Neues aus Wissenschaft und Naturschutz

20.09.2022, Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) im Forschungsverbund Berlin e.V.
Trotz häufiger Sichtungen: Die Lebensräume von Eichhörnchen in Berlin sind klein und fragmentiert
Eichhörnchen gehören zu den in Großstädten wie Berlin am häufigsten gesichteten Wildtieren. Die Verteilung ihrer Lebensräume gleicht jedoch eher einem Flickenteppich, fand ein Wissenschaftsteam unter Leitung des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) mit Hilfe von Computermodellen und Eichhörnchen-Sichtungen von Bürgerwissenschaftler:innen heraus. Die Modelle führen die Sichtungen mit verschiedenen Umweltparametern zusammen und sind so ein wichtiges Instrument für die Stadtplanung, da sie Gegenden identifizieren, in denen Korridore zur Verbindung fragmentierter Lebensräume fehlen.
Die Arbeit ist in der Fachzeitschrift „Frontiers in Ecology and Evolution“ erschienen. In einem darauf aufbauenden Projekt will das Team nun Wissenslücken zu Überlebenschancen, Ausbreitungspotential, Ernährung und Gesundheit der Berliner Eichhörnchen füllen.
Auch in Großstädten wie Berlin sind Eichhörnchen – genauer gesagt das rote Eurasische Eichhörnchen (Sciurus vulgaris) – eine Allerweltsart. Häufige Sichtungen täuschen jedoch darüber hinweg, dass die Großstadt für die Nagetiere ein herausforderndes Pflaster ist und geeignete Lebensräume klein und fragmentiert sind. Diese „Inseln“ im Meer der Metropole sind häufig isoliert, dazu stellen Straßen und freilaufende Hauskatzen für die Tiere große Herausforderungen dar. Daher weisen städtische Eichhörnchen kleinere Aktionsradien auf als ihre Artgenossen in großen, zusammenhängenden Lebensräumen. Eine weitere Verdichtung des Gebäudebestands in der Stadt könnte die Konnektivität der fragmentierten Habitate weiter verschlechtern und die einzelnen Populationen näher an den Rand ihres „Existenzminimums“ bringen. Auch die zunehmende Bildung von Hitzeinseln in Städten durch den Klimawandel könnte ihnen zusetzen. Daher ist das nun publizierte Wissen über die Verbreitung und das Sterberisiko der Eichhörnchen in Abhängigkeit von der Verortung baulicher Strukturen und anderer Umweltvariablen wichtig für die Stadtplanung und den Umgang mit städtischen Frei- und Grünflächen.
Dieses Wissen entsprang einer Zusammenführung und mathematischer Modellierung von Daten am Leibniz-IZW und dem Berlin-Brandenburgischen Institut für Biodiversitätsforschung (BBIB). „Wir konnten auf Daten aus zwei Citizen-Science-Projekten zurückgreifen, in denen Berliner Bürger:innen Eichhörnchen-Sichtungen meldeten oder die Tiere über Wildtierkameras in Stadtgärten registriert wurden“, sagt Prof. Stephanie Kramer-Schadt, Leiterin der Abteilung für Ökologische Dynamik am Leibniz-IZW und Professorin für Planungsbezogene Tierökologie an der Technischen Universität Berlin (TUB). „Diese Daten weisen unterschiedliche Qualität und Grade an Strukturiertheit auf: Beispielsweise waren die Wildtierkameras mittels eines 2×2-Kilometer-Rasters in Berlin gleichmäßig verteilt, während die Sichtungen zufällig dort und dann erfolgten, wo die Menschen die Tiere eben gesehen haben“, ergänzt Marius Grabow, Doktorand in Kramer-Schadts Abteilung und Erstautor der Veröffentlichung. Das Team um Grabow und Kramer-Schadt entwarf mit unterschiedlichen Methoden mehrere mathematische Computermodelle, die das Vorkommen von Eichhörnchen anhand von Umweltvariablen bestmöglich vorhersagten. Zu den Umweltvariablen zählten beispielsweise der Abstand zur nächsten Grünfläche, der Abstand zur nächsten Straße, Baumbestand und -alter, nächtliche Temperaturen oder Versiegelungsgrad.
„Unser Ziel war, es räumliche Modelle so zu verbessern, dass wir anhand vorhandener Umweltdaten möglichst genaue Vorhersagen zum tatsächlichen Vorkommen der Tiere treffen können – die großartigen Daten der Bürgerwissenschaftler:innen waren dafür unsere Referenz“, sagt Grabow. Das Team identifizierte mit den Modellen kritische Hotspots, wo die Verbindung von Lebensraum-Inseln besonders wichtig ist. Dies ist beispielsweise an der Elsenstraße/Elsenbrücke in Treptow der Fall, wo die Spree und die breiten Fahrbahntrassen die Grünflächen im Treptower Park, auf der Halbinsel Stralau und im Schlesischen Busch/Görlitzer Park trennen. Ebenso „einschneidend“ sind die Trasse der A111 im Tegeler Forst und Frohnau sowie die Bahn- und Stadtautobahntrassen zwischen dem Tempelhofer Feld und den Grünanlagen in Britz. Positiv fiel ein wichtiger und langer Korridor für Eichhörnchen auf, der durch mehrere Grünanlagen an der Spree gebildet wird. „Dieser Gürtel hat das Potenzial, Stadtteile in Ost und West zu verbinden und ist lediglich durch einzelne, massive bauliche Barrieren unterbrochen“, so Grabow.
„Die häufige Sichtung von Eichhörnchen in Berlin verleitet nicht nur zu der Fehlannahme, dass sie in der Großstadt sehr gute Lebensraumbedingungen vorfinden, sondern führt auch zu dem Irrglauben, dass wir recht viel über ihre Lebensweise und Gesundheit wissen“, so Ko-Autorin Sinah Drenske vom Leibniz-IZW. „Viel vermeintliches Wissen über ihre Bewegungsmuster, ihre Nahrung oder ihren Gesundheitszustand sind tatsächlich nur anekdotisches Wissen“, sagt Drenske, die am Leibniz-IZW und der TUB mit dem Projekt „Ökologie der Eichhörnchen in Berlin“ promoviert. Tatsächlich entdeckte Dr. Gudrun Wibbelt von der Abteilung für Wildtierkrankheiten am Leibniz-IZW in Kooperation mit dem Konsiliarlabor für Pockenviren am Robert Koch-Institut vor wenigen Jahren ein bis dahin unbekanntes Pockenvirus für Eichhörnchen („Berlin Squirrelpoxvirus“), an welchem junge Eichhörnchen regelmäßig versterben.
Drenske wird in den kommenden 2 bis 3 Jahren immer wieder Eichhörnchen in Berlin mit Chips und Sendern markieren, vermessen und untersuchen, Proben nehmen und sie danach sofort wieder freilassen. Durch diese Langzeitbeobachtung wird das Projekt gesicherte Erkenntnisse zur Überlebensfähigkeit der Bestände und ihrer genetischen Struktur, zum Gesundheitszustand der Tiere, ihrem Bewegungsverhalten, ihrer Ernährung und ihren Ökosystemleistungen wie Samenverbreitung erbringen. „Die Modelle zur Verbreitung der Eichhörnchen, die auf den bürgerwissenschaftlichen Daten beruhen, dienen dabei zur Auswahl der Untersuchungsorte entlang eines urbanen Gradienten in Berlin“, sagt Dr. Conny Landgraf, beteiligte Wissenschaftlerin im Eichhörnchenprojekt. Es gäbe Anzeichen, dass Städte Refugien für Eichhörnchen darstellen können, z.B. aufgrund der abweichenden Zusammensetzung an Beutegreifern gegenüber ländlichen Räumen und der Zufütterung durch Anwohner. Dennoch wisse man nicht, wie es den Eichhörnchen gesundheitlich gehe, wie viele es gibt und wie sich verschiedene Gefahren (wie Straßen oder nicht artgerechte Nahrung) auf die Gesundheit der Eichhörnchen auswirken, so Drenske. „Bevor es in Berlin zu einem Populationsrückgang kommt, wollen wir das Wissen generieren, das helfen kann, die Eichhörnchen-Bestände in der Stadt langfristig zu sichern.“
Originalpublikation:
Grabow M, Louvrier JLP, Planillo A, Kiefer S, Drenske S, Börner K, Stillfried M, Hagen R, Kimmig S, Straka TM, Kramer-Schadt S (2022): Data-integration of opportunistic species observations into hierarchical modeling frameworks improves spatial predictions for urban red squirrels. Front. Ecol. Evol. 10:881247. DOI: 10.3389/fevo.2022.881247

19.09.2022, Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Wie viele Ameisen gibt es eigentlich?
Haben Sie sich diese Frage schon einmal gestellt? Ein Team um den Würzburger Biologen Dr. Patrick Schultheiss und die Biologin Dr. Sabine Nooten liefert nun die Antwort. Neben der Anzahl wurde auch die Verteilung ermittelt.
Wie viele Sterne zählt unsere Galaxie? Wie viele Sandkörner gibt es in der Sahara? Wie viele Ameisen leben auf der Erde? Das alles sind Fragen, die eigentlich unmöglich zu beantworten scheinen. Durch intensive und umfangreiche Datenanalyse kommt die Wissenschaft den Lösungen aber erstaunlich nahe. In Sachen Ameisen hat ein Team um die Würzburger Biologin Sabine Nooten und den Würzburger Biologen Patrick Schultheiss genau das getan.
Seit 2022 forscht Schultheiss am Lehrstuhl für Verhaltensbiologie und Soziobiologie der Julius-Maximilians-Universität (JMU). Nach Würzburg zog es ihn von der University of Hong Kong. In Kooperation mit dieser entstand die jetzt in Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS) veröffentlichte Publikation mit dem Titel „The Abundance, Biomass, and Distribution of Ants on Earth“.
„Eine 20 mit 15 Nullen“
Aber wie viele Ameisen sind es denn nun? Sabine Nooten, ebenfalls Hauptautorin und von Hong Kong nach Würzburg gewechselt, klärt auf: „Unserer Einschätzung nach beläuft sich die globale Ameisenpopulation auf 20 x 1015 – also 20 Billarden Tiere. Das ist eine 20 mit 15 Nullen, was schwer zu begreifen ist.“
Anschaulicher wird es, wenn man daraus resultierend die Biomasse der Tiere errechnet. Diese beträgt zwölf Megatonnen Kohlenstoff. „Das übersteigt die kombinierte Biomasse von wilden Vögeln und Säugetieren und entspricht rund 20 Prozent der Biomasse der Menschheit“, erläutert Patrick Schultheiss.
Um die Anzahl der Ameisen zu errechnen, hat das Team verschiedenste bereits vorhandene Studien zu den Insekten gesichtet und letztlich etwa 500 passende Arbeiten ausgewertet und in einer Datenbank vereinigt.
Verteilung variiert stark
Bekannt war, dass Ameisen nahezu sämtliche Lebensräume der Erde bevölkern, ausgenommen die Polarregionen. Im Rahmen der Studie wurde nun erstmals empirisch untersucht, wie sie sich dort verteilen. Herauskam, dass die Tropen die höchste Ameisendichte aufweisen. Neben der Klimazone spielen aber auch lokale Ökosysteme eine wichtige Rolle. Wälder und Trockengebiete beheimaten die meisten Exemplare, in stark vom Menschen beeinflussten Gebieten kommen sie dagegen deutlich seltener vor.
Zukünftige Studien sollen sich darauf konzentrieren, welche Umwelteinflüsse die Verteilung der Ameisen konkret beeinflussen und wie weit sich diese durch den Klimawandel verändern wird.
Wichtige Rolle im Ökosystem
Warum die Anzahl und Verteilung dieser Tiere überhaupt von großer Bedeutung ist, zeigt ein in der Studie zitiertes Beispiel: „Pro Hektar bewegen Ameisen im Jahr bis zu 13 Tonnen Erdmasse“, berichtet Patrick Schultheiss, „damit haben sie großen Einfluss auf die Erhaltung des Nährstoffkreislaufs und spielen auch in der Verbreitung von Pflanzensamen eine entscheidende Rolle.“
Manchmal ist der Einfluss der Insekten aber auch negativ. Invasiv auftretende Arten, zum Beispiel Feuerameisen, können sich etwa negativ auf die lokale Biodiversität auswirken und dabei beträchtlichen Schaden anrichten.

20.09.2022, NABU
Zehntausende Nosferatuspinnen von Freiburg bis Rendsburg gemeldet
NABU-Aufruf zeigt: Eingewanderte Spinnenart ist stärker verbreitet als bisher bekannt
Innerhalb weniger Jahre hat sich die aus dem Mittelmeergebiet stammende Nosferatuspinne in fast ganz Deutschland ausgebreitet. Das zeigen erste Ergebnisse eines Meldeaufrufs des NABU und des Beobachtungsportals NABU-naturgucker.de.
Die Nosferatuspinne kommt bei uns fast ausschließlich in Gebäuden vor. In Deutschland wurde die Art erstmals 2005 in Freiburg im Breisgau entdeckt. Bis Sommer 2022 waren bei NABU-naturgucker.de bereits 500 Beobachtungen registriert – zwei Wochen nach Start des NABU-Aufrufs sind es nun rund 16.000. Vom großen Echo zeigt sich NABU-Experte Dr. Roland Mühlethaler überrascht: „Das Thema hat bei den Medien ebenso gezündet wie beim Publikum. Ein Grund ist sicher die Nähe der Art zum Menschen und ihre imposante Größe. Dazu kommt noch ein gewisser Gruselfaktor, die Benennung nach einem Stummfilm-Vampir regt zusätzlich die Fantasie an.“
Auch wenn es inzwischen Meldungen aus allen Winkeln der Republik gibt, liegen die Verbreitungsschwerpunkte unverändert im Süden und Westen. Vor allem entlang von Rhein, Neckar und Ruhr kommt die Nosferatuspinne nahezu flächendeckend vor. Nach Norden und Osten dünnen die Nachweise merklich aus. „Unser Meldeaufruf gilt daher weiter“, betont Mühlethaler. „Wir freuen uns über jede zusätzliche Beobachtung über www.NABU.de/Nosferatu. Besonders wertvoll sind dabei Belegfotos, denn so lässt sich die Art sicher nachweisen. Das gilt für alle Regionen, besonders aber für den Osten der Republik. So liegt aus Sachsen-Anhalt, Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern erst je ein Fotobeleg vor.“
Sie wird zwar gelegentlich auch im Freiland gefunden, spätestens im Herbst zieht es die wärmebedürftige Nosferatuspinne, wie viele andere Spinnenarten auch, aber nach drinnen. Mit einer Körperlänge von bis zu zwei Zentimetern und einer Beinspannweite von etwa fünf Zentimetern gehört sie zusammen mit der Hauswinkelspinne zu den größten Gebäudebewohnerinnen. Die Nosferatuspinne kann spürbar zubeißen, tut das aber nur sehr selten bei direkter Bedrohung. Der Biss ist vergleichbar mit einem leichten Insektenstich. Als nächtliche Jägerin hält die Nosferatu im Haus den Bestand an Fliegen und anderen Insekten klein.
Hintergrundinformationen: Bis zum 15. September wurden aufgrund des Aufrufs fast 16.000 Beobachtungen der Nosferatuspinne unter www.NABU.de/Nosferatu eingetragen. Die Überprüfung von 7900 Bildern zeigte, dass 84 Prozent der Bestimmungen korrekt waren. Etwas mehr als die Hälfte der Fehlbestimmungen entfiel auf die Große Hauswinkelspinne und weitere Winkelspinnen; diese Arten sehen der Nosferatuspinne am ähnlichsten.

21.09.2022, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Symbiotische Bakterien schützen Larven der Wollkäfer vor Krankheitserregern
Bakterien erzeugen antimykotische Verbindung, die Eier, Larven und Puppen vor Pilzinfektionen schützt – Bakteriengemeinschaft bleibt trotz Häutungen erhalten
Wollkäfer haben zum Schutz ihrer Nachkommen ungewöhnliche Körpermerkmale ausgebildet: Auf dem Rücken der Larven befinden sich kleine Einstülpungen, die von Bakterien besiedelt sind. Wie eine neue Studie zeigt, schützen die symbiotischen Bakterien die Käfer während ihrer Entwicklung und auch während der empfindlichen Phase der Häutungen gegen pathogene Pilze. „Die Wollkäfer haben einen Weg gefunden, um schädliche Pilzinfektionen zu verhindern und das Überleben ihrer Nachkommen zu sichern“, teilt Rebekka Janke von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) dazu mit. Sie hat im Rahmen ihres Promotionsprojekts unter der Leitung von Dr. Laura Flórez, die mittlerweile als Wissenschaftlerin an der Universität Kopenhagen arbeitet, und Prof. Dr. Martin Kaltenpoth, Direktor am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, das Zusammenspiel von Symbionten und Käfern untersucht. An den Forschungsarbeiten waren außerdem Kooperationspartner in Jena und Brasilien beteiligt.
Burkholderia gladioli besiedelt die Taschen auf dem Rücken der Wollkäfer
Für wirbellose Tiere wie Käfer ist die Kutikula, also der harte Chitinpanzer mit einer dünnen, wasserabweisenden Deckschicht, die erste und wichtigste Barriere gegen Räuber und Krankheitserreger. Sie kann aber auch eine Heimat für mikrobielle Symbionten sein. Bei Käfern der Gattung Lagria wurde bereits Anfang des 20. Jahrhunderts entdeckt, dass Larven von Lagria hirta drei kleine Taschen auf ihrem Rücken aufweisen, die mit Bakterien gefüllt sind. Fast 100 Jahre später konnten Martin Kaltenpoth und Laura Flórez zeigen, dass Weibchen der Art Lagria villosa während der Eiablage die symbiotischen Bakterien auspressen, um ihre Eier auf dem feuchten Boden gegen Pilzinfektionen zu schützen. Eier ohne Abwehrhilfe durch das Bakterium Burkholderia gladioli wurden dagegen von Schimmelpilzen überwuchert.
In seiner neuen Arbeit zeigt das Forschungsteam, dass die bakteriellen Symbionten von Lagria villosa während der gesamten Entwicklung der Larven die Einstülpungen auf dem Rücken der Insekten bewohnen und diese kleinen Taschen nach außen hin immer über einen schmalen Kanal geöffnet bleiben. Außerdem werden die Taschen bei der Häutung der Larven nicht abgestoßen, sondern bleiben während der gesamten Larvenentwicklung erhalten. „Während der Häutung wird aber ein Teil der Symbionten auf die Oberfläche der Larven abgegeben. So sind die Larven auch in dieser kritischen Phase gegen Infektionen durch Pilze geschützt“, sagt Martin Kaltenpoth.
Bei Lagria villosa handelt es sich um Wollkäfer, die ursprünglich in Afrika beheimateten waren und sich seit den 1970er Jahren in Südamerika stark ausbreiten. Sie gehen durch sieben Larvenstadien mit den entsprechenden Häutungen, bevor sie sich verpuppen und dann als ausgewachsenes Insekt aus der Puppe schlüpfen.
Burkholderia-Stamm Lv-StB und antifungale Verbindung Lagriamid nachgewiesen
Für weitere Untersuchungen sammelte Rebekka Janke Proben aus allen Lebensstadien der Käfer von Feldern in Brasilien, um sie mit ihren Forscherkolleginnen und -kollegen einer eingehenden Analyse zu unterziehen. Dies ergab, dass ein Symbiontenstamm von Burkholderia gladioli mit der Bezeichnung Lv-StB, der bereits für den Schutz im Eistadium maßgeblich ist, auch die Abwehr in den folgenden Lebensstadien hauptsächlich übernimmt. Der Burkholderia-Stamm erzeugt eine antifungale Verbindung, Lagriamid genannt, die ebenfalls in allen Stadien zu finden ist, also auf der Oberfläche von Eiern, Larven, Puppen und auch auf der Innenseite der gehäuteten Hüllen. Die Symbionten, so ergab eine andere Untersuchung, waren außerdem während der Larvenstadien und der Verpuppung in beiden Geschlechtern, männlich sowie weiblich, präsent.
„Wenn wir die bakteriellen Helfer entfernen, beeinträchtigt dies die Überlebenswahrscheinlichkeit der jungen Larven erheblich, sobald sie verschiedenen pathogenen Pilzen ausgesetzt sind“, erklärt Laura Flórez. Obwohl die Häutung im Allgemeinen dazu dienen kann, schädliche Eindringlinge aus der Kutikula des Insekts zu entfernen, ist das Insekt in dieser Zeit eben auch seiner Schutzschicht beraubt und anfälliger für Infektionen. „Die Wollkäfer“, so Flórez, „haben einen Weg gefunden, das Problem zu umgehen, indem sie auf ihrem Rücken die Schutzhüllen in Taschen anlegen, die auch bei wiederholten Häutungen bestehen bleiben.“
Rebekka Janke hat an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz Biologie studiert und ist seit Oktober 2017 Doktorandin in der Abteilung Evolutionäre Ökologie am Institut für Organismische und Molekulare Evolutionsbiologie. Laura Flórez war von 2016 bis 2021 als wissenschaftliche Mitarbeiterin in derselben Abteilung tätig und forscht seit 2021 an der Universität Kopenhagen. Martin Kaltenpoth war von 2015 bis 2021 Professor für Evolutionäre Ökologie an der JGU. Im Februar 2021 wechselte er als Direktor ans Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena und baute die neue Abteilung Insektensymbiose auf. Die Forschungsarbeiten zur mikrobiellen Ökologie von Wollkäfern wurden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und durch einen ERC Consolidator Grant unterstützt.
Originalpublikation:
Rebekka S. Janke et al.
Bacterial ectosymbionts in cuticular organs chemically protect a beetle during molting stages
ISME Journal, 2. September 2022
DOI: 10.1038/s41396-022-01311-x
https://www.nature.com/articles/s41396-022-01311-x
Rebekka S. Janke et al.
Morphological adaptation for ectosymbiont maintenance and transmission during metamorphosis in Lagria beetles
Frontiers in Physiology, 30. August 2022
DOI: 10.3389/fphys.2022.979200
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2022.979200/full

21.09.2022, Universität Hamburg
Studie an australischem „ant-slayer“: Spinne fängt gefährliche Beute mithilfe akrobatischer Jagdstrategie
Erstmalig hat ein Forschungsteam unter Beteiligung des Fachbereichs Biologie der Universität Hamburg mithilfe detaillierter Verhaltensanalysen gezeigt, wie die australische Spinne Euryopis umbilicata (ant-slayer) wesentlich größere und wehrhafte Beute erlegt: Die Jagdtechnik besteht aus einem akrobatischen Angriff gefolgt von einer Sequenz, in der die Beute eingesponnen wird. Der Fang läuft innerhalb von Sekundenbruchteilen ab. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)“ erschienen.
Die Australische Kugelspinne Euryopis umbilicata lebt auf den Stämmen von Eukalyptusbäumen und versteckt sich tagsüber unter der Rinde. In der Abenddämmerung taucht sie auf, um am Stamm des Baumes zu jagen. Verhaltensanalysen von Forschenden aus Deutschland und Australien zeigen nun detailliert, wie diese Spinnenart mithilfe ihrer Jagdtechnik viel größere und sehr wehrhafte Camponotus-Ameisen erbeuten kann, ohne selbst zum Opfer zu werden.
Dazu beobachtete das Team viele Nächte lang Spinnen an mehreren Bäumen und fand, dass bis zu neun Individuen aktiv auf einem einzigen Baum jagten. „Erstaunlicherweise bestanden fast alle Beutestücke ausschließlich aus Ameisen der Art, Camponotus consobrinus. Eine solch extreme Beutespezialisierung wie bei dieser Spinne ist ungewöhnlich, da sich Raubtiere in der Regel von verschiedenen Beutetieren ernähren“, sagt Alfonso Aceves-Aparicio, Erstautor der Studie, der die Forschungsarbeit im Rahmen seiner Promotion in der Arbeitsgruppe Verhaltensbiologie von Prof. Dr. Jutta Schneider am Fachbereich Biologie der Universität Hamburg und der Macquarie Universität in Sydney (Australien) durchführte. „Außerdem ernähren sich die meisten Raubtiere von Beutetieren, die kleiner sind als sie selbst. Dies war hier nicht der Fall, denn die Ameisen sind etwa doppelt so groß wie die Spinnen.“ Nur etwa 0,3 Prozent der bekannten Spinnenarten ernähren sich von Ameisen, vermutlich, weil sie aufgrund kräftiger Mundwerkzeuge (Mandibeln), Abwehrsäure und ihrer schieren Anzahl sehr gefährlich und wehrhaft sind.
Um herauszufinden, wie diese kleinen Baumspinnen so große Beute erlegen, sammelten die Forschenden C. consobrinus-Ameisen und ließen sie einzeln auf dem Baum in einigen Zentimetern Entfernung von den Spinnen frei. Anschließend filmte das Team die Spinnenangriffe mit 25 oder 250 Bildern pro Sekunde und führten Einzelbildanalysen durch. Insgesamt 60 Jagdsequenzen wurden aufgenommen.
Die Analysen zeigten, dass die Jagd in zwei Phasen erfolgt: Die erste Phase ist eine Art akrobatischer Angriff, bei dem die Spinnen aus ihrer ruhenden Jagdposition über die Ameise stürzen, während sie selbst durch Fangseide am Stamm gesichert sind. Diese Fangseide ziehen sie mit ihren Hinterbeinen aus ihren Spinnwarzen und fixieren so die Ameise. In der zweiten Jagdphase umkreist die Spinne die Ameise, um sie in weiterer Klebseide zu verstricken, und führt dann den tödlichen Giftbiss aus. Schließlich wird die Ameise zur Nahrungsaufnahme weggeschleift, wobei sie oft an einem Seidenfaden baumelt.
Während die akrobatischen Angriffe weniger als eine Sekunde dauern, brauchen die Spinnen in der zweiten Phase viel Zeit mit der Immobilisierung und Tötung der Beute. „Wir gehen davon aus, dass die akrobatische, sehr schnelle Immobilisierung und das folgende Einwickeln der Beute mit Seide es den Spinnen ermöglicht hat, diese reichlich vorhandene, aber gefährliche Beute als Nahrungsquelle zu erschließen“, sagt Aceves-Aparicio.
Alle Ameisen, die während des anfänglichen akrobatischen Sturzes erfolgreich mit der Seide auf dem Stamm fixiert wurden, konnten auch erlegt werden. Nur in fünf Fällen waren die Spinnenangriffe erfolglos. Diese Fälle traten typischerweise auf, wenn die Ameisen von den Bäumen fielen, bevor die viskose Seide ihren Körper berührte. Damit hat die Spinne eine außerordentlich hohe Erfolgsquote beim Beutefang und übertrifft bei weitem Spitzenraubtiere wie Geparden und in Gruppen jagende Löwen und Wölfe, die in der Regel in weniger als 50 Prozent ihrer Jagdmanöver erfolgreich sind.
„Nun sind weitere Forschungsarbeiten erforderlich, um die Mechanismen im Detail zu ergründen, die es den Spinnen ermöglichen, derart gefährliche Beutetypen zu erlegen: Was befähigt sie zu einer derart präzisen Bewegung in Hochgeschwindigkeit und wie erreichen sie eine schnelle und effiziente Haftung der viskosen Seide an den Ameisenkörper?“, sagt Prof. Schneider. „Interessant ist, dass zwei verwandte Arten auf anderen Kontinenten mit ganz ähnlichen Strategien ebenfalls recht große Ameisen jagen. Vergleichende Detailuntersuchungen wären sehr spannend, so könnte man herausfinden, ob die Evolution unterschiedliche Wege gefunden hat, um das gleiche Zeil zu erreichen oder ob es jeweils die gleichen Methoden sind, die es den Spinnen erlauben, eine neue Nahrungsnische durch die Spezialisierung auf große, wehrhafte Ameisen zu erschließen.“
Originalpublikation:
Alfonso Aceves-Aparicio, Ajay Narendra, Donald James McLean, Elizabeth C. Lowe, Marcelo Christian, Jonas O. Wolff, Jutta M. Schneider and Marie E. Herberstein (2022): Fast acrobatic manoeuvres enable arboreal spiders to hunt dangerous prey, https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2205942119

21.09.2022, Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie
Steinwerkzeugvielfalt bei Schimpansen
Forschende der Archäologie und Primatologie der Lise-Meitner-Gruppe Technologische Primaten am Leipziger Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie (MPI-EVA) zeigen, dass Schimpansen in Westafrika Steinwerkzeuge benutzen und über eine ausgeprägte und wiedererkennbare materielle Kultur verfügen.
Während Feldforschungsarbeiten im Taï-Wald in der Elfenbeinküste Anfang 2022 dokumentierte ein Team von Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen des MPI-EVA die Steinwerkzeugnutzung einer Gruppe freilebender Schimpansen. Dabei identifizierten und scannten die Forschenden verschiedene Steinwerkzeuge, die die Tiere zum Knacken unterschiedlicher Nussarten verwenden.
Bekannt war bereits, dass verschiedene Schimpansengruppen unterschiedliche Werkzeugkulturen haben, dass jedoch nur einige Gruppen in Westafrika zum Knacken von Nüssen nicht Holz- sondern Steinwerkzeuge verwenden. Indem sie 3D-Modelle der Steinwerkzeuge, die Schimpansen im Taï-Wald verwenden, mit denen verglichen, die eine andere Schimpansengruppe in Guinea verwendet, stellten die Forschenden nun fest, dass es in Hinblick auf ihre materielle Kultur erhebliche Unterschiede zwischen beiden Gruppen gibt.
Die aktuelle Studie zeigt, dass diese spezielle Schimpansengruppe aus Guinea Steinhämmer unterschiedlicher Art und Größe sowie sehr große Steinambosse verwendet, die in einigen Fällen mehr als einen Meter lang sind. Diese langlebigen Steinwerkzeuge sind über die Landschaft verbreitet, weisen unterschiedliche Grade an Abnutzung auf, die auf ihre Verwendung zurückzuführen sind, und dokumentieren Schimpansenverhalten über lange Zeiträume hinweg.
Werkzeuge unterscheiden sich zwischen Schimpansengruppen
Obwohl mehrere Schimpansengruppen Nüsse knacken, zeigt diese Studie eindrücklich, dass sich die von ihnen verwendeten Nussknack-Werkzeuge teils erheblich voneinander unterscheiden, was möglicherweise zu gruppenspezifischen Materialsignaturen führt. Diese Unterschiede sind auf eine Kombination aus Steinauswahl, Steinverfügbarkeit und verzehrter Nussart zurückzuführen.
Frühere Studien haben gezeigt, dass einige Schimpansengruppen durch die Verwendung von Steinwerkzeugen ihre eigenen archäologischen Spuren hinterlassen haben, die wenigstens 4.300 Jahren zurückreichen. „Die Fähigkeit, regionale Unterschiede in der Materialkultur von Steinwerkzeugen bei Primaten zu identifizieren, eröffnet eine Reihe von Möglichkeiten für künftige archäologische Studien“, sagt Tomos Proffitt vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, der die Studie leitete.
Den Forschenden zufolge könnte eine einfache Technologie wie das Nüsse knacken mithilfe von Steinwerkzeugen ein Vorläufer für komplexere Technologien in den frühen Phasen unserer eigenen Evolution vor mehr als drei Millionen Jahren gewesen sein. Proffitt ergänzt: „Wenn wir verstehen, wie diese einfache Steinwerkzeugtechnologie aussieht und wie sie zwischen den Gruppen variiert, können wir anfangen zu verstehen, wie wir diese Signatur auch in den frühesten archäologischen Aufzeichnungen von Homininen besser identifizieren können.“
Originalpublikation:
Tomos Proffitt, Jonathan. S. Reeves, Serge Pacome and Lydia. V. Luncz
Identifying functional and regional differences in chimpanzee stone tool technology
Royal Society Open Science, 21 September 2022, https://doi.org/10.1098/rsos.220826

22.09.2022, Ludwig-Maximilians-Universität München
Afrikanische Schlafkrankheit: Wie der Erreger Tsetse-Fliegen besiedelt
LMU-Forschende haben einen entscheidenden Signalmechanismus entschlüsselt, wie Trypanosomen die Speicheldrüsen der Fliegen erreichen.
In Afrika sind Tsetsefliegen weit verbreitet. Sie ernähren sich von menschlichem und von tierischem Blut. Dabei können Trypanosomen, sprich parasitische Einzeller, übertragen werden. Trypanosoma brucei löst beim Menschen die Schlafkrankheit aus. Erreger gelangen über den Speichel infizierter Tsetse-Fliegen in den Wirt: vom Blut weiter in das Gehirn, was unbehandelt zu tödlichen Symptomen führt.
Doch wie gelangen Trypanosomen nach der Blutmahlzeit der Tsetse-Fliegen in deren Speicheldrüsen? Auf diese Frage fanden Dr. Sabine Bachmaier und Professor Dr. Michael Boshart im Bereich Genetik der Fakultät für Biologie der LMU zusammen mit Kolleginnen und Kollegen eine überraschende Antwort. Sie zeigen, dass ein Signalapparat an der Spitze der Geißel der Einzeller über den Botenstoff cyclisches Adenosinmonophosphat (cAMP) die Migration von Trypanosomen in der Tsetse-Fliege kontrolliert. Die Entfernung einer Komponente des Enzymkomplexes, der das Signalmolekül cAMP produziert, reichte aus, um Infektionen der Fliegen zu unterbinden. Ergebnisse der Studie wurden jetzt in Nature Communications veröffentlicht.
Einblicke in das regulatorische Netzwerk
Zum Hintergrund: Rinder und Antilopen sind natürliche Reservoire von Trypanosoma brucei. Bei einer Blutmahlzeit gelangen Erreger in den Magen-Darm-Trakt von Tsetse-Fliegen. Um zu überleben und um sich weiter zu verbreiten, müssen sie sich an ihre wechselnde Umwelt anpassen. Trypanosomen pendeln zwischen dem Blutstrom, den Geweben eines Säugetierwirts und dem Verdauungstrakt sowie den Speicheldrüsen einer Tsetse-Fliege, wobei sie eine Reihe von Stadien durchlaufen.
„Unser Projekt basiert auf mehreren internationalen Kollaborationen mit Arbeitsgruppen in Paris, Antwerpen und Rio de Janeiro“, sagt Bachmaier. „Schon lange hat uns die Frage beschäftigt, wie es Parasiten gelingt, sich in der Tsetse-Fliege zu orientieren – und wie man dies unterbinden könnte, um die Übertragung der Krankheit zu kontrollieren.“
Die Arbeitsgruppe hatte vor rund zehn Jahren eine neue und Trypanosomen-spezifische Komponente des cAMP-Signalweges identifiziert, das Cyclic AMP Response Protein 3 (CARP3). „Unsere Entdeckung, dass CARP3 vor allem an der Spitze der Geißel von Trypanosomen zu finden ist, hat uns auf die Fährte geführt zu einem spezialisierten Signalapparat zur Orientierung der Parasiten in der Tsetse-Fliege“, so Bachmaier. Entfernten die Forschenden das CARP3-Gen mittels gentechnischer Methodik, veränderte sich auch die Zusammensetzung der Enzyme (Adenylatzyklasen), die cAMP an der Flagellenspitze produzieren. „Dann konnten Trypanosomen Tsetse-Fliegen nicht mehr effizient besiedeln“, erklärt die Wissenschaftlerin. „In den Speicheldrüsen fanden wir keine einzige Zelle der Parasiten mehr.“
Von der Grundlagenforschung zur Anwendung: Ziel einer langfristigen Strategie könnte sein, die Interaktionen zwischen CARP3 und Adenylylcyclasen zu beeinträchtigen, etwa durch ein synthetisches Peptid, das in den Fliegen „paratransgen“ produziert würde. Ohne Besiedlung der Speicheldrüse von Tsetsefliegen werden keine Trypanosomen mehr übertragen.
Originalpublikation:
Sabine Bachmaier, Giacomo Giacomelli, Estefanía Calvo-Alvarez, Larissa Rezende Vieira, Jan Van Den Abbeele, Aris Aristodemou, Esben Lorentzen, Matt K. Gould, Ana Brennand, Jean-William Dupuy, Ignasi Forné, Axel Imhof, Marc Bramkamp, Didier Salmon, Brice Rotureau & Michael Boshart: A multi-adenylate cyclase regulator at the flagellar tip controls African trypanosome transmission. Nature Communications, online: https://www.nature.com/articles/s41467-022-33108-z

23.09.2022, NABU
NABU: Bird-O-Mat hilft bei der Wahl zum Vogel des Jahres
Braunkehlchen, Feldsperling, Neuntöter, Teichhuhn und Trauerschnäpper werben um Stimmen
Zarte Töne, munteres Tschilpen oder prägnante Knack-Laute: Bei der Wahl zum Vogel des Jahres 2023 treten fünf Kandidaten mit ganz unterschiedlichen Gesängen an. Für jeden Geschmack ist etwas dabei. Soll es ein Vogel sein, der am Wasser lebt oder lieber einer, der im Wald wohnt oder gar ein Städter? Die Anwärter auf den Titel kann man jetzt spielerisch mit dem NABU-Bird-O-Mat besser kennenlernen. Er ist unter www.NABU.de/birdomat ab sofort freigeschaltet. Jeder und jede kann damit seinen oder ihren gefiederten Favoriten unter den fünf Kandidaten bestimmen.
„Mehr als 80.000 Menschen haben sich bei der Anfang September gestarteten Vogelwahl schon für einen der Kandidaten entschieden und online ihr Kreuzchen gemacht“, so NABU-Bundesgeschäftsführer Leif Miller. „Für die, die noch unschlüssig sind, haben wir eine Entscheidungshilfe entwickelt. Ganz genau wie bei einer politischen Wahl kann man mithilfe des Bird-O-Mat den Kandidaten finden, der am besten zu einem passt.“
Zur Wahl stehen Braunkehlchen, Feldsperling, Neuntöter, Teichhuhn und Trauerschnäpper. Jeder Kandidat steht für ein Naturschutzthema, das mehr Aufmerksamkeit braucht. So wünscht sich das Teichhuhn naturnahe Ufer, dem Trauerschnäpper macht der Klimawandel zu schaffen, dem Neuntöter fehlen Insekten, der Feldsperling vermisst Wildwuchs in Gärten und das Braunkehlchen bunte Wiesen.
Bis zum 27. Oktober ist das virtuelle Wahllokal unter www.vogeldesjahres.de geöffnet. Noch am selben Tag wird der Sieger bekanntgegeben. Der „Vogel des Jahres“ wurde in Deutschland erstmals im Jahr 1971 gekürt. Seit 2021 wird er durch eine öffentliche Wahl bestimmt.
Mehr Infos und Teilnahme an der Abstimmung: www.vogeldesjahres.de
Bird-O-Mat: www.NABU.de/birdomat

Dieser Beitrag wurde unter Wissenschaft/Naturschutz veröffentlicht. Setze ein Lesezeichen auf den Permalink.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert