Neues aus Wissenschaft und Naturschutz

24.01.2023, Universität Hamburg
Australische Spinne Australomisidia ergandros: Männchen kooperieren häufiger als Weibchen
Forschende des Fachbereichs Biologie der Universität Hamburg und der Macquarie Universität in Australien konnten in einer Studie zeigen, dass Männchen der australischen Spinne Australomisidia ergandros ihre erjagte Beute eher mit den anderen Mitgliedern der Verwandtschaftsgruppe teilen als die Weibchen. Das kooperative Verhalten der männlichen Artgenossen kommt der gesamten Gruppe zugute. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Scientific Reports veröffentlicht.
Die Krabbenspinne Australomisidia ergandros ist in Australien beheimatet und lebt in Verwandtschaftsgruppen von fünf bis 45 Individuen. Die Gruppen bestehen aus den Nachkommen eines einzigen Weibchens, das bis zu seinem Tod die mütterliche Fürsorge übernimmt. Nahrung erbeuten die Tiere aus dem Hinterhalt, wobei sich zwei Verhaltenstypen zeigen: einen kooperativen Typ, der aktiv jagt und die Beute mit anderen Gruppenmitgliedern teilt, die sich nicht an der Jagd beteiligt haben. Und ein Nutznießer-Typ, der sich eher von der Beute ernährt, die von anderen Tieren erbeutet und geteilt wird. Nutznießer sind zwar ebenfalls in der Lage zu jagen, teilen aber nur selten ihre Beute.
Ein Forschungsteam unter Leitung von Prof. Dr. Jutta Schneider vom Fachbereich Biologie der Universität Hamburg hat in einer experimentellen Studie Kolonien von kooperativen und unkooperativen A. ergandros zusammengestellt und deren Verhalten beim Jagen und Fressen untersucht. Dazu sammelte das Team im Februar 2016 rund 30 A. ergandros-Nester aus einer Population entlang der Yass River Road in New South Wales, Australien, und brachte die Nester ins Labor der Macquarie University in Sydney.
„Wir konnten zeigen, dass rein kooperative Gruppen einen höheren Jagderfolg hatten, da sie Beute schneller erlegten als reine Nutznießer-Gruppen“, sagt Schneider. „Zudem fanden wir heraus, dass unkooperative Gruppen eine etwa viermal höhere Sterblichkeit als kooperative Gruppen aufwiesen und erheblich an Gewicht verloren.“ Die Kooperation innerhalb der Verwandtschaftsgruppe bringt also Vorteile für alle Mitglieder.
Darüber hinaus stellten die Forschenden fest, dass Männchen eher kooperierten, indem sie häufiger auf die Jagd gingen und das Futter teilten. Die Weibchen dagegen bettelten häufiger um Beute und teilten nur selten ihre Nahrung. „Unsere Ergebnisse liefern einen seltenen empirischen Nachweis von geschlechtsspezifischer Kooperation, die dem Individuum und der Verwandtschaftsgruppe Vorteile bringt“, sagt Schneider.
Männchen, die ihre Nahrung mit Weibchen teilen, finden sich in einer Vielzahl von Arten, zum Beispiel bei Schimpansen, Hunden oder Fledermäusen. Das Teilen von Beute wird oft als Austausch von Ressourcen gegen Paarungsmöglichkeiten erklärt. Allerdings sei diese Erklärung bei A. ergandros nicht plausibel, so die Forschenden, weil die Männchen die Nahrung auch mit anderen Männchen innerhalb der Gruppe teilten und die Weibchen es in der Regel nicht bevorzugen würden, sich mit Geschwistern zu paaren.
„Es ist zudem schwer zu erklären, warum die meisten Weibchen zum Nutznießer-Typ gehören und ihre Beute nicht mit ihren Geschwistern teilen“, sagt Schneider. Eine Erklärung für das unkooperative Verhalten der Weibchen könnte sein, dass nur eine das mütterliche Nest erben kann und dass die Schwestern um diese Möglichkeit konkurrieren.
Originalpublikation:
Parthasarathy, B., Dumke, M., Herberstein, M.E. et al. Male cooperation improves their own and kin-group productivity in a group-foraging spider. Sci Rep 13, 366 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-022-27282-9

24.01.2023, Universität Wien
Asselspinnen regenerieren nicht nur Gliedmaßen, sondern auch den Hinterleib und innere Organe
Neue Hypothese in der Evolutionsbiologie: War eine hohe Regenerationsfähigkeit ein ursprüngliches Merkmal der Gliederfüßer?
Die Asselspinne Pycnogonum litorale besitzt bemerkenswerte regenerative Fähigkeiten: Sie kann nicht nur einzelne Beine neu bilden, sondern am hinteren Körperende auch nahezu vollständige Rumpfsegmente mit inneren Organen wie Muskulatur, Darm und Geschlechtsorganen. Das hat eine Gruppe von Evolutionsbiolog*innen der Universitäten Wien, Greifswald und Berlin herausgefunden und stellt damit eine gängige Lehrmeinung über die artenreichen Gliederfüßer infrage. Die Forscher*innen um den Wiener Zoologen Georg Brenneis vermuten auch, dass dieses Regenerationspotenzial ein ursprüngliches Merkmal der Gliederfüßer gewesen sein könnte. Die Studie erscheint aktuell in „PNAS“.
Die enormen regenerativen Fähigkeiten einiger Tiergruppen inspirieren Biolog*innen und Mediziner*innen schon seit unzähligen Generationen, nicht zuletzt, weil ein besseres Verständnis dieser Prozesse von großem Interesse für die regenerative Medizin ist. Bis heute wird in der Evolutionsforschung kontrovers diskutiert, weshalb die vorteilhafte Fähigkeit, verlorene Körperstrukturen zu regenerieren, bei einigen Tieren stark ausgeprägt ist, während sie bei anderen nur sehr eingeschränkt vorhanden ist (z.B. bei den Säugetieren inklusive des Menschen).
Auch bei der artenreichsten Tiergruppe unseres Planeten, den Gliederfüßern – also Insekten, Krebse, Spinnentiere, u.a. – ist es der momentane Forschungsstand, dass viele ihrer Vertreter zwar in der Lage sind, ihre Gliedmaßen zu regenerieren, jedoch nicht Teile der Körperhauptachse, also des Rumpfes. In einer neuen Studie untersuchten der Evolutionsbiologe Georg Brenneis und seine Koautor*innen die Regenerationsfähigkeit der meeresbewohnenden achtbeinigen Asselspinne Pycnogonum litorale. Die Forscher*innen dokumentierten über mehrere Monate die unterschiedlichen Entwicklungsstadien von 23 Tieren, denen verschiedene Beinpaare und hintere Körperteile entfernt worden waren. Sie analysierten die nachfolgende individuelle Entwicklung der äußeren Gestalt und der inneren Organe mit Hilfe von Fluoreszenzmikroskopie und Röntgen-Mikro-Computertomographie und visualisierten sie mittels digitaler 3D-Rekonstruktion.
Erstaunlicherweise zeigten die Untersuchungstiere eine beeindruckend hohe Überlebensrate selbst nach schwerwiegenden Verletzungen. Bei fast allen noch nicht voll ausgereiften Individuen kam es zu einer vollständigen oder nahezu vollständigen Regeneration der fehlenden Körperteile am hinteren Körperende. „Das betraf nicht nur die Neubildung von Gliedmaßen. Darüber hinaus bildeten sich fast vollständige hintere Rumpfsegmente mit Muskulatur und Mitteldarmschläuchen, der hinterste Körperanhang mit Enddarm und Anus, sowie fehlende Elemente der Geschlechtsorgane neu“, so Georg Brenneis. Diese neuen Ergebnisse widerlegen Experimente des frühen 20. Jahrhunderts, die u.a. vom späteren Nobelpreisträger Thomas Hunt Morgan (1866-1945) durchgeführt wurden und die Lehrmeinung bis heute entscheidend prägen.
Da Asselspinnen eine sehr alte evolutionäre Linie der Gliederfüßer sind, stellen die Autor*innen daher die Hypothese auf, dass ihr Regenerationspotenzial ein ursprüngliches Merkmal der Gliederfüßer gewesen sein könnte. Diese Regenerationsfähigkeit könnte auch zum Erfolg ihrer beeindruckenden evolutionären Diversifizierung beigetragen haben. Weitere Untersuchungen der regenerativen Fähigkeiten anderer Gliederfüßer sowie ihrer näheren Verwandten unter den sich häutenden Tieren mit modernen Methoden könnten diese Hypothese erhärten.
Originalpublikation:
The sea spider Pycnogonum litorale overturns the paradigm of the absence of axial regeneration in molting animals
Georg Brenneis, Karina Frankowski, Laura Maaß, Gerhard Scholtz. PNAS, 2023
DOI: 10.1073/pnas.2217272120
https://doi.org/10.1073/pnas.2217272120

25.01.2023, Veterinärmedizinische Universität Wien
Gemein oder tollpatschig? Hunde erkennen den Unterschied
Seit Langem beschäftigt Verhaltensforscher:innen die Frage, ob Hunde menschliche Gedanken lesen können. Bisherige Forschungen liefern dazu keine eindeutigen Ergebnisse. Das Clever Dog Lab des Messerli Forschungsinstituts der Veterinärmedizinischen Universität Wien ging nun einen neuen Weg. Die Forscher:innen wählten ein Experiment, das normalerweise für menschliche Babys verwendet wird, untersuchten das Verhalten der Hunde mit 3D-Tracking – und fanden heraus, dass die Vierbeiner menschliche Absichten unterscheiden können.
In ihrer Studie verwendeten die Forscher:innen der Vetmeduni ein Verhaltensexperiment ähnlich einem Test aus der Entwicklungspsychologie, mit dem bestimmt werden soll, ob menschliche Babys die Absichten von Erwachsenen verstehen können. Beim Experiment saß die Versuchsleiterin in einer Gitterbox mit einer durchsichtigen Kunststoffscheibe an der Vorderseite, in der sich ein golfballgroßes Loch befand. Sie bot insgesamt 48 Haushunden unterschiedlicher Rassen jeweils Leckerlis an. Einmal ließ sie das Würstel „ungeschickt“ aus der Hand fallen, sodass es wieder in die Box fiel. Oder sie zog das Leckerli zurück, kurz bevor es der Hund fressen konnte. Obwohl die grundlegenden Handgesten dieselben waren, schienen die Hunde ungeduldiger auf das Necken zu reagieren, was darauf hindeutet, dass sie den Unterschied zwischen einem Versehen und einer absichtlichen Handlung verstehen.
Mit 3D-Tracking und Künstlicher Intelligenz den Hunden auf der Spur
Acht Kameras an verschiedenen Orten nahmen die Hunde während des Experiments auf. Eine von Künstlicher Intelligenz unterstützte 3D-Tracking-Software erfasste jede Bewegung. Wenn sie geneckt wurden, waren die Hunde nur 78 Prozent der Versuchszeit in der Nähe der Box. Fiel der Versuchsleiterin das Leckerli scheinbar unabsichtlich aus der Hand, verharrten die Hunde 11 Prozent länger vor der Plastikscheibe. War das Loch in der Plastikscheibe verschlossen, liefen die Hunde schnell zur Seite des Käfigs, um so vielleicht zum ersehnten Würstel zu kommen. In diesem Fall blieben sie nur 64 Prozent der Zeit vor der Plastikscheibe.
Schwanzwedeln nach rechts steht für positive Emotionen
Die Auswertung der Daten ergab spannende Hinweise auf das Denken der Vierbeiner. Die 3D-Tracking-Software zeigte zum Beispiel, dass die Tiere dazu neigten, mit dem Schwanz auf der rechten Seite des Körpers zu wedeln, wenn die Versuchsleiterin ungeschickt mit dem Würstel herumfummelte. „Frühere Untersuchungen brachten Schwanzbewegungen nach rechts mit positiven Emotionen in Verbindung. Das stimmt mit der Annahme überein, dass die Hunde die Absichten der Versuchsleiterin für redlich hielten“, so Ludwig Huber, Studien-Letztautor und Leiter der Abteilung für vergleichende Kognitionsforschung und des Messerli Forschungsinstituts der Vetmeduni.
Verhalten ähnlich wie bei Kleinkindern und Menschenaffen
Können Hunde nun wirklich „Gedanken lesen“? Das ist laut den Forscher:innen weiterhin unklar. Dazu Studien-Erstautor Christoph J. Völter vom Clever Dog Lab der Vetmeduni: „Unsere Ergebnisse liefern solide Beweise dafür, dass Hunde zwischen ähnlichen Handlungen, die zum gleichen Ergebnis führen, aber mit unterschiedlichen Absichten verbunden sind, unterscheiden. Sie verhielten sich damit wie Kleinkinder und Menschenaffen in vergleichbaren Situationen.“ Ob ähnliche kognitive Fähigkeiten dafür die Grundlage sind, ist laut Völter möglich, aber durch die Studie nicht bewiesen.
Der Artikel „Unwilling or Unable? Using 3D tracking to evaluate dogs‘ reactions to differing human intentions“ von Christoph J. Völter, Lucrezia Lonardo, Maud G.G.M. Steinmann, Carolina Frizzo Ramos, Karoline Gerwisch, Monique-Theres Schranz, Iris Dobernig und Ludwig Huber wurde in der „Proceedings of Royal Society B“ veröffentlicht.
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.07.09.499322v1

25.01.2023, Friedrich-Schiller-Universität Jena
Wie die Evolution auf unterschiedliche Lebenszyklen setzt
Zoologe von der Friedrich-Schiller-Universität Jena veröffentlicht gemeinsam mit internationalen Fachkollegen Artikel im renommierten Journal „Nature“. Sie erklären die Muster, weshalb manche Tiere ein Larvenstadium durchlaufen und andere nicht.
Einem internationalen Forscherteam ist es gelungen, eines der Rätsel der Evolution zu lösen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gingen der Frage nach, weshalb sich der Lebenszyklus von Tierarten deutlich voneinander unterscheidet. Speziell ging es um die Frage, weshalb vor allem wirbellose Tiere während ihrer Individualentwicklung ein Larvenstadium durchlaufen. Diese vielfältigen Larven verwandeln sich später in das erwachsene Tier. Hingegen entwickeln sich bei Wirbeltieren wie dem Menschen die Nachkommen direkt zu einer kleineren Version der Erwachsenen. Im Fokus der Untersuchung standen drei Arten von wirbellosen Meereswürmern, den sogenannten Anneliden. „Wir haben das Genom dieser drei Arten sequenziert und es mit über 600 Datensätzen von 60 weiteren Arten verglichen“, sagt Prof. Dr. Andreas Hejnol von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Der Zoologe und Evolutionsbiologe gehört zu den Autoren der Studie, die jetzt unter dem Titel „Annelid functional genomics reveal the origins of bilaterian life cycles“ im renommierten Journal „Nature“ veröffentlicht wurde. Beteiligt waren Forscher aus England, Wales, Japan, Norwegen und Deutschland.
Ein Faktor ist das Nahrungsangebot für den Embryo
Die Wissenschaftler unter Leitung eines Teams der Queen Mary University of London decken erstmals den Mechanismus auf, der erklärt, wie sich aus dem Embryo entweder eine Larve oder eine Miniaturversion des erwachsenen Tieres entwickelt. Wie Andreas Hejnol erläutert, hängt die „Entscheidung“ für oder gegen ein Larvenstadium davon ab, zu welchem Zeitpunkt die Gene für den Hinterleib bzw. Schwanz aktiviert werden. Geschieht das verspätet, entwickeln sich zunächst sogenannte „Kopflarven“, die sich selbstständig bewegen können, beispielsweise durch Flimmerhärchen. Im Gegensatz zu freischwimmenden Fischen oder Quallen profitieren sogenannte sessile Tiere vom Larvenstadium. Dazu gehören Röhrenwürmer und Muscheln wie Austern. Diese Tiere bewegen sich nur als Larven frei durchs Wasser und können so neue Lebensräume besiedeln. In geeigneter Umgebung angekommen, werden sie sesshaft (sessil), sie bleiben dann ortsgebunden. Prof. Hejnol sagt, vergleichbar seien die unterschiedlichen Strategien mit der Vermehrungspraxis von Pflanzen. Während manche Pflanzen ihre Samen in Früchten verstecken, die von Tieren weit verstreut werden können, setzen andere auf Sämlinge, die einfach herunterfallen und so in der direkten Umgebung der Mutter bleiben.
Neues Licht auf einen alten Gelehrtenstreit in der Zoologie geworfen
Die jetzt in „Nature“ veröffentlichten Forschungsergebnisse werfen auch ein neues Licht auf einen Streit, der in der Zoologie seit mehr als 100 Jahren schwelt. Anerkannte Vertreter des Faches wie der in Jena lehrende Ernst Haeckel (1834-1919) hatten postuliert, das Larvenstadium sei ein frühes Prinzip der Evolution. In seinem biogenetischen Grundgesetz formulierte Haeckel die Annahme, jedes Lebewesen durchlaufe in seiner Embryonalentwicklung das Larvenstadium. „Wir können jetzt zeigen, wie einfach es ist, eine Larve zu bilden oder diese Bildung wieder abzuschalten“, sagt Andreas Hejnol. Dieses „Erfolgsrezept“ mache es sehr wahrscheinlich, dass die Entwicklung von Larven mehrfach unabhängig voneinander im Laufe der Evolution entstanden ist. Die auf Ernst Haeckel zurückgehende Theorie ist durch die neuen Erkenntnisse widerlegt.
Originalpublikation:
Martín-Durán et al. Annelid functional genomics reveal the origins of bilaterian life cycles, Nature 2023, https://www.nature.com/articles/s41586-022-05636-7,
DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05636-7

26.01.2023, Universität Innsbruck
Klimakrise macht Ameisen aggressiver
Feindselig durch Hitze: Durch die Klimakrise hervorgerufene Effekte wie höhere Temperaturen und mehr Stickstoff im Boden führen zu stärkerer Aggressivität unter Ameisen-Kolonien. Das zeigt ein Forscher*innen-Team um die Innsbrucker Ökolog*innen Patrick Krapf, Birgit C. Schlick-Steiner und Florian M. Steiner der Forschungsgruppe Molekulare Ökologie am Beispiel der weit verbreiteten Ameise Tetramorium alpestre an acht hochalpinen Standorten in Österreich, Italien, Frankreich und der Schweiz.
Ameisen spielen eine zentrale Rolle in Ökosystemen, das zeigt allein schon ihre Masse: Etwa 20 Billiarden Ameisen gibt es laut jüngsten Schätzungen auf der Erde, das bedeutet mehr Biomasse als alle wildlebenden Säugetiere und Vögel zusammen. Ameisen graben Erde um, bekämpfen Schädlinge wie etwa Borkenkäfer, sind Zersetzer von Aas, Bestäuber von Pflanzen und verbreiten Pflanzensamen. Dennoch sind Studien zu an festen Standorten im Boden lebenden Tieren eher spärlich, besonders im Hinblick auf Auswirkungen des zu erwartenden ökologischen Wandels durch die Klimakrise. Der Ameisenforscher Patrick Krapf vom Institut für Ökologie der Universität Innsbruck hat nun in einer neuen, vom Wissenschaftsfonds FWF mitfinanzierten Studie das Verhalten hochalpiner Ameisen analysiert und sich dabei auf das Aggressionsverhalten konzentriert. Die Ergebnisse zeigen, dass in dieser Art Aggression offenbar mit Umweltfaktoren korreliert. „Wir haben acht Populationen der Ameise Tetramorium alpestre in verschiedenen Höhenlagen entlang des Alpenbogens auf ihr feindseliges Potenzial untersucht. Dazu haben wir Arbeiterinnen von unterschiedlichen Kolonien innerhalb der Populationen eines Standortes aufeinandertreffen lassen und uns angesehen, wie feindselig oder friedvoll sie miteinander umgehen“, erklärt Patrick Krapf. Die untersuchten Kolonien kommen auf Höhen zwischen 1600 und 2300 Metern vor und wurden in vier Ländern gesammelt. In Österreich wurden Kolonien aus dem Kühtai und vom Hahntennjoch (beide Tirol) sowie von der Mussen im Lesachtal (Kärnten) getestet, in der Schweiz vom Julier- und Simplonpass, in Frankreich vom Col de Vars und Col du Galibier und in Italien von einer Population nahe des Colle della Maddalena.
Ameisen im Zweikampf
Um das Verhalten zu überprüfen, führte das Team neben mehreren genetischen und umweltbezogenen Analysen auch Aggressionstests durch, in denen jeweils zwei Arbeiterinnen unterschiedlicher benachbarter Kolonien beteiligt waren (siehe Videos). Arbeiterinnen sind die größte Gruppe im Ameisenstaat und zuständig für Nahrungssuche, Nestbau und Brutpflege. „Dieser auf Video aufgezeichnete Zweikampf soll ein Aufeinandertreffen in freier Natur – wie es bei der Nahrungssuche der Ameisen-Arbeiterinnen vorkommt – simulieren“, so Krapf. Die insgesamt 3-Minuten-Videos wurden dann durch das Team auf Sekundenbasis ausgewertet und ergaben einen mittleren Aggressionswert für alle Paarungen. „Die Aggressivität der Ameisen aus den wärmeren Gebieten wie Italien und Frankreich war im Vergleich zu den kühleren Standorten in Österreich und der Schweiz um ein Vielfaches erhöht“, sagt der Ökologe. Auch die Nährstoffanreicherung im Boden – die so genannte Eutrophierung – spielt eine Rolle, wie die Forscher*innen feststellten: „Neben der erhöhten Lufttemperatur beobachten wir auch einen Zusammenhang zwischen Stickstoff-Gehalt in den Arbeiterinnen und im Boden und der Feindseligkeit. Die Stickstoffverfügbarkeit ist vermutlich auch aufgrund des ökologischen Wandels durch die Klimakrise in Böden erhöht.“
Aggression als Verlustgeschäft
Mehr Kämpfe unter den Ameisen-Arbeiterinnen können zwar für einzelne Kolonien vorübergehend mehr Nahrung bedeuten und somit einen kurzfristigen Vorteil bringen. Auf lange Sicht – und vor dem Hintergrund der als gesichert geltenden weiteren Erderwärmung – ist diese Entwicklung allerdings nachteilig zu sehen, so Krapf: „Dass Ameisen bei der Nahrungssuche aggressives Verhalten gegenüber anderen Kolonien zeigen, ist normal. Wenn diese Kampfaktivitäten aber zunehmen, kostet das den Arbeiterinnen viel Kraft und Zeit. Das könnte sich negativ auf die Entwicklung des ganzen Ameisenstaates auswirken, weil dann die Anzahl der Ameisen zurückgeht und beispielsweise weniger Nahrung vorhanden ist.“ Dass höhere Temperaturen zu mehr Aggressionen führen, ist in anderen Studien bereits etwa für Menschen, Huftiere und Wühlmäuse belegt worden. Dennoch besteht hier noch viel Forschungsbedarf, ist Patrick Krapf überzeugt – und schlägt mit der Forschungsgruppe daher noch weitere Studien vor: „Da Ameisen sehr wichtige Ökosystemdienstleister sind, ist ein besseres Verständnis der Folgen des globalen Wandels von großer Bedeutung.“
Publikation:
Patrick Krapf, Wolfgang Arthofer, Manfred Ayasse, Florian M. Steiner, Birgit C. Schlick-Steiner, Global change may make hostile – Higher ambient temperature and nitrogen availability increase ant aggression, Science of The Total Environment, Volume 861, 2023, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.160443
Forschungsgruppe Molekulare Ökologie am Institut für Ökologie – https://molecular-ecology.at/

30.01.2023, Universität Bayreuth
Fleischfressende Pflanzen stellen ihre Ernährung um – Fangfallen als Toilettenschüsseln
In tropischen Gebirgen nimmt die Zahl der Insekten mit zunehmender Höhe ab. Dadurch verschärft sich in Gebirgshochlagen die Konkurrenz zwischen Pflanzenarten, die sich auf den Fang von Insekten als wichtige Nährstoffquelle spezialisiert haben. Wie kreativ einige dieser Pflanzenarten mit dieser Situation umgehen, zeigt ein Forschungsteam mit Prof. Dr. Gerhard Gebauer von der Universität Bayreuth in den „Annals of Botany“. Auf Borneo haben einige Arten der Kannenpflanze Nepenthes ihre Ernährung umgestellt: Mit ihren Fangfallen, die ursprünglich der Erbeutung von Insekten dienten, nehmen sie den Kot von Säugetieren auf und sind dadurch sogar besser mit Nährstoffen versorgt als zuvor.
Analysen im Labor für Isotopen-Biogeochemie der Universität Bayreuth haben die Entdeckung dieser erfolgreichen Strategie der Anpassung an eine verschärfte Konkurrenzsituation möglich gemacht. Aus früheren Untersuchungen war bekannt, dass Pflanzen, die sich entweder von erbeuteten Insekten oder von tierischen Exkrementen ernähren, im Vergleich mit „vegetarisch“ lebenden Pflanzen deutlich höhere Anteile des Stickstoff-Isotops ¹⁵N enthalten. Es war jedoch unklar, welche der beiden Ernährungsstrategien vorteilhafter ist. Der Bayreuther Biologe und Isotopenforscher Prof. Dr. Gerhard Gebauer und seine Masterstudentin Miriam Wickmann haben daher den Stickstoff in Kannenpflanzen-Arten analysiert, die aus Gebirgshochlagen des malaysischen Teils der Insel Borneo stammten. In diesen Regionen ist der Stickstoff-Gewinn durch Insektenfang oder tierische Exkremente ein wichtiger Konkurrenzvorteil, da die Böden extrem arm an Stickstoff sind. Das Ergebnis der Analysen: Von einer Ausnahme abgesehen, enthielten alle untersuchten Arten in ihrem Gewebe mehr ¹⁵N als die in direkter Nachbarschaft lebenden „vegetarischen“ Pflanzenarten. Im Gewebe von Kannenpflanzen, die ihre Ernährung auf tierische Exkremente umgestellt hatten, war der ¹⁵N-Anteil sogar mehr als doppelt so hoch wie in denjenigen Kannenpflanzen, die am Insektenfang festhielten.
„Ein hoher Anteil des Stickstoff-Isotops ¹⁵N im pflanzlichen Gewebe ist ein eindeutiger Indikator für eine verbesserte Versorgung mit Stickstoff und anderen wichtigen Nährstoffen. Unsere Untersuchungen zeigen deshalb klar, dass sich der Umstieg auf Kot als neue Nahrungsquelle gelohnt hat. Um ihre Ernährung umzustellen, mussten die Kannenpflanzen einfach nur ihre Fangfallen umfunktionieren: Früher haben sie mit Farben und Dürften Insekten angelockt und eingefangen, jetzt laden sie mit ihren zuckerabsondernden Nektarien die auf Borneo heimischen Kleinsäugetiere ein, ihre Exkremente darin abzulegen. Aus Fangfallen sind Kloschüsseln geworden. Diese Funktionsänderung ist ein überraschendes Beispiel dafür, dass Pflanzen in der Lage sind, ihre Ernährung kreativ anzupassen. Derartige Entwicklungen sollten künftig noch genauer untersucht werden. Die gewonnenen Erkenntnisse werden dazu beitragen, Pflanzen unter veränderten klimatischen und ökologischen Lebensbedingungen besser zu schützen“, sagt Gebauer. Von solchen Schutzmaßnahmen werden nicht zuletzt auch die Kannenpflanzen profitieren: 40 Prozent ihrer Arten werden zurzeit als stark gefährdet, gefährdet oder bedroht eingestuft.
Internationale Forschungskooperation:
Die Studie ist aus einer engen Zusammenarbeit des Labors für Isotopen-Biogeochemie an der Universität Bayreuth mit Forschungspartnern in Australien, Malaysia und den USA hervorgegangen.
Originalpublikation:
Adam T. Cross et al.: Capture of mammal excreta by Nepenthes is an effective heterotrophic nutrition strategy. Annals of Botany 130: 927–938, 2022. DOI: https://academic.oup.com/aob/article/130/7/927/6779531

01.02.2023, Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig
76 Prozent der erfassten Insektenarten nicht von Schutzgebieten abgedeckt
Die Zahl der Insekten ist in vielen Teilen der Welt rückläufig. Schutzgebiete könnten einen wesentlichen Beitrag zur Erhaltung bedrohter Insektenarten leisten, doch Forschende unter Leitung des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ), der Friedrich-Schiller-Universität Jena und der Universität Queensland zeigen, dass 76 Prozent der erfassten Insektenarten nicht ausreichend durch Schutzgebiete abgedeckt sind. In der Zeitschrift One Earth empfehlen sie Entscheidungsträgern, die mit Abstand größte Artengruppe bei der Umsetzung der neuen Ziele der UN-Konvention zur biologischen Vielfalt angemessen zu berücksichtigen.
Geschätzt über 80 Prozent aller Tierarten sind Insekten. Diese Artengruppe spielt in fast allen Ökosystemen eine entscheidende Rolle. Insekten bestäuben über 80 Prozent der Pflanzen, haben eine Schlüsselfunktion im natürlichen Nährstoffkreislauf und bei der Schädlingsbekämpfung und dienen Tausenden von Wirbeltierarten als wichtige Nahrungsquelle. Dennoch wurden Insekten in der Vergangenheit von Naturschutzprogrammen weitgehend übersehen – und selbst auf der Roten Liste der bedrohten Arten der Weltnaturschutzorganisation IUCN machen sie nur acht Prozent aus.
Frühere Studien haben gezeigt, dass Schutzgebiete bedrohte Insektenarten erhalten können, wenn sie auf dieses Ziel zugeschnitten sind und mit ihren Verbreitungsgebieten übereinstimmen. Um festzustellen, welcher Anteil der Insektenarten weltweit in Schutzgebieten vorkommt, hat ein Forschungsteam unter der Leitung von iDiv, UFZ und den Universitäten Jena und Queensland die Daten von 89.151 Insektenarten, deren Verbreitung in der größten Biodiversitätsdatenbank, der Global Biodiversity Information Facility (GBIF), registriert ist, mit globalen Karten von Schutzgebieten abgeglichen. Einen Anhaltspunkt für eine ausreichende Abdeckung von Arten durch Schutzgebiete bieten die Globalen Standards der IUCN für die Identifizierung von Schlüsselgebieten der biologischen Vielfalt (Key Biodiversity Areas).
Das Forschungsteam stellte fest, dass 76 Prozent der weltweit erfassten Insektenarten in Schutzgebieten nur unzureichend vertreten sind, darunter mehrere stark gefährdete Arten wie die Dinosaurierameise (Nothomyrmecia macrops), die Blutrote Hawaii-Wasserjungfer (Megalagrion leptodemas) und die Bärenspinnerart Apantesis phalerata. Bei 1.876 Arten aus 225 Familien überschneiden sich die weltweiten Verbreitungsgebiete überhaupt nicht mit Schutzgebieten.
Der Erstautor der Studie, Dr. Shawan Chowdhury, Postdoktorand am iDiv, UFZ und an der Universität Jena, zeigte sich überrascht über das Ausmaß der Unterrepräsentation. „Viele Insektendaten stammen aus Schutzgebieten, daher dachten wir, dass der Anteil der Arten, die in Schutzgebieten zu finden sind, höher sein würde“, sagt Chowdhury. „Das Defizit ist auch viel größer als bei Wirbeltieren, bei denen eine ähnliche Analyse eine unzureichende Schutzgebietsabdeckung für 57 Prozent der Arten ergeben hat.“
Insekten waren in einigen Regionen besser geschützt als in anderen, beispielsweise in Amazonien, Süd- und Mittelamerika, Afrika südlich der Sahara, Westaustralien und auch Mitteleuropa. In Nordamerika, Osteuropa, Süd- und Südostasien sowie weiten Teilen Australiens hingegen war der Schutz durch Schutzgebiete für viele Arten unzureichend.
„Insekten wurden bei der Ausweisung neuer Schutzgebiete häufig nicht als Schwerpunktgruppe berücksichtigt“, sagt Chowdhury. „In der Regel sind es die Wirbeltiere, auf die die Schutzziele zugeschnitten werden, und deren Anforderungen an den Lebensraum sind häufig ganz andere als die der Insekten. Für eine Artengruppe, die einen so großen Teil des Tierreichs ausmacht und vielfältige Ökosystemfunktionen erfüllt, ist das beunruhigend.“
Die Mitgliedsstaaten des UN-Übereinkommens über die biologische Vielfalt (CBD) haben kürzlich ein neues globales Rahmenwerk für die biologische Vielfalt verabschiedet, unter anderem mit dem Ziel 3, das dazu aufruft, mindestens 30 Prozent der Land-, Binnengewässer-, Küsten- und Meeresflächen durch Schutzgebiete effektiv zu erhalten. Nach Ansicht der Autorinnen und Autoren sollten Insekten bei der Auswahl und Planung neuer Gebiete viel stärker berücksichtigt werden.
„Um dies weltweit umsetzen und den Erfolg effektiv bewerten zu können, sind jedoch wesentlich bessere Daten erforderlich, vor allem in Regionen mit hoher biologischer Vielfalt wie den Tropen, die in den Monitoringprogrammen bisher völlig unterrepräsentiert sind“, sagt Letztautor Prof. Richard Fuller von der Universität Queensland.
„Bürgerwissenschaft könnte einen enormen Einfluss auf die Schließung der Datenlücke bei der Verbreitung von Insekten haben. Wissenschaftler und politische Entscheidungsträger müssen jetzt aktiv werden und bei der Ermittlung von Gebieten helfen, die für den Schutz von Insekten wichtig sind.“
Die Studie wurde u.a. von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG; FZT-118) unterstützt. Sie ist ein Produkt der sDiv-Synthesearbeitsgruppe sMon. iDiv’s Synthesezentrum sDiv finanziert Arbeitsgruppentreffen, bei denen Forschende aus aller Welt gemeinsam wissenschaftliche Fragen bearbeiten.
Originalpublikation:
Chowdhury, S., Zalucki, M. P., Hanson, J. O., Tiatragul, S., Green, D., Watson, J. E. M., Fuller, R. A. (2023): Three quarters of insect species are insufficiently represented by protected areas. One Earth. DOI: 10.1016/j.oneear.2022.12.003 https://www.cell.com/one-earth/fulltext/S2590-3322(22)00631-5

01.02.2023, Freie Universität Berlin
Widerstandskraft von Savannen steigt durch Einsatz von gemischten wilden Pflanzenfressergemeinschaften
Deutsch-Namibische Kooperationsstudie von Biologin der Freien Universität im „Journal of Applied Ecology“ erschienen
Extreme klimatische Ereignisse gefährden zunehmend Savannen weltweit. Die Widerstandsfähigkeit dieser Wald-Gras-Landschaften gegenüber Dürreperioden kann allerdings mit dem Anteil wild lebender Strauchfresser – also Tieren, die sich von holziger Vegetation ernähren wie zum Beispiel Kudus, Springboks, Elands – erhöht werden. Denn damit steigt die Pflanzenvielfalt und die Funktionalität von Savannen, wie die Biologin der Freien Universität Berlin Katja Irob nun nachwies. Ihre Studie „Savanna resilience to droughts increases with proportion of browsing wild herbivores and plant functional diversity“ im deutsch-namibischen Kooperationsprojekt ORYCS ist nun im renommierten „Journal of Applied Ecology“ erschienen. Das Wissenschaftsjournal für angewandte Ökologie wird von der British Ecological Society herausgegeben und gehört zu den international führenden Fachjournalen in diesem Bereich.
Savannen ­– also Wald-Grasland- Ökosysteme mit geringer Wasserverfügbarkeit – sind bereits jetzt durch extreme klimatische Ereignisse wie Dürren gefährdet. Angesichts der enormen Ökosystemleistungen dieser Gebiete ist die Aufrechterhaltung ihrer Widerstandsfähigkeit jedoch essentiell. „Der Klimawandel wird die Widerstandsfähigkeit von Savannen zunehmend beeinträchtigen, weil er die Intensität und Häufigkeit von klimatischen Extremen wie Dürren erhöht. Das gilt besonders, wenn Dürren und nicht nachhaltige Weidehaltung kombiniert werden“, sagt die Biologin der Freien Universität Berlin Katja Irob. Aufgrund der stark schwankenden Niederschläge und der geringen Wasserverfügbarkeit in Savannen sei die landwirtschaftliche Bewirtschaftung der Gebiete oft nicht möglich. Die kommerzielle Viehhaltung sei dagegen eine wichtige Einkommensquelle für den Landwirtschaftssektor im südlichen Afrika. „Die extensive Viehhaltung bietet eine gewisse Flexibilität, um sich an die anspruchsvollen und schwankenden Umweltbedingungen anzupassen, und gibt dem Weideland in Dürrejahren etwas mehr wirtschaftliche Sicherheit. Dennoch muss ein Gleichgewicht zwischen wirtschaftlicher Nachhaltigkeit und ökologischer Kapazität eines Weidelandes gefunden werden“, betont die Wissenschaftlerin Katja Irob.
Savannen, die von Viehzucht dominiert werden, seien durch die Dominanz von Sträuchern und dem Verlust an Gräsern gekennzeichnet, heißt es in ihrer im „Journal of Applied Ecology“ erschienenen Studie weiter. Grund dafür sei, dass Rinder bevorzugt Gräser und andere krautige Pflanzen fressen, und Sträucher dann mehr Möglichkeiten zur Ausbreitung haben. Eine verringerte Grasschicht erhöht aber das Risiko der Bodenerosion und führt zu einer verringerten Produktivität, einem veränderten Nährstoffkreislauf und einem veränderten Wasserhaushalt. Neuere Studien haben bereits darauf hingewiesen, dass die Verringerung der Weidedichte und der Einsatz von Wildtieren die Lebensraumnutzung erhöht und die Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen verbessert. Katja Irob und ihr Team stellten deshalb die Hypothese auf, dass eine geringere Zahl von Weidetieren wie zum Beispiel Rinder, Ziege, Schafe, aber auch in Herden lebende Tiere wie Zebras und der stärkere Einsatz von Wildtieren wie Kudus, Elands, Oryx, Springboks, Nashörnern und Giraffen, die oft aus einer Gemeinschaft von Pflanzenfressern mit mehr Strauchfressern bestehen, zu einem ausgewogeneren System führen und somit die Widerstandsfähigkeit von Savannen gegenüber Dürren erhöhen. Darüber hinaus könnten einheimische Wildtiere zu höheren wirtschaftlichen Erträgen führen, da sie besser an widrige klimatische Bedingungen angepasst und resistenter gegen endemische Krankheiten sind als Rinder. Zudem böten Wildtiere nicht nur eine Alternative für die Produktion von rotem Fleisch, sondern ihre einzigartige Vielfalt sei auch für touristische Aktivitäten attraktiv.
In der Studie „Savanna resilience to droughts increases with proportion of browsing wild herbivores and plant functional diversity“ wurde nach Angaben von Katja Irob unter der Leitung von Prof. Dr. Britta Tietjen, Leiterin der Arbeitsgruppe „Theoretische Ökologie“, das ökohydrologische Savannensimulationsmodell EcoHyD verwendet, um festzustellen, ob die Widerstandsfähigkeit eines Savannenweidelands gegenüber langanhaltenden Dürren durch den Weidenutzungstyps (Weidevieh, gemischte Tierhaltung oder strauchfressende Arten) in unterschiedlichen Tierdichten verbessert werden kann.
„Generell stellten wir eine geringe Resilienz bei einem hohen Anteil an Weidetieren fest. Vor allem aber haben wir herausgefunden, dass die funktionale Diversifizierung von Pflanzenfressern und Pflanzen als Resilienzversicherung gegen Dürreperioden wirkt und zu einer größeren Widerstandsfähigkeit und schnelleren Erholung der mehrjährigen Gräser führt. Insbesondere ein höherer Anteil an Strauchfressern ermöglichte diese höhere Widerstandsfähigkeit“, betont die Biologin. In diesem Fall sei die Diversifizierung der Herbivoren – also der Pflanzenfresser – von hohem selbstregulierendem Wert, da sie die trophische Komplexität wiederherstellte und den Bedarf an zusätzlichen Bewirtschaftungsmaßnahmen reduzierte.
Zusammenfassend hätten die Simulationen der Forschenden gezeigt, dass Savannensysteme widerstandsfähiger gegen Trockenheit sind, wenn erstens eine dichte, mehrjährige Grasdecke erhalten bleibt, die den Oberboden vor hitzebedingten Wasserverlusten und Erosion schützt. Zweitens sei es dafür wichtig, dass der Beweidungsdruck reduziert wird. Drittens sollten Herbivorengemeinschaften auch Strauchfresser umfassen. Die Studie wurde im Rahmen des Drittmittelprojektes ’ORYCS’ (https://www.orycs.org) vom Bundesforschungsministerium gefördert und wurde von Wissenschaftler*innen aus Deutschland und Namibia durchgeführt. (
Originalpublikation:
https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2664.14351

02.02.2023, Institute of Science and Technology Austria
Unentdeckt: Wie Keime die Abwehr ihrer Ameisenwirte umgehen
Nicht nur Menschen sind soziale Wesen, auch im Insektenreich finden sich soziale Merkmale. In einer Gruppe pflegen Ameisen erkrankte Individuen und erschweren mit kollektiven Hygienemaßnahmen die Verbreitung von Krankheitserregern. Keime müssen also nicht nur das Immunsystem einer einzelnen Ameise austricksen, sondern auch die Gesundheitsfürsorge der Gruppe. Wie sie das machen, zeigt nun die neueste Studie von Forscher:innen am ISTA, welche in Nature Ecology & Evolution veröffentlicht wurde. Raffinierte Keime entgehen dem Abwehrsystem der Ameisenkolonie, indem sie ihre eigenen Erkennungssignale reduzieren.
Gesundheit ist ein ständiger Wettlauf: Krankheitserreger wollen die Oberhand über das Immunsystem gewinnen und entwickeln dadurch clevere Ausweichstrategien. Das Immunsystem versucht dagegen anzukämpfen. Eine Möglichkeit, das Immunsystem des Betroffenen zu unterstützen, ist die medizinische Intervention. Das kann aber auch zu unerwünschten Anpassungen des Krankheitserregers führen, wie sie etwa in antibiotikaresistenten Bakterien zu beobachten sind. Eine andere mögliche Strategie ist die soziale Intervention. Dabei versuchen soziale Gruppen wie Ameisen, Infektionen mit „sozialer Immunität“ zu bekämpfen, d. h. mit kollektiven Hygiene- und Gesundheitsmaßnahmen, die eine weitere Ausbreitung der Krankheit in der Gemeinschaft verhindert. Ob und wie Krankheitserreger auf diese Art von Gruppenverhalten reagieren, ist weitgehend ungeklärt.
Die neueste Studie von Professorin Sylvia Cremer und ihrem Forschungsteam am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) präsentiert die Auswirkungen dieser Art von Wirt-Parasit-Interaktionen. Gemeinsam mit Forscherkolleg:innen an der Universität Würzburg nahmen die Wissenschafter:innen Ameisen genauer unter die Lupe. Ihr Ziel war es herauszufinden, wie krankheitserregende Pilze während der Infektion auf die soziale Fürsorge ihrer Wirte reagieren. Die Ergebnisse, heute in Nature Ecology & Evolution veröffentlicht, zeigen: Pilze reduzieren ihre chemischen Erkennungsmerkmale, um die soziale Immunität ihrer Wirte zu überlisten.
Mehr Sporen aber weniger Putzen
„Pilze infizieren die Ameisen von der Körperoberfläche aus und wachsen anschließend im Wirtskörper weiter. Die Pilzsporen werden aber meist von Nestgenossinnen abgeputzt, bevor sie überhaupt eine innere Infektion verursachen können“, erklärt Barbara Milutinović, eine der Hauptautor:innen, ehemals Postdoc in der Cremer Gruppe und nun Marie Curie Sklodowska-Stipendiatin am Ruđer Bošković-Institut in Kroatien. In den Experimenten untersuchten die Wissenschafter:innen Argentinische Ameisen (Linepithema humile), welche mit dem pathogenen Metarhizium-Pilz infiziert wurden, und dann entweder in Anwesenheit oder in Abwesenheit von pflegenden Koloniemitgliedern gehalten wurden. „Als Reaktion auf die Pflege der Ameisenarbeiterinnen haben sich die Pilze grundlegend verändert“, so Milutinović weiter. Über zehn Infektionszyklen hinweg steigerten jene Pilze, die von pflegenden Nestgenossinnen betreut wurden, ihre Sporenproduktion im Vergleich zu Pilzen, die nur von einzelnen Ameisen begleitet wurden. Sylvia Cremer ergänzt: „Die erhöhte Sporenproduktion hilft dem Pilz, der sozialen Sporenentfernung entgegenzuwirken. Überraschend war jedoch, dass die Ameisen plötzlich weniger der Sporen abputzten. Das deutet darauf hin, dass sie die Sporen nicht mehr so leicht erkannt haben.“
Pilze verlieren ihr typisches chemisches Profil
Die Wissenschafter:innen des ISTA arbeiteten mit einem chemischen Ökologen der Universität Würzburg zusammen, um herauszufinden, warum die Arbeiterinnen Probleme hatten, die Pilze zu identifizieren. Der dortige Professor Thomas Schmitt erklärt: „Die an die sozialen Wirte angepassten Pilze zeigten eine starke Reduktion ihres Membranbestandteils Ergosterol. Ergosterol ist ein essenzieller Baustoff aller Pilze, und macht ihn daher zum Pilzerkennungsmerkmal.“ Wenn man nun die Ameisen mit purem Ergosterol oder dem ähnlichen Wirbeltier-Analog aussetzte, zeigte sich, dass nur der pilzspezifische Stoff intensives Putzverhalten der Ameisen auslöste. Milutinović resümiert: „Krankheitserreger, in diesem Fall Pilze, reagieren auf die Anwesenheit von pflegenden Ameisen, indem sie charakteristische Signale reduzieren – sie werden also nicht mehr als Gefahr wahrgenommen und können dadurch der sozialen Immunität der Kolonie entgehen.“
Die Ergebnisse verdeutlichen, welchen Einfluss soziale Wirte durch ihr Gruppenverhalten auf Krankheitserreger haben. „Es ist faszinierend, wie kollektive Hygienemaßnahmen ganz spezifische Ausweichstrategien beim Krankheitserreger auslösen. Es wäre spannend zu sehen, wie die Ameisen nun ihrerseits reagieren – vielleicht indem sie immer niedrigere Pilzhinweise erkennen können“, so Cremer abschließend.
Publikation:
M. Stock, B. Milutinović, M. Hoenigsberger, A. V. Grasse, F. Wiesenhofer, N. Kampleitner, M. Narasimhan, T. Schmitt, S. Cremer. 2023. Pathogen evasion of social immunity. Nat Ecol Evol.
DOI: 10.1038/s41559-023-01981-6

02.02.2023, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Neandertaler jagten Waldelefanten: Erster Beweis für Elefantenjagd durch den frühen Menschen
Untersuchung von Funden in Neumark-Nord bei Halle erbringen den ersten eindeutigen Beweis für die Jagd von Elefanten in der menschlichen Evolution und neue Erkenntnisse über die Lebensweise der Neandertaler
Neandertaler machten vor rund 125.000 Jahren gezielt Jagd auf Europäische Waldelefanten, um sich von ihrem Fleisch und Fettpolstern zu ernähren. Dies berichtet ein Forschungsteam der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), des Leibniz-Zentrums für Archäologie in Mainz (LEIZA) und der Universität Leiden in den Niederlanden. Der mittlerweile ausgestorbene Europäische Waldelefant war mit einer Schulterhöhe von bis zu 4 Metern und einem Gewicht bis zu 13 Tonnen damals das größte an Land lebende Tier. Besonders auffallend waren die langen, geraden Stoßzähne von Palaeoloxodon antiquus, so der wissenschaftliche Name des Giganten. Bislang war nicht bekannt, ob frühe Menschen tatsächlich Elefanten gejagt haben oder aber sich gelegentlich von den Tieren ernährten, die eines natürlichen Todes gestorben sind. Für die archäozoologische Untersuchung nutzte das Forschungsteam die weltweit größte Ansammlung Europäischer Waldelefanten am Fundort Neumark-Nord bei Halle. Die Forschungsarbeit wurde nun in dem Wissenschaftsmagazin Science Advances veröffentlicht. Die Neandertaler lebten demnach zumindest zeitweilig in wesentlich größeren sozialen Einheiten zusammen als gemeinhin angenommen.
Waldelefanten von Neumark-Nord zeigen seltsames Muster
Der Europäische Waldelefant besiedelte im Zeitraum von vor 800.000 bis vor 100.000 Jahren die Landschaften Europas und Westasiens. Er war das größte Landsäugetier des Pleistozäns, also der letzten drei Millionen Jahre, nicht nur deutlich größer als der heutige Afrikanische Elefant und der Asiatische Elefant, sondern auch als das ebenfalls ausgestorbene Wollhaarmammut. Die Überreste von mindestens 70 dieser Waldelefanten wurden in den 1980er und 1990er Jahren bei Abbauarbeiten in einer riesigen Braunkohlegrube bei Halle entdeckt. Sie hatten sich in den feinkörnigen Seesedimenten während 125.000 Jahren bis heute gut erhalten.
Vor etwa 15 Jahren hat ein Team italienischer Paläontologen das reichhaltige Elefantenmaterial vom Fundort Neumark-Nord untersucht. Es kam zu dem Schluss, dass es sich um eine merkwürdige Ansammlung handelt mit einem unausgewogenen Sterblichkeitsprofil – nämlich fast nur erwachsene Individuen – und einer auffälligen Dominanz männlicher Tiere. Dieses Muster wurde bisher weder bei fossilen noch bei heutigen Elefantenpopulationen beobachtet und war schwer zu erklären. Als die Archäologin Prof. Dr. Sabine Gaudzinski-Windheuser Anfang 2021 einige Elefantenknochen erstmals untersuchte, fand sie Hinweise auf die Ursache der Besonderheiten: menschliche Aktivität. „Die Entdeckung von eindeutigen Schnittspuren gab den Anstoß zu einer intensiven Untersuchung der Elefantenüberreste“, so Sabine Gaudzinski-Windheuser, Professorin für Pleistozäne Archäologie an der JGU und Leiterin des archäologischen Forschungszentrums und Museums für menschliche Verhaltensevolution MONREPOS, einer Einrichtung des LEIZA.
Angesichts der Einzigartigkeit des Materials und der möglichen Auswirkungen der Studie beschloss das Forschungsteam aus Mainz und Leiden, die gesamte Sammlung mit Tausenden von Knochen und Knochenfragmenten zu analysieren. Dies stellte sich als sehr zeitaufwändiges Unterfangen heraus: Monatelang wurden große Kisten geöffnet, in denen das Landesmuseum für Vorgeschichte in Halle die einzelnen Elefanten lagert, die großen und schweren Knochen mussten angehoben und gedreht werden, um ihre Oberfläche zu untersuchen, jedes einzelne Knochenstück wurde identifiziert und etwaige Veränderungen wurden dokumentiert. „Insgesamt haben wir auf diese Weise 3.122 Überreste von den Europäischen Waldelefanten in Neumark-Nord analysiert“, beschreibt Dr. Lutz Kindler, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Leibniz-Zentrum für Archäologie, das Vorgehen.
Jagd auf die Rüsseltiere sicherte Lebensgrundlage
Die detaillierte archäologische Analyse konzentrierte sich auf die Verteilung von Schnittspuren an den Skelettresten. Sie ergab, dass die Jagd auf die eiszeitlichen Riesen an diesem Ort dazu beitrug, die Existenz der Neandertaler zu sichern – und zwar mindestens 2.000 Jahre lang, also über Dutzende von Generationen hinweg. „Dies ist der erste eindeutige Beweis für die Elefantenjagd in der menschlichen Evolution“, sagt Prof. Dr. Wil Roebroeks von der Universität Leiden zu den Ergebnissen. Erwachsene und alte Elefantenmännchen, die viel größer sind als die Weibchen, kommen unter den Funden überdurchschnittlich häufig vor, wahrscheinlich weil erwachsene männliche Tiere für sich blieben. Ohne den Schutz durch eine Herde konnten sich die Jäger den Tieren einfacher nähern. Weil sie außerdem viel größer waren als die Weibchen, dürfte die Jagd auf sie einen viel höheren Ertrag gebracht haben bei gleichzeitig geringerem Risiko.
Neandertaler kooperierten vermutlich in größeren Gruppen
Die Jagd auf die großen Tiere erforderte eine enge Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Gruppenmitgliedern, ebenso wie die Verarbeitung der Beute. Die Tiere mussten geschlachtet werden, Fleischreste waren von den langen Knochen abzulösen und die fettreichen Fußpolster zu entfernen. Zur Verarbeitung gehörte möglicherweise auch das Trocknen der Produkte für die Langzeitlagerung.
Die Autoren berechneten, dass ein zehn Tonnen schwerer Elefant – das wäre nicht einmal der größte in Neumark-Nord – mindestens 2.500 Portionen für erwachsene Neandertaler zu jeweils 4.000 Kilokalorien geliefert haben dürfte, bestehend aus einer nahrhaften Mischung aus Eiweiß und Fett. Diese Zahlen sind wichtig: Bislang wurde angenommen, dass sich Neandertaler in Gruppen von höchstens 25 Individuen zusammengefunden haben. Nach Einschätzung des Forschungsteams zeigt die neue Studie, dass die Neandertaler zumindest zeitweise in viel größeren Gemeinschaften zusammenkamen oder dass sie über kulturelle Mittel zur Konservierung und Lagerung von Nahrungsmitteln in großem Maßstab verfügten – oder beides. In jedem Fall handelt es sich den Autoren zufolge um wichtige Erkenntnisse, die wesentlich zu unserem Verständnis der Variationsbreite des Neandertalerverhaltens beitragen.
Fundstelle Neumark-Nord: Eine gut erhaltene archäologische Landschaft
Der Fundstellenkomplex Neumark-Nord wurde in den 1980er Jahren von dem Archäologen Prof. Dr. Dietrich Mania entdeckt, der eine Reihe von Rettungsgrabungen in dem großen Braunkohletagebau leitete. Mania, ehemals Professor an der Universität Jena, initiierte eine langfristige interdisziplinäre Untersuchung der Stätte. Daran waren von 2004 bis 2008 auch die jetzigen Kooperationspartner der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, der Universität Leiden und des Leibniz-Zentrums für Archäologie mit Ausgrabungen beteiligt. Neumark-Nord gehört mit einer Gesamtgröße von etwa 30 Hektar zu den größten pleistozänen archäologischen Fundkomplexen und zeichnet sich durch die außergewöhnliche Erhaltung von Flora und Fauna der letzten Warmzeit aus.
Die laufenden Arbeiten des Teams aus Mainz und Leiden umfassen eine umfangreiche Neuanalyse der in den 1980er und 1990er Jahren ausgegrabenen reichen Bestände. Dies hat zum Beispiel Beweise für die Hirschjagd der Neandertaler erbracht, wobei die bislang frühesten Jagdverletzungen an Knochen gefunden wurden. Vorletztes Jahr veröffentlichte die Gruppe Daten, die zeigen, dass die Neandertaler ihre Umwelt sichtbar beeinflusst haben: Mit ihrer Ankunft ging die Bewaldung zurück und die Vegetation blieb während der rund 2.000 Jahre ihrer Anwesenheit geöffnet. Damit verbunden war die ausgiebige Nutzung von Feuer. Dies ist bislang der früheste eindeutige Fall einer Landschaftsveränderung in der menschlichen Evolution.
Originalpublikation:
Sabine Gaudzinski-Windheuser et al.
Hunting and processing of straight-tusked elephants, 125.000 years ago: Implications for Neanderthal behavior
Science Advances, 1. Februar 2023
DOI: 10.1126/sciadv.add8186
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add8186

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