Neues aus Wissenschaft und Naturschutz

30.01.2022, WWF World Wide Fund For Nature
Jahr des Tigers 2022
Zum „Chinese New Year“ fordert der WWF globalen Rettungsplan für Tiger. – WWF: Auswilderungen können Bestände stützen.
Mit dem chinesischem Neujahrsfest am 1. Februar startet nach dem Mondkalender das „Jahr des Tigers“. Die Naturschutzorganisation WWF fordert anlässlich des symbolträchtigen Datums mehr Anstrengungen und einen stärkeren, politischen Willen zum Schutz der letzten wildlebenden Tiger. Der Stopp von Wilderei und illegalem Artenhandel sowie der konsequente Erhalt der Lebensräume seien der Schlüssel zum Überleben der Großkatze – und mit ihr unzähliger anderer Tier- und Pflanzenarten. Es bleibt laut WWF abzuwarten, ob die Tiger-Staaten ihr ursprüngliches Ziel die Bestandszahlen von 3.200 im Jahr 2010 auf 6.400 in 2022 zu verdoppeln, erreichen werden. Derzeit zählen viele Länder mit aufwendigen Monitorings die nationalen Tigerbestände. Die aktuelle, offizielle Zahl stammt aus 2016. Damals gab es knapp 3.900 Exemplare.
„Der Tiger ist zu einem Symbol für Arten- und Naturschutz weltweit geworden. Wer den Tiger schützt, schützt so viel mehr“, erklärt Kathrin Samson, Tiger-Expertin und Leiterin des Asienprogramms beim WWF Deutschland. „Tiger besiedeln in Asien die unterschiedlichsten Lebensräume – von den im Winter tief verschneiten Wäldern Russlands bis zu den tropischen Dschungelregionen Indonesiens.“ Tigerschutz dient dem Erhalt der biologischen Vielfalt und sogar dem Klima, wenn etwa Tropenwälder nicht in Plantagen umgewandelt würden. Daher müsse man zukünftig auch über mehr Auswilderungsprogramme in geeigneten Regionen nachdenken, wie etwa in Teilen Südostasiens. Der WWF schätzt, dass ohne diese Unterstützung der Bestände die globalen Tigerzahlen über viele weitere Jahre hinweg stagnieren, schlimmstenfalls sogar abnehmen könnten.
„Wir brauchen in allen Tiger-Verbreitungsländern einen ehrlichen, wissenschaftlichen Kassensturz, um zu wissen, wo wir überhaupt stehen“, so Samson „Wir wissen, dass Länder wie beispielsweise Indien, Nepal oder Russland ihre Ziele erreicht haben und sogar neue gesteckt haben, um die Zukunft dieser bedrohten Arten zu sichern und eine friedliche Koexistenz mit den Menschen vor Ort zu gewährleisten Sie beherbergen heute deutlich mehr wilde Tiger als noch 2010. Diese Länder zeigen, dass bei entsprechender politischer Priorisierung die Rettung des Tigers gelingen kann“, so Samson.

31.01.2022, Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.
Ein Test der Spermienspeicher-Hypothese: Thorshühnchen-Männchen kümmern sich manchmal um den falschen Nachwuchs
Bei wenigen Vogelarten kümmern sich ausschließlich die Männchen um die Brutpflege. Die Weibchen können dadurch mehrere Partner nacheinander haben und für diese Eier legen. Die Spermienspeicher-Hypothese besagt, dass Weibchen auch Spermien früherer Partner zur Befruchtung der Eier nutzen, die von nachfolgenden Männchen ausgebrütet werden. Forschende am Max-Planck-Institut für Ornithologie untersuchten drei Sommer Thorshühnchen in ihrem Brutgebiet in Alaska. Das zeigte, dass vier Prozent der Jungen nicht mit dem aufziehenden Männchen verwandt sind. Diese „Kuckucksküken“ waren meistens auf Fremdgehen zurückzuführen – die Speicherung der Spermien früherer Partner scheint keine große Rolle zu spielen.
Nur weniger als ein Prozent aller Vogelarten leben in sogenannter Polyandrie (Vielmännerei). In diesem Paarungssystem brüten Männchen meist nur einmal mit einem Weibchen in einer Brutsaison, während die Weibchen Partnerschaften mit mehreren Männchen eingehen können. Zudem sind die „typischen“ Geschlechterrollen vertauscht: Die Männchen kümmern sich alleine um die Brutpflege, während die Weibchen aggressiver sind und um Männchen und Ressourcen konkurrieren. Nach einer kurzen Beziehung und der Eiablage verlassen sie das Männchen und versuchen mit anderen Männchen eine neue Partnerschaft einzugehen. Das Thorshühnchen (Phalaropus fulicarius) ist eines dieser seltenen polyandrischen Vogelarten.
Für Verhaltensökologen ist solch ein polyandrisches Paarungssystem besonders spannend, da es ermöglicht Teile der Evolutionstheorie zu testen. So konnte bereits gezeigt werden, dass sexuelle Selektion durch Konkurrenz um Partner auch auf Weibchen wirken kann und damit nicht an das Geschlecht, sondern an die Geschlechterrolle gekoppelt ist. Dies wird deutlich an dem Gefieder und dem Schnabel der Thorshühnchen: Beide sind bei den Weibchen deutlich leuchtender gefärbt, weshalb sie ursprünglich für Männchen gehalten wurden.
Trotz ihres ungewöhnlichen Verhaltens ist das Thorshühnchen bis heute wenig untersucht. Eine ältere Studie an dem auch polyandrischen Drosseluferläufer (Actitis macularius) besagt, dass polyandrische Weibchen aus vorangegangenen Partnerschaften Spermien bis zu 30 Tage speichern und damit Eier aus dem Gelege eines nachfolgenden Partners befruchten. Wissenschaftler*innen unter der Leitung von Bart Kempenaers haben über drei Sommer hinweg Thorshühnchen in ihrem Brutgebiet in Utquiaġvik, Alaska untersucht und konnten kaum Hinweise für diese Spermienspeicher-Hypothese finden.
Um die Hypothese zu untersuchen, fingen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler alle Thorshühnchen ein, sobald sie von ihrem Winterquartier im Forschungsgebiet eintrafen. Zur Wiedererkennung markierten sie jedes Tier mit einer individuellen Kombination aus Farbringen und nahmen eine kleine Blutprobe für Vaterschaftsanalysen. Bei der Balz beobachteten die Forschenden das Verhalten der Vögel, unter anderem welche Tiere sich miteinander verpaarten.
Nachdem die Weibchen das vierte und letzte Ei in das Bodennest in der Tundra gelegt hatten, tauschte das Forscherteam die echten Eier gegen Nachbildungen aus Plastik – für das brütende Männchen ein nicht erkennbarer Unterschied. Die echten Eier wurden im Brutkasten im Labor ausgebrütet, damit nach dem Schlüpfen der Küken ebenfalls ein Tropfen Blut für Vaterschaftsanalysen entnommen werden konnte. Zurückgetauscht ins Nest des Vaters begann dieser ohne Umschweife sich um die Küken zu kümmern.
Durch Kombination der Verhaltensbeobachtungen und der Vaterschaftsanalysen konnten die Forschenden überraschende Erkenntnisse gewinnen: „Interessanterweise stellten wir fest, dass nur etwa sieben Prozent der beobachteten Weibchen polyandrisch waren – viel weniger als ursprünglich angenommen. Ein Großteil der Weibchen legte in einer Brutsaison also nur Eier für einen Partner und hatte keine Möglichkeit, weitere Partnerschaften einzugehen“, erklärt Johannes Krietsch, Erstautor der Studie.
Ein Grund hierfür könnte die kurze Brutsaison in der hohen Arktis sein. In zwei der drei untersuchten Sommer führte vermehrter Schneefall und eine dadurch länger andauernde Schneeschmelze dazu, dass das Bruthabitat erst sehr spät zur Verfügung stand. Dadurch blieb nur wenigen Weibchen Zeit, mehrere Männchen zu finden und für sie Eier zu legen.
Die Wissenschaftler*innen fanden außerdem, dass vier Prozent der Jungen nicht von ihrem biologischen Vater aufgezogen wurden. Diese „Kuckucksküken“ wurden allerdings fast nie von einem vorherigen Partner gezeugt, weshalb die Studie die Spermienspeicher-Hypothese weitgehend widerlegt.
Vielmehr scheinen die Partnerschaften von polyandrischen Weibchen deutlich dynamischer und überlappender zu sein als bisher angenommen: Während das Weibchen noch Eier für seinen derzeitigen Partner legt, trifft es sich bereits mit potentiell zukünftigen Partnern. Zudem kopuliert das Weibchen kurz bevor es eine neue Partnerschaft eingeht mit mehreren Männchen. „Wir haben auch beobachtet, dass Weibchen und Männchen doch ab und zu die Möglichkeit haben fremdzugehen, obwohl sie sich in einer Partnerschaft gegenseitig intensiv bewachen“, sagt Bart Kempenaers. „Diese Beobachtungen legen nahe, dass Eier in einem Gelege von unterschiedlichen Vätern stammen können, ohne dass die Spermien dazu über lange Zeit gespeichert werden müssen“, ergänzt Johannes Krietsch. Als nächstes wollen die Wissenschaftler*innen umfangreiche GPS-Daten auswerten, um das gegenseitige Bewachen der Partner genauer zu analysieren.
Originalpublikation:
Johannes Krietsch, Margherita Cragnolini, Sylvia Kuhn, Richard B. Lanctot, Sarah T. Saalfeld, Mihai Valcu, Bart Kempenaers
Extrapair paternity in a sequentially polyandrous shorebird: limited evidence for the sperm storage hypothesis.
Animal Behaviour, Volume 183, 31st January 2022, Pages 77-92

31.01.2022, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Weltweit kleinste Landschnecke entdeckt
Gemeinsam mit einem Team aus den Niederlanden, Ungarn und den USA hat Dr. Adrienne Jochum vom Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt, dem Naturhistorischen Museum und der Universität in Bern die weltweit kleinste Landschnecke beschrieben. Die nur 0,46 bis 0,57 Millimeter große Art Angustopila psammion wurde von den Forschenden in Höhlensedimenten aus Vietnam entdeckt. Darüber hinaus fanden die Wissenschaftler*innen eine neue – ebenfalls winzige – Art, die ihre Schale mit fein angeordneten Kotkörnern schmückt. Die zugehörige Studie erschien im Fachjournal „Contributions to Zoology“.
Mit einem Durchmesser von 0,46 bis 0,57 Millimetern ist die neu entdeckte Schneckenart Angustopila psammion kleiner als ein durchschnittliches Sandkorn. Mit ihrer Größe ist sie die kleinste bekannteste Landschnecke der Welt – lediglich aus dem marinen Bereich sind noch kleinere Gastropoden, wie Ammonicera minortalis, bekannt. „Es ist etwas ganz Besonderes, so einen Rekordhalter der Tierwelt zu entdecken – zumal dies bei der Größe natürlich nicht selbstverständlich ist“, erzählt Dr. Adrienne Jochum vom Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt, dem Naturhistorischen Museum und der Universität in Bern.
Entdeckt wurde das winzige Tier in Proben von Höhlensedimenten aus der Provinz Quang Ninh in Nordvietnam. Hierzu wuschen die Forschenden die unter Felsen und in Höhlen gesammelten Proben in einem Wasserbehälter. Den sich an der Wasseroberfläche bildenden Schaum ließen sie trocknen und konnten aus den Überresten die winzigen Schneckenhäuser sowie weiteres Material bergen, mit feinen Pinseln reinigen und anschließend unter dem Mikroskop bestimmen. „Unsere Entdeckung hat sofort die Frage nach den evolutionären Mechanismen aufgeworfen, die dazu führen, dass einige Schnecken solch eine geringe Größe besitzen“, erläutert Jochum und fährt fort: „Am plausibelsten erscheint, dass die winzigen Schnecken zuvor unbesetzte Nischen nutzen können – aufgrund ihrer Größe können sie sowohl in engen Räumen nach Nahrung suchen als auch Nahrungspartikel fressen, die für größere Tiere nicht interessant sind.“ Zudem bietet die kleine Gestalt den Schnecken den Vorteil, sich vor ihren Fressfeinden zu verstecken; oft sind sie sogar so klein, dass sie als Nahrung nicht interessant sind. „Wir gehen davon aus, dass die Größe der von uns gefundenen Schnecke schon an der Untergrenze erwachsener Landschnecken liegt. Sehr viel kleiner können die Tiere nicht werden, da es eine bestimmte Anzahl von Neuronen geben muss, die eine Schnecke funktionsfähig machen. Zudem muss die Schneckenschale auch ausreichend Platz für mindestens ein Ei bieten“, fügt Jochum hinzu.
Zusätzlich zu der weltweit kleinsten Landschnecke fanden die Wissenschaftler*innen mit ihrer Methode eine weitere ungewöhnliche Schnecke in Proben aus Laos: Die nur 0,49 bis 0,58 Millimeter große „Mistsammler“-Schnecke Angustopila coprologos schmückt ihr feines, porzellanartiges Gehäuse mit Kotkörnern, die in einem strahlenförmigen Muster – wie Perlen an einer Halskette – angeordnet sind.
Von anderen, größeren Landschnecken ist bekannt, dass diese ihre Schalen oft mit Rinde, Flechten, Lehm oder Erdpartikeln überziehen, um sich ihrer Umgebung anzupassen und die Aufmerksamkeit von Fressfeinden wie Vögeln oder Käfern zu vermeiden. „Solch eine optische Tarnung ergibt bei den extrem kleinen Schnecken, die in Kalksteinspalten leben, aber keinen Sinn“, meint die Frankfurter Malakologin. Vielmehr vermutet sie, dass die Perlen dazu dienen könnten, Geschlechtspartner anzulocken oder dass die Kotkörnchen als „Mini-Schwämme“ fungieren, die der Schnecke helfen Feuchtigkeit zu erhalten und sie nicht austrocknen zu lassen.
„Es ist in jedem Fall überraschend, dass diese winzigen Schnecken solche komplexen Mechanismen entwickeln, über die wir – bislang – noch wenig wissen“, schließt Jochum.
Das Forschungsprojekt wurde von der Ungarischen Akademie der Wissenschaften und dem Ungarischen Forschungsfonds unterstützt.
Originalpublikation:
Páll-Gergely, B., Jochum, A., Vermeulen, J. J., Anker, K., Hunyadi, A., Örstan, A., Szabó, Á., Dányi, L., & Schilthuizen, M. (2022). The world’s tiniest land snails from Laos and Vietnam (Gastropoda, Pulmonata, Hypselostomatidae), Contributions to Zoology (published online ahead of print 2022). doi: https://doi.org/10.1163/18759866-bja10025

02.02.2022, Universität Wien
Tierwelt: Bauteile des Erbguts seit 600 Millionen Jahren unverändert
Vielfalt der Arten entsteht durch Vermischung
Wissenschafter*innen der Universität Wien um Oleg Simakov und der University of California Berkeley haben die Chromosomen unterschiedlicher Tiergruppen verglichen und Erstaunliches festgestellt: Jede Tierart besitzt fast die gleichen, immer wieder auftretenden Chromosomeneinheiten – und das seit der Entstehung der ersten Tiere vor etwa 600 Millionen Jahren. Mittels neuer Prinzipien können nun auch menschliche Chromosomen in diese urzeitlichen „Elemente“ zerlegt werden. Die neue Studie ist aktuell im Fachmagazin Science Advances erschienen.
Die Vielfalt der Tiere ist faszinierend, aber wie spiegelt sie sich in ihrem Erbgut, dem Genom, wider? Kann man anhand von Erbinformationen Tiere voneinander definitiv unterscheiden, und vielleicht sogar Vorhersagen treffen, wie sich die Erbinformation im Laufe der Zeit verändert? Das war die große Hoffnung seit Beginn der „Genom-Ära“ im Jahr 2000, als das erste menschliche Genom sequenziert wurde. Mehr als 20 Jahre später haben Wissenschafter*innen nun Zugang zu Technologien, die die Sequenz ganzer Genome offenbaren können. Davor konnte man nur kleinere Bruchstücke der Chromosomen untersuchen.
In der neuen Studie haben die Forscher*innen Chromosomen unterschiedlicher Tiergruppen verglichen. Ihr Fazit: Jede Tierart besitzt fast die gleichen, immer wieder auftretenden Chromosomeneinheiten. Seit der Entstehung der ersten Tiere vor etwa 600 Millionen Jahren sind diese allgemeinen Bauteile der Chromosomen, die in jeder Zelle vorkommen, also fast gleichgeblieben. Diese Chromosomeneinheiten, auch „Elemente“ genannt, sind in der Evolution so konstant geblieben, dass man die Genome von fast jedem Tier durch Auflistung der Kombinationen dieser Grundbausteine exakt darstellen kann.
Vielfalt durch Vermischung dieser Elemente
Diese chromosomalen Elemente bleiben zwar in der Evolution konstant, können sich aber unterschiedlich vermischen. Den Forscher*innen gelang es, diese Vermischungen zu klassifizieren und einige Prinzipien herzuleiten, die sich etwa wie einfache mathematische Formeln anschauen lassen. Bis dahin war es nur möglich allgemein festzustellen, wie viele Chromosomen ein Tier besitzt, aber nicht um welche genau es sich handelt. „Wir können also jetzt zum Beispiel jedes menschliche Chromosom mittels der algebraischen Notation in seine Elemente zerlegen. Danach leiten wir her, was mit diesen Urelementen bei unterschiedlichen Arten und Gattungen wie Korallen, Weichtieren, Vögeln und vielen anderen passiert ist und zu welchen neuen Chromosomen diese Elemente sich zusammengefügt hatten“, erklärt der Molekularbiologe Oleg Simakov von der Universität Wien.
Vermischung von Elementen nicht mehr umkehrbar
Eine weitere Erkenntnis aus der Studie: Die einzelnen chromosomalen Elemente kommen nie wieder zu ihrem ursprünglichen, getrennten Zustand zurück, sobald sie sich einmal zu einem neuen Chromosom vermischt haben. „Solche Ereignisse sind also unumkehrbar in der Evolution und jede Tiergruppe – von Korallen bis hin zu Menschen – weist solche einzigartigen Kombinationen auf, die für immer die Nachfahren dieser Gruppen auszeichnen und diese Gruppen von anderen unterscheiden wird“, so Simakov.
Den Forscher*innen gelang es außerdem den Ursprung vieler der tierischen chromosomalen Elemente festzustellen und zu zeigen, dass die am nächsten zu den Tieren verwandten Einzeller nur wenige dieser Elemente aufweisen – viele Elemente sind daher erst bei den Urtieren entstanden. Warum die chromosomalen Elemente so gut konserviert sind, welche Rolle die Vermischung der Elemente in der Evolution spielen könnte und viele andere Fragen bleiben noch offen und werden weiterhin erforscht.
Originalpublikation:
Simakov O, Bredeson J, Berkoff K, Marletaz F, Mitros T, Schultz DT, O’Connell BL, Dear P, Martinez DE, Steele RE, Green RE, David CN, Rokhsar DS: „Deeply conserved synteny and the evolution of metazoan chromosomes”. In: Science Advances (2022)
DOI: 10.1126/sciadv.abi5884

03.02.2022, Deutsche Wildtier Stiftung
Auerhahn in Not
Im Wohnzimmer des Hühnervogels ist einiges los: Steigender Freizeitdruck, intensive Forstwirtschaft und Windkraftausbau – wie der durchgeboxt wird, sieht man aktuell am Reinhardswald
Der Auerhahn (Tetrao urogallus) ist der größte Hühnervogel Europas – zu Gesicht bekommt man ihn aber selten. Denn Auerhahn und Auerhenne sind menschenscheu und lärmempfindlich. In lichten Bergwäldern, in denen die Sonne durch die Kronendächer alter Nadelbäume strahlt, sind Hahn und Henne zu Hause. Tagsüber suchen sie nach sandigen Stellen für ihren Huderplatz, abends schließen sie auf Schlafbäumen die Augen. Die Samen aus Zirbenzapfen und Kiefern futtern sie gerne – und ganz besonders wild sind sie, wie alle Raufußhühner, auf Blaubeeren. Doch der Charaktervogel aus dem Schwarzwald, den Alpen, dem Thüringer- und Bayerischen Wald oder auch dem Spessart hat es schwer. „Wie schnell Wildtier-Lebensraum bedroht und kaputtgemacht wird, sehen wir aktuell am Reinhardswald. Was hier bald in Form von 18 Windrädern Realität wird, droht ohne Frage auch in anderen Wäldern“, sagt Professor Dr. Klaus Hackländer, Vorstandsvorsitzender der Deutschen Wildtier Stiftung.
Dabei hat es das Auerhuhn schon so schwer genug. In seinem Wohnzimmer herrscht Freizeitdruck, intensive Forstwirtschaft und nun droht im schlimmsten Fall auch noch der Windkraftausbau an Stellen, an denen der Hühnervogel normalerweise auf die Balz gehen möchte, um für den Nachwuchs zu sorgen. Zunehmende Versiegelung der Landschaft, Lärm und Mensch lassen Hahn und Henne kaum noch Platz zum Leben. Dass der Ausbau von Windkraft im Wald ein ernstzunehmendes Problem für Auerhühner darstellt, haben jetzt Forscher um den Wildbiologen Joy Coppes von der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg bei Untersuchungen in Deutschland, Österreich und Schweden festgestellt und im Fachblatt „Biological Conservation“ veröffentlicht (den Link zur Veröffentlichung finden Sie unten*). „Unsere Ergebnisse zeigen, dass eine störungsempfindliche Waldvogelart von der Windenergieentwicklung betroffen ist und dass eine kritische Distanz bei der Planung der Windenergieentwicklung in Raufußhuhn-Habitaten berücksichtigt werden sollte“, schreiben die Forscher.
„Damit wissen wir nun, dass Windkraftanlagen nicht nur ein massives Kollisionsrisiko für Vögel und Fledermäuse darstellen, sondern dass auch eine negative Beeinflussung von am Boden lebenden Arten wie dem Auerhuhn stattfindet und durch den Ausbau von Windkraftanlagen etwa an den Höhenzügen der Gebirgsregionen forciert wird“, warnt Professor Dr. Klaus Hackländer. „Die Deutsche Wildtier Stiftung ist keineswegs gegen den Ausbau von Windkraft. Aber an sensiblen Stellen darf der Klimaschutz nicht gegen den Artenschutz ausgespielt werden. Wir müssen beim Ausbau der Erneuerbaren Energien Rücksicht auf störungsempfindliche Arten wie etwa das Auerhuhn nehmen.“
Im Fall der untersuchten Auerhühner war eine Lebensraumverschlechterung für die im Bereich von Windenergie lebenden Auerhühner bis zu einer Entfernung von 650 Metern zu den Anlagen nachweisbar. Die Deutsche Wildtier Stiftung fordert daher: Um die Biodiversität zu erhalten, muss beim Ausbau der Windkraft auf Anlagen in Schutzzonen rund um Horststandorte, im Wald und in der Nähe von Naturschutzgebieten verzichtet werden. Windenergieanlagen in Wäldern und an Waldrändern bedrohen den ohnehin immer knapper werdenden Lebensraum vieler Wildtiere.
Link zu Studie: *https://doi.org/10.1016/j.biocon.2020.108529
Link zu den 9 Forderungen der Stiftung: https://www.deutschewildtierstiftung.de/naturschutz/windenergie-und-artenschutz

04.02.2022, Universität Wien
Landnutzung gefährdet Biodiversität weltweit
Auch die Intensität der Nutzung hat Auswirkungen auf Artenreichtum
Land- und Forstwirtschaft sowie Infrastruktur beeinflussen, verändern oder zerstören natürliche Lebensräume. Konsequenzen für die Biodiversität werden meist auf Basis der durch Landnutzung beanspruchten Fläche berechnet. Aber auch die Intensität der Nutzung spielt eine Rolle, zeigt eine neue Studie von Philipp Semenchuk und Kolleg*innen der Universität Wien, der Universität für Bodenkultur Wien und des Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrums Frankfurt. Die Gefährdung von Landwirbeltieren lässt sich zu etwa 25 Prozent auf die Intensität der Nutzung zurückführen. Ergebnisse der vom Wiener Wissenschafts-, Forschungs- und Technologiefonds (WWTF) geförderten Studie erscheinen nun im Fachjournal Nature Communications.
Globales Bevölkerungswachstum und steigende Ansprüche an materiellen Konsum führen zu einem wachsenden Bedarf an Nahrung, Rohstoffen, Energie, und Siedlungs- und Verkehrsraum. Zur Deckung dieses Bedarfs werden mindestens drei Viertel der globalen Landfläche unseres Planeten immer intensiver genutzt – auf Kosten wildlebender Tier- und Pflanzenarten. Um die Konsequenzen dieser Landnutzung für die Biodiversität abzuschätzen, verwenden Ökolog*innen oft den Verlust von natürlicher Lebensraumfläche als Indikator. Tatsächlich führt Landnutzung zur Umwandlung natürlicher in genutzte Ökosysteme mit völlig anderer Struktur, Funktion und Artenzusammensetzung, also z.B. von Wald in Acker- oder Grünland.
Allerdings ist nicht jeder Nutzungstyp mit derart tiefgreifenden Veränderungen verbunden. Viele Arten können auch in vom Menschen genutzten Landschaften überleben, solange z.B. der Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden, die forstliche Änderung der Waldstruktur, die Dichte der Weideviehbestände oder das Ausmaß der Bodenversiegelung gewisse Grenzen nicht übersteigen. Um die Auswirkungen auf Biodiversität abzuschätzen ist es daher notwendig, auch solche Indikatoren der Landnutzungsintensität zu berücksichtigen.
In der neuen Studie hat das Team um Philipp Semenchuk die Bedrohung von Wirbeltierarten durch die Umwandlung von natürlichen in genutzte Ökosysteme mit den Auswirkungen der Intensität der Landnutzung verglichen. Die Wissenschafter*innen haben dafür eine Reihe globaler Datensätze zu Flächenausmaß und Intensität von Landnutzung und Biodiversität kombiniert. Auf Basis dieser Daten und eines Computermodells wurde dann für die gesamte globale Landfläche der Artenverlust berechnet, der mit einer Umwandlung ehemaliger Naturlandschaften bzw. mit ihrer Nutzung in heutiger Intensität verbunden ist.
Artenverlust aufgrund Landnutzung ist zu einem Viertel auf die Nutzungsintensität zurückzuführen
„In weiten Teilen der Welt wird Land nach wie vor sehr extensiv genutzt, das bedeutet der Eingriff des Menschen in den Naturhaushalt ist eher gering. Trotzdem legen unsere Ergebnisse nahe, dass die Bedrohung von wildlebenden Säugetieren, Vögeln, Reptilien und Amphibien zu ca. 75% auf die historische Umwandlung von Ökosystemen, und immerhin zu fast 25% auf die Intensität der Nutzung zurückzuführen ist“, sagt Philipp Semenchuk vom Department für Botanik und Biodiversitätsforschung der Universität Wien. Das lässt sich vor allem dadurch erklären, dass viele natürliche Ökosysteme ohne grundlegende Transformation des Ökosystem-Typs genutzt werden, wie etwa im Fall der Weidenutzung subtropischer Savannen oder zentralasiatischer Steppen. „Die Verdrängung wildlebender Tierarten ist in diesen Fällen vor allem auf die Art und Weise, also der Intensität der Nutzung zurückzuführen und weniger auf eine strukturelle und systematische Umwandlung von Naturräumen“, meint Semenchuk: „In Regionen, in denen natürliche Ökosysteme wie z.B. Wälder durch Kulturland ersetzt worden sind, wie etwa in weiten Teilen Mittel- und Westeuropas, schätzt unser Modell den Einfluss der Nutzungsintensität auf den Biodiversitätsverlust entsprechend geringer ein, da hier der Effekt der Umwandlung überwiegt.“
Biodiversitätsschutz muss Flächenverbrauch und Nutzungsintensität berücksichtigen
Diese Ergebnisse legen nahe, dass im Spannungsfeld von gesellschaftlichem Ressourcenbedarf und Biodiversitätsschutz Landnutzungstypen und die Intensität der Nutzung getrennt beachtet werden sollten. Weltweite Bemühungen, den Status und Schutz der globalen Biodiversität zu verbessern, zielen tatsächlich oft vor allem auf den Flächenverbrauch ab. So hat die „High Ambition Coalition for Nature and People“, der auch Österreich beigetreten ist, sich zum Ziel gesetzt, 30% der globalen Landfläche unter Naturschutz zu stellen. „Unsere Ergebnisse unterstreichen, dass sich die erhofften Auswirkungen dieses ambitionierten Ziels auf Biodiversität nur dann voll realisieren lassen, wenn Landnutzungstypen sowie deren Intensität in diesen Schutzgebieten entsprechend streng reguliert, und nicht nur die weitere Zerstörung und Umwandlung von Ökosystemen verhindert werden“, betont der Leiter des Forschungsprojekts Fridolin Krausmann vom Institut für Soziale Ökologie (SEC) der Universität für Bodenkultur Wien.
In weiterer Folge kann aus den Daten der Studie beispielsweise berechnet werden, wie viele Wirbeltierarten durch den regionalen Konsum einzelner land- und forstwirtschaftlicher Produkte weltweit gefährdet werden. So kommt z.B. ein wesentlicher Teil des in Österreich verfütterten Sojaschrots aus artenreichen Gebieten in Lateinamerika. „Die Rohstoffproduktion findet oft in weiter Entfernung vom Ort des Endkonsums statt. Mit unserem Modell können wir diesen globalen Biodiversitätsfußabdruck unseres Konsums berechnen und sichtbar machen“, so Semenchuk abschließend.
Originalpublikation:
Semenchuk, P., Plutzar, C., Kastner, T. et al. Relative effects of land conversion and land-use intensity on terrestrial vertebrate diversity. Nat Commun 13, 615 (2022).
DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-28245-4

04.02.2022, Universität Leipzig
Laien gesucht zum Meerechsen-Zählen auf Galápagos: Projekt „Iguanas from Above“ untersucht Lebensräume der Tiere
Ein Forscherteam der Universität Leipzig hat in den vergangenen Wochen auf den Galápagos-Inseln mit Drohnen Luftbilder von Meerechsen aufgenommen. „Iguanas from Above“ heißt die Kampagne. Die Forschenden zählen nun auf den Luftbildern den Bestand dieser vom Aussterben bedrohten Leguan-Art, die nur auf dem Archipel im östlichen Pazifik natürlich vorkommt. Außerdem sammelten sie Blut- und Hautproben von Leguanen sowie Algen aus ihrem Lebensraum, um mehr Erkenntnisse über deren Ernährung zu bekommen. Anfang Februar hat ebenfalls auf den Galápagos-Inseln ein zweites Projekt im Rahmen dieser Kampagne begonnen.
Bei diesem Citizen-Science-Projekt werden Laien gesucht, die Leguane auf Fotos zählen, damit Daten schneller ausgewertet werden können. Per Foto-Zählung wird auch die Menge des Plastikmülls auf den Inseln und im Meer erfasst, der eine große Gefahr nicht nur für die Meerechsen darstellt.
Bisher unerreichbare Orte mit Drohnen erschlossen
„Der Einsatz von Drohnen macht viele Orte zugänglich, die zuvor nicht erreichbar waren. Er vermeidet das Anlanden von Booten auf diesen abgelegenen Inseln, was – selbst wenn möglich – aufgrund der rauen See und der scharfen Felsen normalerweise sehr gefährlich ist“, erläutert die Zoologin Dr. Amy MacLeod von der Universität Leipzig, die Leiterin der Kampagne. Das sechsköpfige Team hatte zuvor eine Woche lang auf dem ecuadorianischen Festland den Umgang mit Drohnen trainiert. Durch die Aufnahmen bekommen die Forschenden einen Überblick, wie viele Meeresleguane noch auf den Inseln leben und wo genau sie genau zu finden sind. Die Doktorandin Denisse Delgado leitete das zweite Projekt, das Aufschluss über die Ernährung sowie die grundlegenden Körpermaße wie Körperlänge und -gewicht der seltenen Tiere bringen soll.
„Es wird eine Weile dauern, die Leguane anhand der Bilder zu zählen. Wir haben aber bereits gesehen, dass die auf der Insel Marchena gefundene Unterart der Meeresleguane viel seltener zu sein scheint als erwartet“, berichtet MacLeod. Diese Erkenntnis sei unter Naturschutzaspekten wichtig. Andererseits seien an manchen Orten mehr Leguane als erwartet gefunden worden – etwa auf den sehr abgelegenen Inseln Darwin und Wolf. „Da diese Inseln selten von Forschern besucht werden und das Fangen von Leguanen dort sehr schwierig ist, wurden sie in der Vergangenheit nicht oft beprobt und sind daher ziemlich mysteriös geblieben“, sagt die Biologin. Glücklicherweise hätten die Forschenden während der Expedition eine ausreichende Anzahl von Proben erhalten und seien nun gespannt darauf, welche Geschichten sie ihnen über diese geografisch isolierte Unterart erzählen.
Citizen-Science-Projekt: Jeder Interessierte kann sich beteiligen
Im Rahmen des gerade begonnen Citizen-Science-Projekts sollen interessierte Laien die Leguane genau zählen. „Damit könnten wir künftig unsere Daten schneller auswerten, die Populationsgrößenerhebungen öfter wiederholen und diese bedrohte Art endlich richtig überwachen“, umreißt MacLeod das Ziel des Projekts. Die Ergebnisse der Citizen Scientists seien auch Teil eines Trainingssets für maschinelles Lernen: Die Forschenden wollen untersuchen, ob auch mit künstlicher Intelligenz Leguane gezählt werden können. Letztendlich werde nach dem zuverlässigsten und effizientesten Weg gesucht, Leguane anhand von Luftbildern zu erfassen. Diese Methode können dann künftig lokale Naturschutzmanager verwenden, um ihre Arbeit einfacher, schneller und sicherer zu machen.
Bei der Zählung kann jeder mitmachen. Das Projekt wird von der weltweit größten Citizen-Science-Plattform Zooniverse gehostet. Wer beim Zählen dabei sein möchte, sollte ein Benutzerkonto erstellen und zum Projekt „Iguanas from Above“ klicken. Ein Tutorial erklärt, wie das Projekt funktioniert. Die Forschenden sammeln auch Daten zu anderen Arten, die auf den Bildern häufig vorkommen, wie Galapagos-Seelöwen und verschiedene Seevögel. „Wir glauben, dass die neue Phase den Freiwilligen Spaß machen wird, weil sie Leguane aus Espanola und Floreana zählen werden – das sind die ‚Weihnachtsleguane‘, die für ihre leuchtenden Farben bekannt sind“, betont die Biologin. Das gesamte Projekt soll bis 2025 laufen.
Plastikmüll ist ein großes Problem auf den Galápagos-Inseln. „Da uns das Sorgen bereitet und wir die Kunststoffe auf unseren Bildern deutlich sehen konnten, haben wir andere Forscher kontaktiert, um gemeinsam daran zu arbeiten, unsere Drohnenbilder für die Untersuchung von Kunststoffen zu verwenden“, erläutert sie. Auch die Citizen Scientists könnten dabei helfen. Es sei wichtig zu wissen, woher das Plastik kommt und wo es landet, um sowohl die Quelle, als auch das Ergebnis des Problems zu behandeln. Die Daten sollen auch für gezielte Reinigungsaktionen verwendet werden, die Plastik von Orten entfernen, an denen es die Tierwelt bedroht.
Lebensraum durch Einheimische und Tourismus bedroht
Wie viele Meerechsen es überhaupt noch gibt, ist nicht genau bekannt, da Schätzungen stark variieren und die Tiere an vielen schwer zugänglichen Orten des Archipels zu finden sind. Daher gab es noch nie eine vollständige detaillierte Untersuchung dieser Art. „Unser ultimatives Ziel ist es daher, genaue und detaillierte Zählungen für jede der elf Unterarten zu erstellen“, sagt MacLeod. Meerechsen sind auf einigen Inseln sehr verbreitet, auf anderen jedoch sehr selten. Die meisten Inseln haben ihre eigenen Unterarten, die separat geschützt werden müssen. Sie wurden noch nie erfolgreich in Gefangenschaft gehalten. Wenn sie auf den Galápagos-Inseln aussterben sollten, gäbe es diese Art nicht mehr. Eine Bedrohung für die Tiere stellt nach Angaben der Expertin die wachsende Zahl der Einwohner und Touristen auf dem Archipel dar. Diese erhöhe die Wahrscheinlichkeit damit verbundener Bedrohungen wie Wasserverschmutzung und Verlust von Lebensräumen durch Bauarbeiten. In den vergangenen Jahrzehnten gab es mehrere Ölverschmutzungen, die für Meerechsen tödlich sein können. Auch Verschmutzungen durch Plastikabfall aus dem Pazifischen Ozean sind ein großes Problem. Darüber hinaus haben die Menschen viele nicht heimische Arten wie Katzen, Hunde, Ratten und Insekten auf die Inseln gebracht, von denen einige lokale Arten durch Raub, Konkurrenz und Parasitismus bedrohen. Schließlich verändert auch der Klimawandel diese fragilen und fein ausbalancierten natürlichen Systeme.
Weitere Informationen:
https://www.iguanasfromabove.com/
https://www.zooniverse.org/projects/andreavarela89/iguanas-from-above