22.08.2022, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Städte als „Arche“ gegen das Aussterben: Der Gartenschläfer in Deutschland
Nach drei Jahren intensiver Forschung zeigt das Projekt „Spurensuche Gartenschläfer“ deutlich, wie wichtig die Stadt als Lebensraum für diesen kleinen Verwandten des Siebenschläfers ist. Die Schlafmaus kommt mittlerweile überwiegend im urbanen Raum im Südwesten Deutschlands vor. Dies sind einige Ergebnisse des Projekts „Spurensuche Gartenschläfer“ des Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND), der Justus-Liebig-Universität Gießen und der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung.
Nach drei Jahren intensiver Forschung zeigt das Projekt „Spurensuche Gartenschläfer“ deutlich, wie wichtig die Stadt als Lebensraum für diesen kleinen Verwandten des Siebenschläfers ist. „Wir vermuten, dass Städte für den stark gefährdeten Gartenschläfer mittlerweile eine Art ‚Arche‘ geworden sind, in denen er passende Lebensbedingungen findet, um zu überleben“, so Johannes Lang, Wildtierbiologe der Justus-Liebig-Universität Gießen und Gartenschläfer-Experte für den BUND. Die Schlafmaus kommt mittlerweile überwiegend im urbanen Raum im Südwesten Deutschlands vor. Hier gibt es ausreichend Nahrung sowie einen strukturreichen Lebensraum mit vielen Verstecken. Lang: „In den Wäldern der Mittelgebirge, in denen der Gartenschläfer ursprünglich weit verbreitet war, scheinen wir dagegen gerade Zeuge eines Aussterbens zu sein.“ Dies sind einige Ergebnisse des Projekts „Spurensuche Gartenschläfer“ des Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND), der Justus-Liebig-Universität Gießen und der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung. Gefördert wird das Projekt im Bundesprogramm Biologische Vielfalt durch das Bundesamt für Naturschutz mit Mitteln des Bundesumweltministeriums.
Der Gartenschläfer ist eine heimische Tierart, war aber bislang kaum bekannt und erforscht. Seine Bestände in Europa und auch in Deutschland sind in den vergangenen Jahren drastisch zurückgegangen. Deshalb untersuchte das Projektteam alle denkbaren Ursachen: von der Genetik, möglichen Krankheiten und Fressfeinden, der Nahrung bis zu Lebensräumen und Klimaveränderungen.
Mechthild Klocke, Projektleiterin beim BUND: „Städte allein als Lebensraum bieten dem Gartenschläfer keine Perspektive, darauf können wir uns nicht ausruhen. Allein der Einsatz von Rattengift und Pestiziden hat deutliche Folgen für den Gartenschläfer. Hinzu kommt das Verdichten der Städte und der Verlust von Stadtnatur, der seine Lebensräume schrumpfen lässt. Auch das Insektensterben trifft diese Art unmittelbar, denn Insekten sind eine ihrer Nahrungsgrundlagen.“
Anhand der neuen Erkenntnisse entwickelt das Team aus Wissenschaft und Naturschutz deshalb jetzt passende Schutzaktionen. Auch die Lebensräume für Gartenschläfer & Co.in Stadt, Kulturlandschaft und Wäldern stehen dabei im Fokus. Klocke: „Wir wollen für den Gartenschläfer wieder Rückzugsräume schaffen, etwa durch Pflanzungen, durch das Zulassen von verwilderten Flächen oder konkret durch das Anbieten von Nistkästen. Vor allem aber gilt es, die Menschen noch stärker für den Natur- und Artenschutz zu bewegen: vom Balkonbesitzer bis zur Kleingärtnerin, vom Förster bis zur Obstbäuerin, von den Behörden bis zu den Gemeinden. Die Forschungsergebnisse zeigen ganz konkret auf, was jeder und jede von uns gegen das Aussterben des Gartenschläfers tun kann. Hier setzen wir jetzt an.“
23.08.2022, Universität Wien
Asiatische Elefanten haben eine nasale Aussprache
Säugetier-Laute könnten allgemein doch flexibler sein als bisher angenommen
Forscher*innen von der Universität Wien untersuchten mit Hilfe einer akustischen Kamera, die Schalldruck sichtbar machen kann, die Laute von Asiatischen Elefanten. Die Tiere äußern ihre tieffrequenten Laute demnach meistens aus dem Rüssel, oder aber gleichzeitig aus Mund und Rüssel und nur selten aus dem Mund alleine. Damit gelang es Wissenschafter*innen nun zum ersten Mal, die Kombination von oraler und nasaler Lautäußerung bei einer Tierart abseits des Menschen zweifelsfrei nachzuweisen. Die Wiener Studie wurde aktuell im Fachmagazin Animals publiziert.
Elefanten haben die längste Nase der Welt. So ist es nicht verwunderlich, dass auch die Resonanzen der tieffrequenten, bis in den Infraschall reichenden Groll-Laute, noch tiefer schwingen, wenn sie aus dem langen Rüssel kommen. Ein Team rund um die Kognitionsbiologinnen Veronika Beeck und Angela Stöger-Horwath von der Universität Wien zeigte nun, dass solche Resonanzen des Vokaltraktes, die man bei Menschen als nasale Aussprache bezeichnen würde, auch im Tierreich eine wichtige Rolle spielen. Die Wissenschafter*innen gehen davon aus, dass Asiatischen Elefanten durch diese Flexibilität potenziell mehr Informationen mit ihren Lauten vermitteln können oder aber die tieffrequenten Resonanzen dazu beitragen, dass die Laute über weitere Distanzen hörbar sind.
Im Vergleich: Menschen produzieren Vokale, indem sie die Stellung der Zunge, die Form der Lippen und die Öffnung des Mundes ändern. Eine Besonderheit dabei ist, dass Menschen durch das Öffnen des Gaumensegels die Resonanzen des Mund- und Rachenraumes kombinieren können, und durch diese „nasale“ Aussprache den Klang der Vokale ändern. In vielen Sprachen, zum Beispiel Französisch oder Hindi, ändert die nasale Aussprache eines Lautes in einem Wort dessen Bedeutung. Etwa heißt beau [bo] auf Französisch “schön” und das nasal gesprochene bon [bõ] “gut”.
Bisher wurde angenommen, dass Säugetiere weitaus weniger Spielraum bei der Modifikation ihres Vokaltraktes (das heißt, der Mund- und Nasenraum oberhalb des Kehlkopfes) und damit auch auf die Klangfarbe ihrer Laute haben. Bei Säugetieren unterscheiden sich Laute oft allein dadurch, dass sie durch Nase oder Mund geäußert werden. In der aktuellen Studie schlossen sich die Wissenschafter*innen mit den Ingenieuren Gunnar Heilmann und Michael Kerscher zusammen. Das Team richtete eine akustische Kamera auf Asiatische Elefanten von Tiger Tops, Nepal, um zu sehen, ob auch diese ihre Laute durch Mund oder Nase äußern. Die akustische Kamera kann, ähnlich einer Wärmebildkamera, Schalldruck farblich darstellen.
Die meisten Laute kamen durch den Rüssel allein. „Zu unserer Überraschung jedoch, zeigte die akustische Kamera zweifelsfrei auch Laute, die gleichzeitig aus Mund und Rüssel kamen, und deren Resonanzspektrum tatsächlich den nasalen Vokalen von Menschen ähnelten“, erklärt Veronika Beeck. Auch wenn dies bei wenigen Tieren, Damhirschen, Walrossen und Meerkatzen vermutet wurde, ist das nun die erste Studie, die diese Kombination beweisen kann.
Basierend auf diesen neuen Erkenntnissen, vermuten die Forscher*innen, dass Säugetier-Laute allgemein doch flexibler sein könnten als bisher angenommen. Akustische Kommunikation spielt in sozialen Systemen, sowie dem komplexen Matriarchat der Elefanten, eine wichtige Rolle. Welche Funktion hier genau die kombinierten Mund- und Rüssellaute haben, gilt es noch zu erforschen.
Originalpublikation:
Beeck, V.C.; Heilmann, G.; Kerscher, M.; Stoeger, A.S. Sound Visualization Demonstrates Velopharyngeal Coupling and Complex Spectral Variability in Asian Elephants. Animals 2022, 12, 2119.
https://doi.org/10.3390/ani12162119
23.08.2022, Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie
Rettende Wimpernschläge: Steinkorallen schützen sich mit einem körpereigenen Ventilator vor Umweltstress.
Sterbende Riffe und ausgbleichte Korallenstöcke: Der Klimawandel setzt Korallen massiv zu. Die Korallenbleiche greift durch das wärmer werdende Wasser immer weiter um sich. Doch nicht alle Korallen reagieren darauf gleich empfindlich. Ein internationales Team um Cesar Pacherres und Moritz Holtappels vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) in Bremerhaven sowie Soeren Ahmerkamp vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen hat nun eine mögliche Erklärung dafür: Mithilfe von winzigen Flimmerhärchen können Korallen die Strömungsverhältnisse in ihrer Umgebung beeinflussen und sich so vor schädlichen Sauerstoffkonzentrationen schützen.
Korallenriffe gehören nicht nur zu den artenreichsten Ökosystemen der Erde, sondern auch zu den wirtschaftlich wichtigsten. „Sie spielen zum Beispiel eine große Rolle für die Fischerei und den Tourismus“, sagt Moritz Holtappels. „Und als Wellenbrecher leisten sie sehr gute Dienste für den Küstenschutz.“ Entsprechend große Sorgen machen sich Fachleute um den Zustand der wertvollen Unterwasserstädte. Denn diese werden gleich von mehreren Seiten in die Zange genommen: Die Überdüngung und Versauerung der Ozeane machen ihnen ebenso zu schaffen wie eine zu intensive Fischerei. Und der Klimawandel führt immer häufiger zu den gefürchteten „Korallenbleichen“.
Diese entstehen, wenn den Baumeistern der Riffe das Wasser zu warm wird. Die meisten der kleinen Polypen, die diese beeindruckenden Kalkgebilde schaffen, leben in einer Symbiose mit Algen aus der Gruppe der Dinoflagellaten zusammen. Sie bieten diesen Organismen Schutz und bekommen im Gegenzug energiereichen Zucker und andere Produkte, die ihre Untermieter mithilfe des Sonnenlichts aus Kohlendioxid und Wasser herstellen. Dieser Photosynthese genannte Prozess aber wird bei zu hohen Temperaturen zum Problem. Statt die Korallen mit Energie zu versorgen, setzen die Algen dann sogar schädliche Substanzen frei. Also werfen die Polypen ihre Mitbewohner hinaus, der Korallenstock verliert seine Farbe – und stirbt dann oft ganz ab. „Dem fallen allerdings nicht alle Korallen eines Riffs zum Opfer“, erklärt Cesar Pacherres. „Einige bleichen schnell, andere gar nicht.“ Was aber steckt hinter diesen Unterschieden?
Um das herauszufinden, haben die Forscher das komplexe Zusammenleben zwischen der Steinkoralle Porites lutea und ihren grünen Mitbewohnern genauer unter die Lupe genommen. Eines der Probleme der Unterwasser-Wohngemeinschaft besteht demnach darin, dass bei der Photosynthese der Algen jede Menge Sauerstoff frei wird. Der ist zwar für die meisten Tiere und Pflanzen lebenswichtig. Zu viel davon kann aber gerade in warmem Wasser auch gefährlich werden. Denn bei zu hohen Konzentrationen verarbeitet der Photosynthese-Apparat der Algen verstärkt Sauerstoff statt Kohlendioxid. Das führt nicht nur zu einer weniger effektiven Energiegewinnung, es entstehen dabei auch gefährliche Sauerstoff-Radikale, die Zellen schädigen können. „Bei viel Sonnenlicht haben Korallen ein Problem, den überschüssigen Sauerstoff loszuwerden“, erklärt Cesar Pacherres. „Geringe Wasserbewegung und hohe Temperaturen fördern diesen sogenannten oxidativen Stress, der als Hauptursache für die Korallenbleiche gilt.“
Mit neuen Untersuchungsmethoden sind die Forscher nun der Spur des Sauerstoffs gefolgt. Dabei haben sie festgestellt, dass sich dessen Produzenten in den untersuchten Korallen keineswegs gleichmäßig verteilen. In manchen Bereichen sind die Algen viel dichter gesät als in anderen. „Wir hatten erwartet, dass wir über diesen Hotspots der Photosynthese auch die höchsten Sauerstoffkonzentrationen im Wasser finden würden“, sagt Soeren Ahmerkamp. „Überraschenderweise war aber genau das Gegenteil der Fall.“
Das steht im Gegensatz zur gängigen Theorie über den Stoffaustausch zwischen Korallen und ihrer Umgebung: Bisher hatte man nämlich angenommen, dass freigesetzte Substanzen beim Verlassen des Gewebes einfach durch Diffusion von den Regionen mit hoher zu solchen mit niedriger Konzentration wandern. Dann aber hätte sich dort am meisten Sauerstoff finden müssen, wo auch am meisten produziert wurde. Ein anderes Muster kann nur entstehen, wenn die Korallen das Element aktiv woanders hin transportieren. Und dank ausgeklügelter Überwachungstechnik wissen die Forscher inzwischen auch, wie sie das machen.
„Der Trick besteht darin, dass die Flimmerhärchen auf der Oberfläche der Korallen durch koordiniertes Schlagen kleine Wirbel erzeugen“, erläutert Soeren Ahmerkamp. Auf diese Weise können die Polypen die Strömung so beeinflussen, dass sie die Bereiche mit vielen Algen gezielt belüften. Dabei führen sie von oben sauerstoffarmes Wasser aus der Umgebung neben die Flecken mit den höchsten Algendichten. Dort wird es mit Sauerstoff beladen. Der aufsteigende Ast des folgenden Wirbels fließt dann wieder von den Korallen weg und entlässt seine Fracht ein Stück weiter oben ins Meer. Mithilfe eines Computermodells haben die Forscher das Zusammenspiel von Diffusion und Wimpernschlag an der Korallenoberfläche simuliert. Durch die Wirbel in der Nachbarschaft der Algen kann die Steinkoralle den Bereich mit kritischen Sauerstoffkonzentrationen demnach um die Hälfte reduzieren.
„Die festsitzenden Korallen sind also nicht auf Gedeih und Verderb der Meeresumwelt ausgeliefert, wie man bisher gedacht hat“, resümiert Moritz Holtappels. Den Stoffaustausch mit ihrer Umgebung gezielt zu beeinflussen und überschüssigen Sauerstoff wegzufächeln, kann für die Tierchen lebenswichtig sein – vor allem, wenn sie in Meeresregionen mit wenig Strömung wachsen. Allerdings ist dieses ausgeklügelte Ventilationssystem vermutlich nicht bei allen Korallen gleich gut ausgebildet. Das könnte erklären, warum manche bei widrigen Bedingungen so viel stärker ausbleichen als andere.
Originalpublikation:
Cesar O. Pacherres, Soeren Ahmerkamp, Klaus Koren, Claudio Richter und Moritz Holtappels: Ciliary flows in corals ventilate target areas of high photosynthetic oxygen production. Current Biology (2022).
DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.07.071
25.08.2022, Staatliches Museum für Naturkunde Stuttgart
245 Millionen Jahre alte Fossilien liefern neue Erkenntnisse zur Evolution und Ernährungsweise von Wasserinsekten
Die Ernährungsweise des Filtrierens von Schwebteilen aus dem Wasser war bei Wasserinsekten bereits früher entwickelt als bisher vermutet. Dies zeigen Untersuchungen an fossilen Insektenlarven aus dem „Voltziensandstein“ der Vogesen durch Dr. Arnold Staniczek, Wasserinsekten-Spezialist am Naturkundemuseum Stuttgart, und seines Kollegen Dr. Pavel Sroka von der tschechischen Akademie der Wissenschaften in Budweis.
Bisher waren die Lebensweise und die systematische Einordnung dieser Tiere umstritten. Die Wissenschaftler konnten anhand einer Merkmalsanalyse nachweisen, dass es sich bei den Fossilien um aquatische Larven von Eintagsfliegen handelt, die bereits vor 245 Millionen in der Trias als passive Filtrierer in fließenden Gewässern lebten. Dies stellt den bisher frühesten Nachweis für das Vorkommen dieser Ernährungsstrategie bei Wasserinsekten überhaupt dar. Seither nahm man an, dass diese Ernährungsweise bei Eintagsfliegen erst ab der Jurazeit vor ungefähr 200 Millionen Jahren und bei Köcherfliegen erst ab der Kreidezeit vor ungefähr 135 Millionen Jahren entwickelt war. Die drei untersuchten fossilen Arten Vogesonympha ludovici, Mesoplectopteron lonigpes und Triassoephemera punctata wurden in eine neue systematische Gruppe namens Sinebranchia gestellt, die mit modernen Eintagsfliegen eng verwandt sind.
Die Ergebnisse der Forschungsarbeit wurden in der Fachzeitschrift „Papers in Palaeontology“ veröffentlicht.
Die Analysen der Spezialisten konzentrierten sich auf drei fossile Arten einer vielfältigen Eintagsfliegenfauna aus dem „Voltziensandstein“ der Vogesen, der 245 Millionen Jahre alt ist. Bisher nicht untersuchte Exemplare brachten die für die Forscher überraschende Erkenntnis zu Tage, dass eine bemerkenswerte Vielfalt an Lebensstrategien und Ernährungsweisen der Insekten bereits in der Zeit der Mittleren Trias bestand. Die offensichtlichsten Anpassungen der Insekten an deren Lebensweise ist ein Filterapparat aus langen, in Reihen angeordneten Filtrierhärchen an den Vorderbeinen sowie Filterhaaren an den Mundwerkzeugen, mit denen Schwebepartikel aus dem Wasser als Nahrung herausfiltriert wurden. „Ebenfalls gekennzeichnet sind die beschriebenen Larven durch ein untypisches Fehlen von Tracheenkiemen, was wahrscheinlich mit ihrem Leben in fließendem, gut mit Sauerstoff angereichertem Wasser zusammenhing, so dass Kiemen überflüssig wurden. In Zusammenhang stand diese neue Ernährungsweise zu Beginn des Erdmittelalters möglicherweise mit einem zunehmenden Eintrag von pflanzlichen Nährstoffen in die damaligen Fließgewässer. Dies liefert uns auch Informationen zu dem damaligen Ökosystem“, so Dr. Arnold Staniczek.
Die analysierten Fossilien sind Teil der wertvollen „Sammlung Grauvogel“ aus dem Bundsandstein der Mittleren Trias der Vogesen, die das Naturkundemuseum Stuttgart vor einigen Jahren erworben hat. „Die gute Erhaltung der Insekten gab uns die Möglichkeit zu den umfangreichen Analysen. Im Voltziensandstein sind auch zahlreiche Insekten überliefert, von denen ansonsten nur äußerst wenige Funde aus der Trias bekannt sind“, sagt Dr. Arnold Staniczek.
In ihrer Gesamtheit dokumentiert die Sammlung Grauvogel ein subtropisches Delta, das vor 245 Millionen Jahren in Mitteleuropa lag und Lebensraum für viele bisher unbekannte Arten bot. Dies ist für Forscher*innen aus verschiedensten Fachrichtungen von hohem wissenschaftlichem Wert. Die Sammlung Grauvogel, die weltweit größte Privatsammlung von Fossilien aus den Vogesen der Mittleren Trias, konnte das Museum vor einigen Jahren mit finanzieller Hilfe der Gesellschaft zur Förderung des Naturkundemuseums Stuttgart e.V., der Kulturstiftung der Länder sowie des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg erwerben.
Originalpublikation:
Sroka, P., Staniczek, A.H. (2022): Evolution of filter-feeding in aquatic insects dates back to the Middle Triassic: New evidence from stemgroup mayflies (Insecta: Ephemerida) of Grès à Voltzia, Vosges, France. Papers in Palaeontology 8(4): e1456, 1-17.
DOI: https://doi.org/10.1002/spp2.1456
25.08.2022, NABU
NABU: Nicht das Wildschwein ist das Problem
Krüger: Mensch ist Haupttreiber für Eintrag der Afrikanischen Schweinepest
ASP-Zäune sind ökologische Barrieren & müssen dringend abgebaut werden
Seit dem Auftreten der Afrikanischen Schweinepest (ASP) 2014 im baltischen Raum sowie Tschechien und Polen herrscht Unruhe in deutschen Landwirtschaftskreisen. Der Exporthandel mit billigem Schweinefleisch erlebt seitdem Rückschläge. In der Folge wurden seit 2020 entlang der Oder und Neiße über 1.000 Kilometer Schutzzäune errichtet, die auf mehrere Jahre angelegt sind. Zudem wurden Jagdzeiten und -praktiken bei der Wildschweinjagd geändert.
NABU-Präsident Jörg-Andreas Krüger: „Die ASP ist heute bereits endemisch. Die Zäune haben nicht nur ihre gewünschte Wirkung verfehlt – sie sind auch enorm schädlich für unser Ökosystem. So durchtrennen sie angestammte Wildwege und verursachen als ökologische Barrieren erhebliche Schäden für Tier, Natur, Artenvielfalt.“
Um weiteren Schaden für Natur und Umwelt zu vermeiden, fordert der NABU den sofortigen Rückbau der langfristig angelegten, großräumigen Zäunungen. Mit Blick auf die Bekämpfung der Afrikanischen Schweinepest fordert der Umweltverband einen Lösungsansatz auf Grundlage wissenschaftlicher Fakten.
„Die aktuellen Maßnahmen sind nicht verhältnismäßig und müssen dringend auf den Prüfstand. Das Wildschwein darf nicht länger Sündenbock für eine einseitige Agrarpolitik sein. Vielmehr muss verstärkt auf Früherkennung und Kontrollen zur Einhaltung der Hygieneverordnung gesetzt werden. Die Kapazitäten von Veterinärämtern müssen dringend erhöht und ihr Fokus auf die menschlichen Einfuhr- und Übertragungspfade gelegt werden“, so Krüger weiter.
Mittlerweile werden sogar Truppenübungsplätze eingezäunt. Das Eintragsrisiko wurde damit jedoch nicht reduziert. Stattdessen zeigen aktuelle Fälle von ASP in Hausschweinbeständen deutlich: Nicht das Wildschwein ist das Problem – es ist der Mensch.
„Die kostspieligen auf Jahre angelegten Zäune blenden den eigentlichen Konflikt aus und verfehlen ihr Ziel. Werden Biosicherheitsstandards eingehalten, spielt das Wildschwein kaum eine Rolle. Das Risiko geht hier fast ausschließlich vom Menschen aus“, sagt Artenschutzreferent Sebastian Kolberg. „Die Verantwortung für die seuchenhygienische Absicherung liegt vor allem bei den Betrieben, nicht bei der Allgemeinheit.“
Mit seinem Standpunktepapier möchte der NABU nun für Klarheit sorgen und den eigentlichen Kern des Konflikts aufzeigen. Ziel ist es, noch größeren Schaden für die Natur abzuwenden.
NABU-Standpunkt zur Afrikanischen Schweinpest: www.nabu.de/downloads/landwirtschaft/nabu-standpunkt-afrikanische-schweinepest.pdf
