen sie in zwei Rotmilanen das bis 2019 zugelassene Insektizid Dimethoat und dessen Metabolit Omethoat nach, in zwei weiteren Rotmilanen das bis 2021 zugelassene Neonicotinoid Thiacloprid. Die Wissenschaftler*innen gehen davon aus, dass die Gehalte an Dimethoat eine Folge von vorsätzlichen Vergiftungen sind. Die Thiacloprid-Rückstände deuten aufgrund der kurzen Halbwertszeiten in Vogelorganen auf eine Exposition kurz vor dem Tod hin.
Die Ergebnisse dieser Analysen zeigen deutlich, dass insbesondere Rodentizide und vorsätzliche Vergiftungen eine Bedrohung für Greifvögel darstellen, schlussfolgern die Autor*innen. Dies gilt sowohl für Aasfresser als auch für Greifvögel, die in oder in der Nähe von städtischen Lebensräumen leben. Daher müssen die Quellen von Rodentiziden entlang der Nahrungskette im Sinne von Sekundärvergiftungen und potenzieller Toxizität für Greifvögel neu bewertet werden, die häufig an der Spitze der Nahrungskette stehen. Darüber hinaus deuten die bei Seeadlern nachgewiesenen Konzentrationen von Rodentiziden darauf hin, dass weitere Untersuchungen zu den Quellen und Verteilungsmechanismen dieser Substanzen in der Umwelt erforderlich sind, da die Zielarten der Rodentizide nicht zum klassischen Nahrungsspektrum des Seeadlers gehören.
Publikation
Badry A, Schenke D, Treu G, Krone O (2021): Linking landscape composition and biological factors with exposure levels of rodenticides and agrochemicals in avian apex predators from Germany. Environmental Research 193, 110602. https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.110602
24.03.2021, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Brachvögel sind immer pünktlich
Ein Team vom Forschungs- und Technologiezentrum Westküste (FTZ) der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) hat in einer neuen Studie mit Hightechgeräten die Zugwege und das Zugverhalten von Brachvögeln aus dem deutschen Wattenmeer entschlüsselt. Ihre Erkenntnisse: Hin- und Rückflug finden jedes Jahr zur gleichen Zeit statt. Ist das Wetter schlecht und der Rückenwind fehlt, fliegen die Vögel einfach in größere Höhen und nutzen dort den Jetstream.
Der Brachvogel (Numenius arquata) gehört mit seinem langen, gebogenen Schnabel zu den markantesten Vögeln des Wattenmeerraums. Etwa 40 Prozent der europäischen Population lebt im Küstenbereich zwischen Dänemark und den Niederlanden. Zwischen April und Mai fliegen die geselligen Vögel für etwa zwei Monate in ihre Brutgebiete, um dort ihren Nachwuchs aufzuziehen. Über ihr Zugverhalten, die Flugroute und über ihr Ziel war bislang nur wenig bekannt. Die Arbeitsgruppe Tierökologie, Naturschutz und Wissenschaftskommunikation des Forschungs- und Technologiezentrums (FTZ) Westküste der Universität Kiel ging den Geheimnissen mit High-Tech auf den Grund. Ihre Ergebnisse präsentieren die Forscherinnen und Forscher nun in einer Studie, die vor wenigen Tagen in der renommierten Fachzeitschrift Movement Ecology erschienen ist. „Durch die Wiederfunde von beringten Brachvögeln dachte man bisher, dass es die Tiere zum Brüten vermutlich nach Skandinavien zieht“, berichtet Studienleiter Dr. Philipp Schwemmer. „Unklar war jedoch, ob das auf die Mehrheit der Vögel zutrifft oder nur für einzelne Tiere. Unbekannt war auch, welche Zugroute sie nehmen und ob sie jedes Jahr zur gleichen Zeit ins Brutgebiet und wieder zurück starten oder sich z.B. nach dem Wetter richten.“ Ersteres würde auf eine genetische Programmierung und eine geringere Flexibilität hindeuten. „Gerade in Anbetracht des Klimawandels sind flexible Arten jedoch klar im Vorteil“, ergänzt der Wissenschaftler.
Es gelang ihm und seinem Team zwischen 2014 und 2020 insgesamt 23 Tiere im schleswig-holsteinischen und niedersächsischen Wattenmeer zu fangen und mit kleinen GPS-Sendern der neuesten Generation auszustatten. Die Geräte zeichnen neben der geographischen Position und Uhrzeit auch die Flughöhen und die Fluggeschwindigkeit der Brachvögel präzise auf. Das geringe Gewicht und die Befestigung mittels eines leichten Rucksacksystems, das auf dem Rücken der Tiere angebracht wird, ermöglichen es, die Geräte über einen längeren Zeitraum am Vogel zu lassen ohne ihn dabei zu beeinträchtigen. „Wir wollen Informationen über das natürliche Verhalten der Tiere bekommen. Das setzt voraus, dass sie durch unsere Geräte nicht eingeschränkt oder verletzt werden“, betont Schwemmer.
Die Ergebnisse der Studie haben die Forschenden überrascht: Fast alle besenderten Brachvögel flogen nach Westrussland, wo sie zum Brüten in erster Linie Hochmoore und Grünlandflächen nutzen. Nur ein einziges Tier zog zur Brutzeit nach Finnland. Der längste Zugweg von knapp 4.000 Kilometern stammte von einem Brachvogel, der in der Nähe von Wilhelmshaven mit einem Sender ausgestattet wurde und auf seinem Zug sogar den Ural überquerte. Die Vögel fliegen allerdings nicht nonstop ins Brutgebiet, sondern legen Pausen ein, sodass sich der gesamte Flug über eine gute Woche hinzieht.
Schlechte Wetterverhältnisse wie Gegenwind und Regen können dazu führen, dass Zugvögel einen ungünstig hohen Energieverbrauch erleiden. So gingen Fachleute bisher davon aus, dass die Tiere auf günstige Rückenwinde warten, um Energie zu sparen. Zur großen Überraschung der Forschenden interessierten sich die Brachvögel jedoch nicht für das Wettergeschehen, denn es fanden ähnlich viele Abflüge sowohl bei Rücken- als auch bei Gegenwind statt. Das Datum, an dem die Tiere ins Brutgebiet starteten war in jedem Jahr gleich und schwankte nur um maximal drei Tage. Die Analysen der Flughöhen zeigten, dass die Brachvögel bei Rückenwind in relativ geringen Höhen ins Brutgebiet zogen, während sie bei Gegenwind in bis zu vier Kilometer Höhe aufstiegen. Dort dominiert in unseren Breiten der Jet-Stream, der den Vögeln, trotz Gegenwind in Bodennähe, offenbar den perfekten Rückenwind liefert.
Durch die pünktliche Ankunft in ihren Brutgebieten können die Tiere dort das relativ enge Zeitfenster guter Nahrungsverfügbarkeit von Insekten und anderen wirbellosen Tieren nach der Schneeschmelze in Westrussland optimal nutzen. Dies ist ein eindrucksvolles Beispiel für die Existenz einer inneren Uhr, die durch das genetische Programm der Tiere gesteuert wird und unabhängig von äußeren Wind- und Wetterbedingungen funktioniert.
Die Studie der Universität Kiel zeigt auf, wie wichtig die weitläufigen, noch weitgehend ungestörten Gebiete Russlands für die Brachvögel des Wattenmeeres sind. Die Ergebnisse bilden eine wichtige Grundlage für den Schutz dieser Art. Eine Kooperation mit russischen Forschenden wurde inzwischen etabliert. So sollen die jüngsten Erkenntnisse dem Schutz der Brachvögel im Wattenmeer und in ihren russischen Brutgebieten zu Gute kommen.
Originalpublikation:
Schwemmer, P., Mercker, M., Vanselow, K. H., Bocher, P., Garthe, S. (2021): „Migrating curlews on schedule: departure and arrival patterns of a long-distance migrant depend on time and breeding location rather than on wind conditions.“ Movement Ecology 9:9. https://doi.org/10.1186/s40462-021-00252-y
25.03.2021, Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) im Forschungsverbund Berlin e.V.
Windenergie: Wie das akustische Monitoring zum Schutz der Biodiversität verbessert werden kann (und sollte)
Um das Schlagrisiko von Fledermäusen an Windkraftanlagen abzuschätzen, ist es gängige Praxis, die akustische Aktivität der Tiere im Einzugsbereich der Rotorblätter zu erfassen. Hierzu werden Ultraschalldetektoren an den Gondeln der Mastspitze angebracht. Ein Wissenschaftsteam unter Leitung des Leibniz-IZW kommt in einer neuen Analyse zum Schluss, dass insbesondere bei großen Anlagen die Wirksamkeit dieser akustischen Überwachung unzureichend ist, um das Schlagrisiko zuverlässig vorherzusagen. Sie empfehlen daher, ergänzende Ultraschalldetektoren an weiteren Stellen der Windkraftanlagen anzubringen sowie zusätzliche Techniken wie Radar und Wärmebildkameras für das Monitoring zu entwickeln.
Die Ergebnisse ihrer Analyse sind in der Fachzeitschrift „Mammal Review“ veröffentlicht.
Die Energieproduktion aus Windkraft ist eine weit verbreitete Form der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern. Eine ihrer Schattenseiten ist jedoch, dass viele Fledermäuse mit den Rotorblättern der Windkrafträder kollidieren und versterben. Dies ist ein Problem für die Windkraftbetreiber wie für den Artenschutz, denn alle Fledermausarten sind aufgrund ihrer Seltenheit gesetzlich geschützt. Um herauszufinden, wann der Betrieb der Anlagen für Fledermäuse eine Gefahr darstellt und wann nicht, werden die Temperatur- und Windbedingungen ermittelt, bei denen Fledermäuse an den Anlagen besonders aktiv sind. Hierzu werden die Echoortungsrufe der Fledermäuse erfasst, wenn diese sich in der Risikozone der Rotorblätter aufhalten. Daraus lassen sich Schwellenwerte für Temperatur und Windstärke für einen fledermaussicheren Betrieb der Windenergieanlagen ableiten. Windenergieanlagen produzieren dann nur Strom, wenn keine oder nur wenige Fledermäuse aktiv sind.
„Dieser Ansatz ist gut, die methodische Umsetzung jedoch gerade bei großen Windenergieanlagen unzureichend“, resümiert Fledermausexperte Dr. Christian Voigt, Leiter der Abteilung für Evolutionäre Ökologie des Leibniz-IZW, gemeinsam mit Kollegen des Bundesverbands für Fledermauskunde Deutschland, der Universität Neapel Federico II, der Universität Bristol und des Max-Planck-Instituts für Ornithologie in einer gemeinsamen Veröffentlichung. Bei der akustischen Überwachung von Windenergieanlagen kommen automatisierte Ultraschalldetektoren an den Gondeln der Windkraftanlagen zum Einsatz. Diese zeichnen die Rufe von vorbeifliegenden Fledermäusen auf. „Jede Fledermausart produziert Echoortungslaute in einer für die Art typischen Höhe und Lautstärke“, erklärt Voigt. Er und seine Kollegen simulierten die Schallausbreitung am Beispiel von Großen Abendseglern, deren Rufe eine niedrige Frequenz (ungefähr 20 kHz) und einen hohen Schalldruckpegel (110 dB) haben, sowie Rauhautfledermäusen, die mit höherer Frequenz (ungefähr 40 kHz) und geringerem Schalldruckpegel (104 dB) rufen. „Unsere Simulationen zeigen, dass die Rufe bei ihrer Ausbreitung durch die Luft entsprechend physikalischer Gesetze mit jedem Meter Entfernung abgeschwächt werden – bei Großen Abendseglern um 0,45 dB und bei Rauhautfledermäusen um 1,13 dB je Meter“, so Voigt. Bei der allgemein verbreiteten Erkennungsschwelle der Ultraschalldetektor von 60 dB können die Rufe von Großen Abendseglern bis zu einer Entfernung von 40 m zum Detektor erfasst werden. Für Rauhautfledermäuse liegt die Detektionsreichweite im Schnitt bei 17 m. Beides reicht nicht, um die Gefahrenzone von großen Windkraftanlagen vollständig abzudecken.
Insbesondere neue Anlagen haben Rotorblätter von mehr als 60 m Länge, was deutlich über der Detektionsdistanz der Ultraschalldetektoren liegt.
Die Schallkeule der Fledermäuse bedingt zudem, dass sich die Echoortungsrufe nicht in alle Richtungen gleichmäßig ausbreiten, sondern bevorzugt nach vorne. Falls Fledermäuse nicht direkt auf das Mikrofon zufliegen, nimmt die berechnete Detektionsreichweite also noch weiter ab. Hinzu kommt, dass Ultraschalldetektoren meist auf der Unterseite der Gondeln angebracht werden und das Mikrofon somit nach unten zeigt. Fledermausrufe oberhalb der Gondel werden so nicht registriert. Der Fokus liegt auf der unteren Hälfte der Gefahrenzone, obschon Fledermäuse auch in der oberen Hälfte anzutreffen sind.
„Bei Rotorblättern von 60 m Länge decken die Detektoren nur maximal 23 % der Risikozone für Große Abendsegler und nur maximal 4 % der Risikozone für Rauhautfledermäuse ab, zwei Arten mit einem sehr hohen Schlagrisiko an Windkraftanlagen. Bei modernen Windkraftanlagen nehmen die Rotorblattlängen weiter zu, so dass die Abdeckungsquote in Zukunft noch geringer ausfallen wird“, sagt Voigt, Erstautor des Artikels. Die bestehenden akustischen Überwachungsmaßnahmen spiegeln das Kollisionsrisiko also nicht ausreichend wieder. Deshalb sind die Auflagen, unter denen die Windenergieanlagen aus Fledermausschutzgründen nicht operieren, unzureichend und es kommen somit weiterhin viele Tiere zu Tode.
Um die Risikozone der Rotorblätter besser abzudecken, empfehlen die Wissenschaftler zusätzliche Detektoren an verschiedenen Stellen z.B. oberhalb sowie auf der windabgewandten Seite der Gondel. Damit auch Fledermäuse wahrgenommen werden, die um den Mast der Anlage nach oben kreisen, kann es außerdem ratsam sein, Ultraschalldetektoren direkt am Mast zu installieren. So würden auch Tiere registriert werden, die in niedrigeren Höhen fliegen oder Insekten von der Mastoberfläche sammeln. Ergänzende Sensortechnik wie Radarsysteme oder Wärmebildkameras könnten zusätzliche Informationen liefern.
Anhand der Aufnahmen können Gutachter*innen und Wissenschaftler*innen die Fledermausarten bestimmen und beurteilen, unter welchen Bedingungen (Temperatur, Tageszeit, Windstärke) sie am aktivsten sind. Darauf basierend können Auflagen formuliert werden, die den Betrieb der Windkraftanlagen in Zeiten besonders hoher Fledermausaktivität einschränken und so das Tötungsrisiko reduzieren. „Durch verlässliches Monitoring kann der Betrieb der Anlagen wirksam angepasst werden, um sicherzustellen, dass die Energiewende nicht auf Kosten der Biodiversität geht“, schließt Voigt.
Originalpublikation:
Voigt CC, Russo D, Runkel V, Goerlitz HR (2021): Limitations of acoustic monitoring at wind turbines to evaluate fatality risk of bats. Mammal Review. DOI: 10.1111/mam.12248
24.03.2021, Universität Bielefeld
Antarktische Seebären: Große Herde erhöht Überlebenschance
Neue Studie von Verhaltensforschenden im Sonderforschungsbereich NC³
Wenn die Population zu klein ist, sterben mehr Jungtiere der Antarktischen Seebären. Das haben Biolog*innen der Universität Bielefeld in einem Teilprojekt des Transregio-Sonderforschungsbereichs NC³ nachgewiesen. Ihr Artikel ist heute (24.03.2020) in der wissenschaftlichen Zeitschrift „Proceedings of the Royal Society B“ erschienen.
„Im Sonderforschungsbereich NC³ erforschen wir, wie unterschiedliche Tierarten ihren Lebensraum wählen, sich an die Umgebung anpassen und sie beeinflussen – in unserem Teilprojekt sind das die Antarktischen Seebären “ sagt Professor Dr. Joseph Hoffman, Verhaltensforscher der Universität Bielefeld. „Für die Analysen arbeiten wir mit Daten, die wir auf der Insel Bird Island im Südatlantik erhoben haben.“ In der neuen Studie stellen sie ein bedeutsames Ergebnis zur Entwicklung der Population vor: „Die Population der Antarktischen Seebären ist über die vergangenen 30 Jahre deutlich kleiner geworden. Ebenso können wir belegen, dass in einer kleinen Herde mehr Jungtiere sterben als in einer größeren.“
Für die umfangreiche Datenerhebung verbrachte seine Mitarbeiterin Dr. Rebecca Nagel zweimal fünf Monate auf Bird Island in der Forschungsstation des British Antarctic Survey. „Auf der Insel gibt es zwei Strände, die 200 Meter auseinanderliegen: Ein Strand ist von vielen Seebären besiedelt, auf dem anderen Strand lebt eine deutlich geringere Zahl an Seebären. Die Sterberate der Seebär-Jungtiere am Strand mit der niedrigen Population liegt aktuell bei 32 Prozent, am Strand mit der höheren Population bei 12 Prozent“, sagt Rebecca Nagel.
Raubtiere und Nahrungsknappheit gefährden Leben der Jungtiere
Damit weisen die Forschenden den sogenannten Allee-Effekt auf Bird Island nach. Danach hat eine höhere Populationsdichte einen positiven Einfluss auf das Überleben des Individuums der entsprechenden Art. Dem gegenüber stehen Studien aus den 1980er-Jahren, die besagen, dass in einer größeren Gruppe mehr Jungtiere sterben. „Bei einer höheren Populationsdichte können Jungtiere häufiger zerquetscht werden oder sie erkennen nach der Geburt ihre Mutter nicht wieder und verhungern“, sagt Nagel. „Unsere Studie hat gezeigt, dass die Populationsdichte aber auch nicht zu niedrig sein darf, denn dann ist die Sterberate höher. Das liegt unter anderem daran, dass Raubtiere die Jungen leichter fangen können.“
Seit den 1980er-Jahren ist die gesamte Populationsrate der Antarktischen Seebären um 30 Prozent gesunken: „Die Weibchen finden weniger Nahrung, wenn sie ihre Jungtiere züchten“, sagt Nagel. „Sie verbringen zunächst um die zehn Tage nach der Geburt mit ihren Jungen auf der Insel, um dann ins Wasser zu gehen und Krill zu jagen. Je länger sie dafür brauchen, desto eher verhungern die Jungen am Strand oder werden von den Riesensturmvögeln geschnappt.“
Anpassungsstrategien der Jungtiere werden analysiert
Rebecca Nagel und ihre Kolleg*innen aus Großbritannien und Frankreich waren im Abstand von einem Jahr für ihre Untersuchungen in der Antarktis: Während der ersten Expedition von November 2018 bis März 2019 war insgesamt weniger Nahrung für die Seebären vorhanden; die Mütter waren im Schnitt sieben Tage für die Futtersuche unterwegs. Zur Zeit der zweiten Expedition von Dezember 2019 bis April 2020 gab es durchschnittlich gesehen eine große Menge Krill in der Nähe der Insel, die Mütter mussten für vier Tage auf Jagd gehen. „Je länger die Jungen allein gelassen werden, desto schwieriger ist es für sie, zu überleben“, sagt Nagel. „Eine Überlebensstrategie für die Jungtiere könnte sein, dass sie sich mehr bewegen, um weniger angegriffen zu werden.“ Um zu erfahren, wie stark die Situation die Jungtiere belastet, werten die Forschenden derzeit Blutproben der Tiere auf vermehrte Stresshormone aus.
In den Ergebnissen zu der Populationsdichte sehen die Forschenden einen direkten Bezug zum Klimawandel. „Je weniger Krill es gibt, desto weniger Seebären können überleben. Den Riesensturmvögeln geht es aktuell gut, aber wenn immer weniger Seebären überleben, wird es auch bei den Sturmvögeln einen Rückgang in der Population geben“, so Nagel. „Um Bird Island zu erreichen, ist eine dreitägige Schifffahrt von den Falkland-Inseln aus nötig. Hier treffen wir auf die Wildnis mit Pinguinen, Walen und Seebären und dennoch haben wir Menschen auch hier einen so großen Einfluss auf die Natur.“
Der Transregio-SFB NC³
Warum wählen Tiere ganz individuell ihren eigenen, unverwechselbaren Platz im Ökosystem, ihre ökologische Nische? Wie passen sie sich an sie an? Wann formen sie ihre Nische selbst? Und wie können wir diese Prozesse verstehen? Das sind die zentralen Fragen des Transregio-Sonderforschungsbereichs (SFB/TRR) 212 mit dem Kurznamen NC³. Darin verknüpfen 40 Forschende der Universitäten Bielefeld, Münster und Jena Verhaltensbiologie und Evolutionsforschung mit theoretischer Biologie und Philosophie. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert NC³ seit Januar 2018 für zunächst vier Jahre mit rund 8,5 Millionen Euro. Sprecher ist Verhaltensforscher Professor Dr. Oliver Krüger von der Universität Bielefeld.
Originalpublikation:
Rebecca Nagel, Claire Stainfield, Cameron Fox-Clarke, Camille Toscani, Jaume Forcada, Joseph I. Hoffman: Evidence for an Allee effect in a declining fur seal population. Proceedings of the Royal Society B, https://doi.org/10.1098/rspb.2020.2882, erschienen am 24.03.2021.
26.03.2021, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
„Science“-Titelgeschichte: Forscher lösen Rätsel um Adlermörder
Im Süden der USA sterben seit den 1990er Jahren Weißkopfseeadler, aber auch andere Vögel sowie Reptilien und Fische an einer mysteriösen neurodegenerativen Krankheit. Ein Forschungsteam unter Leitung der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und der University of Georgia, USA, konnte nun die Ursache für das Sterben identifizieren: ein Gift, das von Cyanobakterien gebildet wird, die wiederum auf invasiven Wasserpflanzen in den betroffenen Regionen wachsen. Verstärkt wird das Problem möglicherweise durch den Einsatz von Herbiziden zur Bekämpfung der Pflanzen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht.
1994 kommt es im Bundesstaat Arkansas in den USA zu einem Massensterben des Weißkopfseeadlers. Die Tiere verlieren die Kontrolle über ihren Körper und in ihrem Gehirn entstehen Löcher. Die zuvor unbekannte neurodegenerative Krankheit wird Vacuolar Myelinopathy (VM) genannt. „Es war ein Mysterium, woher die Krankheit kommt“, sagt Prof. Dr. Timo Niedermeyer vom Institut für Pharmazie der MLU.
Amerikanische Forscher stellen zunächst fest, dass nicht nur Adler, sondern auch ihre pflanzenfressenden Beutetiere betroffen sind. Sie finden einen Zusammenhang mit einer invasiven Wasserpflanze (Hydrilla verticillata), die in Süßwasserseen der betroffenen Regionen wächst. Allerdings gibt es auch Seen mit der Wasserpflanze, an denen die Krankheit nicht auftritt. Susan B. Wilde, Professorin an der Warnell School of Forestry and Natural Resources an der University of Georgia, findet 2005 schließlich ein bisher unbekanntes Cyanobakterium auf den Blättern der invasiven Pflanze, das offenbar für die Krankheit verantwortlich ist: Nur dort, wo das Cyanobakterium auf der Pflanze wächst, kommt es zu VM. Sie nennt das Bakterium „Adlermörder, der auf Hydrilla wächst“: Aetokthonos hydrillicola.
„Ich bin über eine Pressemitteilung der Universität gestolpert und war von dieser Entdeckung begeistert, weil ich seit Jahren mit Cyanobakterien gearbeitet habe“, sagt Niedermeyer. Er lässt sich Proben zuschicken, kultiviert die Bakterien im Labor und schickt sie in die USA zurück. Doch die dortigen Tests ergeben nichts, die Krankheit wird durch die Laborkulturen nicht ausgelöst. „Nicht nur die Vögel hat das in den Wahnsinn getrieben, uns auch. Wir wollten dieses Rätsel unbedingt lösen“, sagt Niedermeyer. Erneut lässt er sich Blätter mit dem Bakterium zuschicken. Steffen Breinlinger, Doktorand in seiner Arbeitsgruppe, untersucht nun mit einem neuen bildgebenden Massenspektrometer Molekül für Molekül die Zusammensetzung auf der Blattoberfläche. Und findet dabei eine neue Substanz, die auf den Blättern nur dort vorkommt, wo die Cyanobakterien wachsen. In den kultivierten Bakterien findet man sie jedoch nicht.
Seine Untersuchungen der chemischen Struktur des isolierten Moleküls ergeben, dass es fünf Bromatome enthält. „Die Struktur ist wirklich spektakulär“, sagt Breinlinger. Die Eigenschaften seien ungewöhnlich für ein von Bakterien gebildetes Molekül. Und sie liefern die Erklärung dafür, warum das Gift unter Laborbedingungen nicht gebildet wurde: Standardmedien für die Kultivierung von Cyanobakterien enthalten kein Bromid. „Wir haben dann unsere Laborbakterien mit Bromid versetzt und daraufhin haben sie das Toxin ebenfalls gebildet“, so Breinlinger. Wilde und ihre Mitarbeiter testen das isolierte Molekül, das nun endlich, nach fast einem Jahrzehnt Forschung in den Laboren von Wilde und Niedermeyer, ein Treffer ist: Es löst VM aus. In Anlehnung an das Bakterium nennen die Forscher ihre Entdeckung Aetokthonotoxin – „Adlermördergift“. „Jetzt hatten wir endlich den Täter überführt, und sogar die Tatwaffe gefunden“, sagt Susan B. Wilde.
Eine beteiligte Arbeitsgruppe der tschechischen Akademie der Wissenschaften hat zudem bereits DNA-Abschnitte gefunden, die Erbinformationen für die Synthese des neuen Moleküls enthalten. Warum die Cyanobakterien auf den Wasserpflanzen das Gift bilden, ist jedoch nicht abschließend geklärt. Möglicherweise spielt dabei eines der Herbizide zur Bekämpfung der invasiven Wasserpflanze eine Rolle: Es enthält Bromid und stimuliert so möglicherweise die Bildung des Gifts.
In Europa ist die Nervenkrankheit bisher nicht aufgetreten, es sind auch noch keine Vorkommen des Toxin-bildenden Cyanobakteriums bekannt.
Die Studie wurde finanziert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), die tschechische Wissenschaftsstiftung GAČR, das US Department of Interior, US Fish and Wildlife, die Florida Fish & Wildlife Conservation Commission, die Gulf States Marine Fisheries Commission, den National Institute of Food and Agriculture McIntire-Stennis Capacity Grant und die American Eagle Foundation.
Originalpublikation:
Breinlinger S. et al. Hunting the eagle killer: A cyanobacterial neurotoxin causes vacuolar myelinopathy. Science (2021). https://science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.aax9050
