19.01.2026, Universität Konstanz
Insekten tief in die Augen geschaut
Forschende der Universität Konstanz haben untersucht, wie Insektengehirne komplexe Lichtreize aufnehmen und parallel verarbeiten. Dabei haben sie erstmals Hinweise auf eine schichtweise Verarbeitung der Informationen in der Lamina gefunden.
Wie die meisten Tiere sind auch Insekten bei ihrer Orientierung auf ihr Sehvermögen angewiesen. Um ein möglichst gutes Bild von der Umgebung zu erhalten, müssen die vom Auge aufgenommenen Reize anschließend im Gehirn verarbeitet werden. Wie durch einen mehrschichtigen Filter werden sie aussortiert, kategorisiert und in letztlich reduzierter Form an nachgelagerte Gehirnareale weitergleitet. Bei Insekten übernimmt diese Aufgabe im ersten Schritt die sogenannte Lamina. Sie stellt das erste visuelle Verarbeitungszentrum im Gehirn dar und ist direkt an das Auge angeschlossen. An der Universität Konstanz haben jetzt die Neuroethologinnen Anna Stöckl und Ronja Bigge einen wichtigen Baustein zum Verständnis dieser Signal-Verarbeitung beigetragen.
Insektenaugen sind nicht alle gleich
Im Fokus der Untersuchung stand das Bewegungssehen von Insekten bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen sowie die Frage danach, wie es den Tieren gelingt, sich an diese anzupassen. „Das Insektenauge und die Verarbeitung visueller Information im Gehirn ist vor allem bei Fruchtfliegen eingehender erforscht. Hierfür liegen viele Daten und Erkenntnisse vor“, sagt Stöckl. „Bei der Aufnahme und Verarbeitung visueller Reize unterscheiden sich Fliegen evolutionär bedingt jedoch in einigen Aspekten grundlegend von den meisten anderen Insektenarten.“ In den Fokus ihrer Untersuchung stellten die Forschenden daher Taubenschwänzchen. Die neuronale Verarbeitung in den frühen visuellen Arealen des Gehirns dieser tagaktiven Falterart ähnelt in ihrem Aufbau und ihrer Funktion denen der meisten anderen Insektenarten, sodass gewonnene Erkenntnisse breiter übertragbar sind.
Um zu verstehen, wie visuelle Signale im Insektengehirn verarbeitet werden, haben die Forschenden zunächst die Lamina als erstes Verarbeitungszentrum für visuelle Informationen untersucht. Mithilfe von Elektronenmikroskopie ist es ihnen dabei gelungen, alle unterschiedlichen Zelltypen von Lamina-Neuronen zu identifizieren und anschließend genau nachzuvollziehen, wie diese miteinander vernetzt sind. Darauf aufbauend konnten sie diese Zellen neu klassifizieren – ein wichtiger Schritt, um ihre jeweiligen Aufgaben im Sehsystem besser zu verstehen.
Summieren und Subtrahieren für mehr Effizienz
„Da das Gehirn von Insekten sehr klein ist, muss das neuronale System extrem effizient arbeiten. Umgebungsreize, die auf das Auge treffen, werden in den äußeren Gehirnarealen über mehrere Stationen vorgefiltert, sodass am Zielort nur noch ein Bruchteil der ursprünglichen Gesamtinformation verarbeitet werden muss“, erklärt Bigge. Eine dieser Filterungen geschieht in den sogenannten Lamina-Zellen. Diese können einfallende Lichtsignale entweder summieren oder subtrahieren – also die Signale benachbarter Zellen zusammenrechnen oder sich gegenseitig hemmen.
Das Zusammenfassen mehrerer schwacher Signale ermöglicht die Erzeugung eines stärkeren Gesamtbildes. Im Gegenzug verringert sich jedoch die Auflösung und das entstehende Bild wird unschärfer. Bei sehr guten Lichtverhältnissen verhält sich der Vorgang genau umgekehrt: Statt einer Zusammenrechnung der Signale hemmen sich die benachbarten Zellen gegenseitig. „Im Ergebnis entsteht ein Bild mit höherer Auflösung, wodurch jedoch das Signal etwas abgeschwächt wird. So kann das Gehirn je nach Lichtbedingung mit höchstmöglicher Effizienz arbeiten und ein Gleichgewicht zwischen der Signalstärke und einer guten Bildschärfe schaffen“, fasst Stöckl zusammen.
Die Schicht bestimmt die Aufgabe
Im weiteren Verlauf ihrer Studie gingen die Forschenden der Frage nach, wie genau den Laminazellen diese Verarbeitung gelingt. Mithilfe feinster Elektroden konnten sie die elektrischen Signale einzelner Nervenzellen messen, während diese auf verschiedene Lichtreize reagierten. „Dass eine Zelle grundsätzlich mehrere Aufgaben übernehmen kann, ist bereits bekannt. Wir haben nun herausgefunden, wie einer einzelnen Zelle das Übernehmen verschiedene Aufgaben gelingt und wie sie zwischen ihnen wechselt“, erklärt Bigge. Ihre Untersuchungen weisen darauf hin, dass ein und dieselbe Zelle in verschiedenen Schichten der Lamina ganz unterschiedliche Aufgaben erfüllt: „Wir sehen hier erstmals eine funktionelle Schichtung in der Lamina: In einer Schicht sammelt die Zelle Signale, in einer anderen hemmt sie ihre Nachbarzellen.“
Die Ergebnisse zeigen damit einen bislang unbekannten Mechanismus der visuellen Informationsverarbeitung in diesem Gehirnareal. In weiteren Studien soll nun untersucht werden, wie sich das Bewegungssehen von tagaktiven Faltern, wie dem Taubenschwänzchen, von nachtaktiven Faltern unterscheidet. „Da die Lichtverhältnisse des Lebensraums ganz andere sind, gehen wir davon aus, dass die Informationsverarbeitung sich deutlich unterscheiden muss. Es wird spannend, zu sehen, was die Evolution da für uns bereithält“, sagt Stöckl.
Originalpublikation:
Ronja Bigge, Kentaro Arikawa, Anna Stöckl (2026): The functional morphology of hawkmoth lamina monopolar cells reveals mechanisms of spatial processing in insect motion vision, Current Biology. DOI: 10.1016/j.cub.2025.12.004
19.01.2026, Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) im Forschungsverbund Berlin e.V.
Klare Effekte, komplexe Auswirkungen: Meta-Studie zeigt Mechanismen der Anpassungen von Tieren an den Klimawandels auf
Der Klimawandel hat vielfältige Auswirkungen auf die Tierwelt. Jahreszeitliche Migration, Reproduktionszeiten, Größe oder Gewicht verändern sich und ökologische Prozesse werden gestört, was die Bestände einiger Arten vor Herausforderungen stellt. Ein internationales Forschungsteam analysierte nun in einer Meta-Studie gut 200 wissenschaftliche Untersuchungen an 73 Tierarten darauf, wie genau der Klimawandel mit der Phänologie, Morphologie und Bestandentwicklungen zusammenhängt. Das Team legt in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ dar, dass die Phänologie – die jahreszeitlichen Entwicklungserscheinungen – sehr sensibel auf Temperaturveränderungen reagiert.
Verschiedene Anpassungen können Tieren helfen, mit dem Klimawandel zurechtzukommen und stabile Populationen aufrechtzuerhalten; diese können Änderungen im Verhalten, der Physiologie oder dem Körpergewicht bedingen. Ein internationales Team aus mehr als 60 Forschungseinrichtungen unter der Leitung des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW), der James Cook University sowie des University College Cork analysierte 213 wissenschaftliche Studien auf nachweisbare Zusammenhänge zwischen dem Klimawandel und der Phänologie (etwa Beginn der Brut oder Rückkehr in das Sommerquartier), der Morphologie (etwa Körpergröße, -gewicht oder -form) und die Bestandszahlen von insgesamt 73 Wirbeltierarten. Dabei suchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nicht nur nach Belegen für den Einfluss vom Klimawandel auf spezifische Fitnessparameter von Tieren – etwa auf die Überlebensrate oder Fortpflanzungserfolg – sondern auf die Bestandsentwicklung der gesamten Art. Die meisten Studien untersuchten Vögel (65 Prozent), gefolgt von Reptilien (23 Prozent) und Säugetieren (10 Prozent). Wichtiges Kriterium für die Auswahl der Studien war, dass Langzeitdatensätze zu phänologischen oder morphologischen Variablen sowie zur Populationsgröße vorliegen, damit zuverlässig Muster in den Zusammenhängen erkannt werden können. Typischerweise nutzen inkludierte Studien Daten aus 15 bis 25 Jahren.
Klimawandel beeinflusst jahreszeitliche Entwicklungsprozesse und Bestandszahlen
Die Forschenden konnten aus den betreffenden Untersuchungen zur Phänologie (97 Studien) den klaren Beleg ableiten, dass jahreszeitlich wiederkehrende Entwicklungsprozesse signifikant von der Veränderungen der Temperatur beeinflusst werden. In wärmeren Jahren konnten sie eine deutliche Verschiebung von Brutzeiten und anderen phänologischen Merkmalen feststellen – zumeist zugunsten früherer Zeitpunkte, in einigen Fällen stellten sie aber auch eine Verzögerung der Prozesse fest. „Wir konnten zeigen, dass frühere oder spätere jahreszeitliche Entwicklungsprozesse dafür sorgen können, dass die Bestände der betreffenden Art stabil bleiben oder sich sogar positiv entwickeln“, sagt Dr. Viktoriia Radchuk vom Leibniz-IZW, Erstautorin der Meta-Studie in Nature Communications. „Die Mehrzahl der Studien zeigte zudem, dass Temperatur-induzierte Verschiebungen in der Phänologie adaptive Reaktionen sind. Das bedeutet, dass die Anpassungen funktionierende Bewältigungsmechanismen für den Klimawandel sind, indem beispielsweise die Verschiebung des tatsächlichen Zeitpunkts des Eierlegens einer Vogelart mit der Verschiebung des optimalen Zeitpunkts für das Eierlegen einhergeht.“
Die Meta-Studie zeigt jedoch auch eine nennenswerte Zahl an Fehlanpassungen an den Klimawandel auf. „Der Effekt der Erwärmung auf die Phänologie ist sehr klar, die Auswirkungen auf die Tierwelt jedoch heterogen“, sagt Dr. Tom Reed vom University College Cork in Irland, einer der Seniorautoren der Studie. „Wir haben es wohl vorrangig mit sogenannter Plastizität von Merkmalen zu tun und, in den untersuchten Zeiträumen, noch nicht mit evolutionären Prozessen. Phänologische Merkmale können von den Tieren offenkundig ausreichend flexibel angepasst werden“. Im Mittel sei die Temperatur-Sensibilität von Arten, die in höherer geographischer Breite – also näher an den Polen – leben, größer. Abgesehen von der geographischen Breite konnten keine weiteren artspezifischen Faktoren die Varianz der Klimasensitivität der phänologischen Merkmale und der Wachstumsraten der Populationen erklären. Es ist wahrscheinlich, dass sich die Varianz der Anpassungen besser mit lokalen Lebensraumbedingungen erklären lässt als mit artspezifischen Eigenschaften, beispielsweise der Generationenlänge oder dem Migrationsmodell.
Klimawandel hat uneinheitliche Effekte in Bezug auf Körpermaße der Tiere
Die Meta-Studie konnte keine eindeutigen Effekte der Klimaveränderungen im Hinblick auf die Morphologie der untersuchten Tiere ableiten. Die Forschenden nehmen an, dass sich Veränderungen in Körperbau oder Größe deutlich langsamer einstellen als phänologische Veränderungen. „Trotz der enormen Größe unseres Datensatzes und der teilweise langen Dauer der einbezogenen Untersuchungen ist unsere Meta-Studie lediglich ein Schlaglicht in die hochkomplexe Welt der Auswirkungen des Klimawandels auf die Artenvielfalt“, schließt Dr. Martijn van de Pol von der James Cook University in Australien, der zweite Seniorautor der Studie. „Die Untersuchung physiologischer Reaktionen auf den Klimawandel wäre am aufschlussreichsten, jedoch sind solche Feldstudien noch sehr selten. Auch Arten aus dem Globalen Süden, nicht-Vogelarten oder phänologische Prozesse, die nicht mit dem Frühling assoziiert sind, sind rar in dem bislang größten Meta-Datensatz dieser Art.“ Dennoch liefert dieser Datensatz dringend benötigte Informationen, die er ermöglichen, mechanistische Modelle für die Populationsdynamik zu erstellen und die Auswirkungen des Klimawandels vorherzusagen – eine Aufgabe, die heute so wichtig ist wie nie zuvor.
Diese Forschungsarbeit wurde in den sDiv-Workshops initiiert, die vom Synthesezentrum des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig unterstützt wurden.
Originalpublikation:
Radchuk V, Jones CV, McLean N. et al. (2026): Changes in phenology mediate vertebrate population responses to temperature globally. Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-025-68172-8
19.01.2026, Veterinärmedizinische Universität Wien
One Health: Extreme Tierarten als Schlüssel für Erkrankungen des Menschen
Zahlreiche Tiere leben in extremen Umgebungen und haben ihren Stoffwechsel entsprechend angepasst. Lassen sich aus diesem Wissen Lösungen entwickeln, die gegen Erkrankungen beim Menschen helfen? Mit einer Meta-Studie hat sich ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung des Forschungsinstituts für Wildtierkunde und Ökologie (FIWI) der Veterinärmedizinischen Universität Wien daran gemacht, diese Frage zu beantworten und neue Lösungswege aufzuzeigen. Der Fokus richtet sich bei dieser One-Health-Studie unter anderem auf Adipositas, Typ-2-Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen.
Das im Top-Journal „Diabetologia“ veröffentlichte wissenschaftliche Review bereits publizierter Studien nahm „extreme Tierarten“ genauer unter die Lupe. Unter Federführung von Peter Stenvinkel vom Karolinska Institute in Stockholm untersuchten die Forscher:innen die bemerkenswerten metabolischen Anpassungen von Tieren, die in extremen Umgebungen leben. Die Studie liefert Einblicke in ihre Widerstandsfähigkeit, Flexibilität und Krankheitsresistenz. Arten wie Winterschlaf haltende Braunbären, Zugvögel, Höhlenfische, Grönlandhaie und Nacktmulle weisen demnach einzigartige metabolische Eigenschaften auf, die herkömmliche Paradigmen der Stoffwechselregulation in Frage stellen.
Neuartige Lösungen für Erkrankungen des Menschen
Diese Anpassungen – darunter die Resistenz gegen Hypoxie (Sauerstoffmangel) und metabolische Alterung – bieten laut den Wissenschafter:innen potenzielle Lösungen für Stoffwechselstörungen beim Menschen, darunter Adipositas, Typ-2-Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Erkenntnisse aus der vergleichenden Physiologie, insbesondere über die Mechanismen, mit denen Tiere mit Nahrungsknappheit, extremen Temperaturen und Hypoxie umgehen, könnten dazu beitragen, neue therapeutische Ansatzpunkte für die Förderung der menschlichen Gesundheit zu identifizieren. Dazu Studien-Co-Autorin Johanna Painer-Gigler vom FIWI: „Beispielsweise kann der Winterschlaf als Modell für das Verständnis von Stoffwechselerkrankungen dienen und Einblicke in reversible Insulinresistenz und Energiehomöostase liefern. Auf dieser Basis sind neuartige Behandlungsmethoden von Stoffwechselerkrankungen eine realistische Perspektive.“
Länger und gesünder leben durch hohe Resilienz
Darüber hinaus lässt sich von langlebigen Arten und ihrer Anpassung an Umweltstress auch Einiges zum Thema Altern und Resilienz lernen. Viel wertvolles Wissen schlummert laut den Wissenschafter:innen auch im Bereich der Herz-Kreislauf-Erkrankungen und in der Anpassungsfähigkeit von resilienten Arten an globale Umweltveränderungen. Insgesamt ist die Resilienz dieser Tierarten gegenüber widrigen Umweltbedingungen oft mit einer gesunden Langlebigkeit und einem geringen Krankheitsrisiko verbunden.
Klimawandel – eine Gefahr auch für an Extreme angepasste Tierarten
Im Klimawandel sehen die Wissenschafter:innen die größte Gefahr – dieser gefährdet laut ihren Erkenntnissen auch das Überleben von Tierarten, die an extremste Umweltbedingungen angepasst sind. „Wir fordern einen ganzheitlichen Ansatz für den Artenschutz und den Umweltschutz, um diese Arten und die wertvollen Erkenntnisse, die sie für die Steuerung unserer Stoffwechselgesundheit bieten, zu erhalten“, betont deshalb Studien-Co-Autorin Szilvia Kalogeropoulu vom FIWI.
Originalpublikation:
Der Artikel „Comparative physiology and biomimetics in metabolic and environmental health: what can we learn from extreme animal phenotypes?“ von Peter Stenvinkel, Peter Kotanko, Johanna Painer-Gigler, Paul G. Shiels, Pieter Evenepoel, Leon Schurgers, Barbara Natterson-Horowitz, Szilvia Kalogeropoulu, Joshua Schiffman und Richard J. Johnson wurde in „Diabetologia“ veröffentlicht.https://link.springer.com/article/10.1007/s00125-025-06611-3
20.01.2026, Universität Bielefeld
Städte verändern tierisches Sozialverhalten
Städte wirken massiv auf das soziale Miteinander von Tieren. Eine neue umfassende Übersichtsarbeit von Wissenschaftlerinnen der Universität Bielefeld zeigt: Urbanisierung verändert das tierische Sozialverhalten von der Wahl ihrer Partner*innen bis zum Zusammenleben in Gruppen. Die Ergebnisse sind eindrucksvoll und hochrelevant für Naturschutz und Stadtplanung.
Versiegelte Flächen, künstliches Licht und dazu ständiger Lärm: Was für Menschen zum Alltag gehört, stellt Tiere vor enorme Herausforderungen. Eine neue internationale Übersichtsarbeit von Wissenschaftlerinnen der Universität Bielefeld zeigt nun, wie tiefgreifend Städte das soziale Leben von Tieren verändern. Die Studie wurde im Fachjournal Biological Reviews veröffentlicht.
„Städte greifen massiv in soziale Beziehungen von Tieren ein – viel stärker, als bisher angenommen“, sagt Avery L. Maune, Erstautorin der Studie und Forscherin an der Universität Bielefeld „Soziales Verhalten beeinflusst, ob Tiere sich fortpflanzen, Nahrung finden oder Fressfeinden entkommen. Veränderungen dieser Verhaltensweisen können weitreichende Folgen haben.“
Die Forscherinnen werteten 227 wissenschaftliche Studien aus. Das Ergebnis ist eindeutig: 92 Prozent der untersuchten Arbeiten zeigen einen signifikanten Einfluss der Urbanisierung auf das Sozialverhalten von Tieren. Die Studie ist die erste systematische Zusammenfassung dazu, wie urbane Lebensräume soziale Systeme über Artgrenzen hinweg beeinflussen.
Städtisches Leben verändert Beziehungen
Soziales Verhalten umfasst alle Interaktionen zwischen Individuen, zum Beispiel Kooperation oder Konkurrenz. In Städten wirken sogenannte urbane Stressoren auf Tiere ein. Damit sind menschengemachte Belastungen wie Verkehrslärm, künstliches Licht in der Nacht, wenige Rückzugsmöglichkeiten oder chemische Verschmutzung gemeint.
Die Studie zeigt: Diese Stressfaktoren können verändern, wie Tiere miteinander kommunizieren, wie aggressiv sie sich verhalten oder wie stabil ihre sozialen Gruppen sind. Besonders gut untersucht ist der Einfluss von Lärm, der etwa Gesang, Warnrufe oder Balzsignale überdeckt. Andere Faktoren, wie Lichtverschmutzung oder neue Begegnungen zwischen Arten, sind bislang deutlich weniger erforscht.
Große Wissenslücken trotz klarer Trends
Die Übersichtsarbeit macht auch erhebliche Forschungslücken deutlich. Rund 62 Prozent aller untersuchten Studien konzentrieren sich auf Vögel, während andere Tiergruppen wie Reptilien oder Insekten deutlich unterrepräsentiert sind. Dabei reagieren Arten je nach Lebensweise sehr unterschiedlich auf urbane Umgebungen: Während mobile Arten Städten ausweichen können, sind andere dauerhaft an sie gebunden.
Die Autorinnen zeigen zudem, dass Veränderungen im Sozialverhalten den Fortpflanzungserfolg direkt beeinflussen können. Neue Paarungsstrategien können entstehen, soziale Gruppen zerfallen oder werden instabil – Entwicklungen, die langfristig ganze Populationen gefährden können.
„Unsere Ergebnisse sind nicht nur für die Biologie relevant“, betont die Letztautorin der Studie Dr. Isabel Damas-Moreira. „Sie liefern auch wichtige Folgerungen für Naturschutz und nachhaltig geplante Stadtentwicklung. Städte der Zukunft müssen Lebensräume sein, nicht nur für Menschen.“
Mit der fortschreitenden Urbanisierung weltweit wird klar: Kaum ein Tier bleibt unbeeinflusst vom menschlichen Lebensraum. Die Studie ist Teil der Forschung zur Individualisierung in sich wandelnden Umwelten am JICE – Joint Institute for Individualisation in a Changing Environment. An der Universität Bielefeld wird zu Individualisierung in sich verändernden Umwelten gebündelt im Fokusbereich InChangE geforscht.
Originalpublikation: Avery L. Maune, Barbara A. Caspers, Isabel Damas-Moreira: The impact of urbanisation on social behaviour: a comprehensive review. Biological Reviews. DOI: https://doi.org/10.1002/brv.70113. Erstveröffentlicht: 29.12.2025.
20.01.2026, Universität Konstanz
Die Sprache der Purpurhühner
Purpurhühner setzen Laute zu Rufen und dann zu komplexen Rufsequenzen zusammen, um die Bandbreite ihrer Ausdrucksmöglichkeiten zu erweitern – das fand ein internationales Team unter Beteiligung Konstanzer Forschender heraus. Bisher war dies nur von Tieren wie Primaten, Walen oder Singvögeln bekannt.
Ein ganzes Alphabet an Buchstaben steht uns Menschen zur Verfügung, wenn wir uns sprachlich verständigen möchten. Wir kombinieren diese Buchstaben – oder präziser: lautsprachliche Elemente – zu Wörtern, die wir dann wiederum nach grammatikalischen Regeln zu Sätzen zusammenfügen. So können wir komplexe Sachverhalte ausdrücken und nahezu unbegrenzt neue Bedeutungen erzeugen. Tiere besitzen aufgrund anatomischer Einschränkungen ihres Stimmapparats meist nur eine geringe Anzahl vokaler Ausdrucksmöglichkeiten.
Ob auch Purpurhühner (Porphyrio melanotus melanotus) die einzelnen Elemente ihres Lautrepertoires kombinieren, um sich zu verständigen, untersuchte ein Forschungsteam des Exzellenzclusters „Kollektives Verhalten“ der Universität Konstanz in seiner aktuellen Studie in der Fachzeitschrift Animal Behaviour. Dabei identifizierten sie zwei aufeinander aufbauende Organisationsebenen in der Sprache der Purpurhühner – Rufe und Rufsequenzen –, die jeweils eigenen Kombinationsregeln folgen. Eine derartige Komplexität in der Lautkombination war bisher nur von Tierarten bekannt, die ihre vokalen Äußerungen im Laufe des Lebens durch Lernen verändern und anpassen. Das beinhaltet beispielsweise Primaten, Wale oder Singvögel – nicht aber Rallen, zu denen die Purpurhühner zählen.
Ins Nest gelauscht
Um den Sprachregeln der Purpurhühner auf den Grund zu gehen, versteckten die Forschenden miniaturisierte Audiorekorder in den Nestern von 17 Purpurhuhn-Gruppen und nahmen für mehrere Tage sämtliche Lautäußerungen der Tiere auf. In dem so entstandenen Audiomaterial wurden anschließend händisch Lautereignisse identifiziert und klassifiziert. „Um die einzelnen Laute zu erkennen, haben wir uns nicht nur auf deren hörbaren Klang verlassen, sondern gleichzeitig grafische Darstellungen der Audiosignale angeschaut – sogenannte Spektrogramme. So konnten wir die Verlässlichkeit der Auswertung erhöhen“, erklärt Gabriella Gall, Erstautorin der Studie und Forscherin am Konstanzer Exzellencluster Kollektives Verhalten. „Insgesamt konnten wir weit über 5000 störungsarme Lautäußerungen aus unseren Aufnahmen isolieren, die dreizehn unterschiedlichen Lauttypen zuzuordnen waren.“
In einem nächsten Schritt nahmen die Forschenden die zeitliche Abfolge dieser Lautäußerungen genauer unter die Lupe. Sie fanden heraus, dass etwa ein Drittel der Lautelemente hauptsächlich alleinstehend geäußert wurde. Der Rest trat meist nur in Kombination mit anderen Elementen auf, wobei diese Zusammensetzung von Lautelementen zu Rufen bestimmten Regeln folgte: So finden sich manche Lautelemente hauptsächlich zu Beginn eines Rufes, andere am Ende und wieder andere – bei Rufen, die aus mehr als zwei Elementen bestehen – bevorzugt in der Mitte. Und auch die Ruflänge spielt eine Rolle, sodass manche Lautelemente in längeren Rufen ihre bevorzugte Position wechseln oder gar nicht mehr auftauchen.
Von Rufen zu Rufsequenzen
Doch damit nicht genug: Die Kombinationsmöglichkeiten sind noch komplexer. Am Beispiel von Schreifolgen (engl.: yelling sequences), welche die Purpurhühner in aggressiven Kontexten äußern, konnten die Konstanzer Forschenden zeigen, dass lediglich neun der dreizehn identifizierten Lautelemente in diesen aggressiven Rufsequenzen vorkommen – und das jeweils nur in bestimmten Abschnitten. Als weitere Regel zeigte sich, dass mit Fortschreiten der Sequenz die Anzahl an Rufen pro Zeiteinheit steigt. Außerdem werden die Rufe länger und verändern sich in ihrer Struktur, indem mehr Lautelemente eingebaut werden und die Variabilität der Rufzusammensetzung steigt.
Die Forschenden vermuten, dass Lautelemente, die stets isoliert auftreten, eine jeweils unabhängige kommunikative Funktion aufweisen. Elemente, die als Prä- oder Suffix am Anfang beziehungsweise Ende eines zusammengesetzten Rufs stehen, modifizieren dagegen den Informationsgehalt der eingeschlossenen Lautelemente. „Die anschließende Organisation der Rufe auf einer zweiten Hierarchieebene – der Ebene der Rufsequenzen – legt nahe, dass die Purpurhühner über ein sehr anspruchsvolles, strukturiertes Kommunikationssystem verfügen. Das kannten wir bisher nicht von Tieren, die sich wie die Purpurhühner ein Leben lang auf ihr angeborenes Lautrepertoire verlassen müssen“, berichtet Gall.
Auch von der Funktion dieser zusätzlichen, zweiten Organisationsebene und ihrer Regeln haben die Forschenden bereits eine erste Vorstellung. So könnte sich beispielsweise die Information im hinteren Teil einer Rufsequenz auf den Kontext beziehen, der zu Beginn der Sequenz gesetzt wurde. Zusätzlich könnten Variationen in der Rufstruktur Informationen über Änderungen im Erregungszustand der Tiere transportieren. „Die genaue Bedeutung der Lautelemente und ihrer Kombinationen gilt es nun als nächstes herauszufinden“, so Gall.
Originalpublikation: G.E.C. Gall, V. Demartsev, P. Minasandra, C. Baldoni, K.E. Cain, J.S. Quinn (2026) Examining combinatoriality within the pūkeko vocal repertoire. Animal Behaviour; doi: 10.1016/j.anbehav.2025.123431
20.01.2026, Eberhard Karls Universität Tübingen
Der letzte Stachelbilch Europas
Team des Senckenberg Centre for Human Evolution and Palaeoenvironment an der Universität Tübingen findet 11,6 Millionen Jahre alten Nachweis des Nagetiers in der Fundstelle Hammerschmiede
Nur wenige kennen sie oder haben sie gar in ihrer natürlichen Umgebung zu Gesicht bekommen: die Stachelbilche, deren einzige heute lebende Art in Südindien vorkommt. Die evolutionsgeschichtlich ältesten Stachelbilche, die zur Familie der Nagetiere gehören, wurden in 17,5 bis 13,3 Millionen Jahre alten Sedimenten Europas gefunden. Nun haben Professorin Madelaine Böhme vom Senckenberg Centre for Human Evolution and Palaeoenvironment an der Universität Tübingen und Dr. Jérôme Prieto von der Ludwig-Maximilians-Universität München mit ihrem Team den mit 11,6 Millionen Jahren jüngsten europäischen Nachweis eines Stachelbilchs entdeckt: Der Fund, ein oberer Backenzahn, stammt aus der Fundstelle Hammerschmiede im Allgäu, die durch die Entdeckung von zwei Menschenaffenarten, dem aufrecht gehenden Danuvius guggenmosi und dem kleinsten bekannten Menschenaffen Buronius manfredschmidi, weltweit bekannt wurde. Der Fund des letzten bekannten Stachelbilchs Europas wurde im Fachjournal Fossil Imprint veröffentlicht.
Der deutsche Name Stachelbilche dieser Nagetierfamilie (Platacanthomyidae) bezieht sich auf die einzige noch lebende Art, den Südindischen Stachelbilch (Platacanthomys lasiurus), dessen buschiger Schwanz stachelig aussieht. „Das seltene Vorkommen der Stachelbilche erklärt sich aus ihrem Lebensraum und ihrer ungewöhnlichen Lebensweise. Der Südindische Stachelbilch sowie die zweite noch lebende Gruppe dieser Familie, die ostasiatischen Blindmäuse (Typhlomys), leben vergraben in Laubstreu oder springend auf Bäumen in schwer zugänglichen Gebirgswäldern bis in Höhen von mehr als 3.000 Meter“, berichtet Madelaine Böhme. Sie seien zudem nachtaktiv. „Die Blindmäuse Chinas und Vietnams sind neben den Fledermäusen die einzigen Landsäugetiere der Welt, die zur Orientierung die Echoortung nutzen“, setzt sie hinzu.
Seltenes Vorkommen
Auch in der Hammerschmiede seien Stachelbilche sehr selten, sagt Böhme. Denn der entdeckte Zahn stehe weiteren rund 5.000 Zähnen anderer Nagetiere aus der Tongrube gegenüber. „Das in der Hammerschmiede überlieferte Habitat, eine Niederungslandschaft mit mäandrierenden Flüssen, war für die Stachelbilche sicher nicht optimal“, schlussfolgert die Forscherin. „Denn europäische Stachelbilche der Gattung Neocometes wurden in größerer Zahl bisher nur in Ablagerungen felsiger oder gebirgiger Habitate gefunden, wie etwa in der Fränkischen Alb oder an den Hängen des größten mitteleuropäischen Schichtvulkans, dem Vogelsberg.“
Durch den Nachweis des Stachelbilchs erhöht sich die Zahl der aus der Hammerschmiede bekannten Wirbeltierarten auf 158. Unter den 90 Säugetierarten sind die Nagetiere mit 27 nachgewiesenen Arten fast so divers wie die 30 Arten zählenden Raubtiere. Die Ursachen dieser außergewöhnlich hohen Biodiversität sind derzeit noch nicht bekannt. Diese Frage soll jedoch im Rahmen des 2026 gestarteten Tübinger Exzellenzclusters TERRA (Wechselwirkungen zwischen Geo- und Biosphäre in einer Welt im Wandel) detailliert erforscht werden.
Die Hammerschmiede
In der Grube bei Pforzen im Allgäu führen die Universität Tübingen und das Senckenberg Centre for Human Evolution and Palaeoenvironment seit 2011 wissenschaftliche Grabungen unter der Leitung von Professorin Madelaine Böhme durch. Seit 2017 finden diese auch als Bürgergrabungen in einem Citizen-Science-Projekt statt und werden seit 2020 finanziell vom Freistaat Bayern unterstützt. Rund 40.000 Fossilien von 158 Wirbeltierarten konnten bisher geborgen werden, darunter die beiden Menschenaffen Danuvius guggenmosi und Buronius manfredschmidi.
Originalpublikation:
Madelaine Böhme, Jérôme Prieto: The last European Neocometes (Rodentia: Platacanthomyidae) from the early Late Miocene hominid locality of Hammerschmiede (Germany). Fossil Imprint, https://doi.org/10.37520/fi.2025.007
21.01.2026, Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg
Überraschende Entdeckung: Teil der Netzhaut von Vögeln funktioniert dauerhaft ohne Sauerstoff
Die inneren Schichten der Netzhaut von Vögeln werden durch anaerobe Stoffwechselprozesse mit Energie versorgt. Wie sie trotz dauerhaften Sauerstoffmangels funktionieren, berichtet ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung der Universität Oldenburg in der Zeitschrift Nature. Demnach liefert eine ungewöhnliche Struktur im Vogelauge, der sogenannte Augenfächer, die benötigte Glukose und transportiert Abfallprodukte ab. Die Studie widerlegt damit eine seit dem 17. Jahrhundert bestehende Annahme über die Funktion dieses mysteriösen Gewebes.
In einer heute in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Studie liefert ein internationales Forschungsteam, darunter Prof. Dr. Henrik Mouritsen und Prof. Dr. Karin Dedek von der Universität Oldenburg, eine Erklärung für ein biologisches Paradoxon. Die Forschenden zeigen, dass die inneren Schichten der Netzhaut von Vögeln trotz permanenten Sauerstoffmangels funktionieren und dass das Gewebe stattdessen durch anaerobe Stoffwechselprozesse mit Energie versorgt wird. Die Studie widerlegt außerdem eine seit dem 17. Jahrhundert bestehende Annahme über die Funktion einer mysteriösen Struktur im Vogelauge.
Das Forschungsteam unter Leitung von Prof. Dr. Christian Damsgaard und Prof. Dr. Jens Randel Nyengaard von der Universität Aarhus in Dänemark stellte sich die Frage, wie die Netzhaut von Vögeln mit Energie versorgt wird, obwohl es dort keine Blutgefäße gibt. „Die Netzhaut ist ein Gewebe aus Nervenzellen, das einen hohen Energieverbrauch hat, sie ist sozusagen eine hochspezialisierte Erweiterung des Gehirns“, erläutert Mouritsen. Der Oldenburger Neurowissenschaftler war daran beteiligt, die Idee für die Studie zu entwickeln.
Für gewöhnlich wird Nervengewebe durch ein dichtes Netz aus winzigen Blutgefäßen mit Sauerstoff versorgt. Die Netzhaut von Vögeln bildet jedoch eine auffällige Ausnahme – dort gibt es keine Blutgefäße. Das erhöht vermutlich die Sehschärfe, da Blutgefäße das Licht auf seinem Weg zu den Sinneszellen ablenken. Diese Streuung wird bei Vögeln vermutlich reduziert. Wie deren Netzhaut ohne Blutversorgung überleben kann, war jedoch bislang unklar.
„Unser Ausgangspunkt war eigentlich ganz einfach“, sagt Erstautor Damsgaard: „Nach allem was wir über Physiologie wissen, sollte dieses Gewebe nicht funktionsfähig sein.“ Die Suche nach der Lösung dieses Rätsels war indessen alles andere als simpel und dauerte insgesamt acht Jahre.
Jahrhundertelang gab es eine vorherrschende Theorie dafür, wie Sauerstoff in die Netzhaut (Retina) gelangt: Demnach ist dafür eine kammartige, stark durchblutete Struktur im Glaskörper des Vogelauges verantwortlich – der sogenannte Augenfächer, in der Fachsprache: Pecten oculi. Obwohl seit dem 17. Jahrhundert bekannt, blieb seine genaue Funktion spekulativ.
Ein Grund dafür: Niemand hatte bislang den Sauerstoffgehalt in der Vogelretina unter normalen physiologischen Bedingungen untersucht. „Direkte Messungen sind technisch extrem schwierig“, erklärt Nyengaard. 2020 gelang es dem Forschungsteam, entsprechende Untersuchungen in Zusammenarbeiten mit Expertinnen für Tieranästhesie der Universität Aarhus durchzuführen. Die Ergebnisse überraschten das Team: Der Augenfächer stellt demnach keinen Sauerstoff für die Netzhaut zur Verfügung. Stattdessen stellte sich heraus, dass sich die inneren Schichten der Netzhaut in einem Zustand permanenten Sauerstoffmangels befinden.
Dies warf eine weitere Frage auf: Wie kann die Netzhaut genug Energie produzieren, um funktionieren zu können? Um das herauszufinden, kombinierten die Forschenden Methoden aus unterschiedlichen Forschungsfeldern. Unter anderem verwendeten sie ein Verfahren, um die räumliche Aktivität von tausenden Genen direkt im Netzhautgewebe zu kartieren, die sogenannte räumliche Transkriptomik. Auf diese Weise konnten sie etwa herausfinden, an welchen Stellen des Gewebes spezifische Stoffwechselpfade aktiv waren.
Die Daten enthüllten ein klares Muster: Gene, die mit der anaeroben Glykolyse zu tun haben – dem Abbau von Zucker ohne Sauerstoff – waren in den mit Sauerstoff unterversorgten inneren Schichten der Retina sehr aktiv. Diese Erkenntnis stellte die Forschenden erneut vor ein Rätsel: Anaerobe Glykolyse erzeugt pro Zuckermolekül nur ein Fünfzehntel der Energie, die sauerstoffbasierter Stoffwechsel liefert. „Wie kann eins der energiehungrigsten Gewebe im Vogelkörper mit so einem ineffizienten Prozess klarkommen?“, sagt Nyengaard.
Weitere bildgebende Studien mit radioaktiv markierten Glukosemolekülen zeigten, dass die Vogelretina sehr viel mehr Zucker aufnimmt als der Rest des Gehirns. Daraufhin schauten sich die Forschenden den rätselhaften Augenfächer noch einmal genauer an. Das Team fand heraus, dass in dieser Struktur vor allem Gene aktiv sind, die die Herstellung von Enzymen zum Transport von Glukose und Laktat steuern. Statt Sauerstoff bereitzustellen, agiert der Augenfächer als Stoffwechselportal: Er transportiert Glukose in die Netzhaut und befördert Laktat, ein Abfallprodukt des anaeroben Stoffwechsels, über den Augenfächer zurück in den Blutkreislauf.
Die Oldenburger Neurowissenschaftler*innen Karin Dedek und Henrik Mouritsen zeigten, dass bestimmte Stützzellen, die sogenannten Müller-Zellen, innerhalb der Retina dafür sorgen, dass Glukose zu den Nervenzellen gelangt und Laktat abtransportiert wird: Die beiden Forschenden wiesen mithilfe von Antikörpern nach, dass in diesen Zellen die Enzyme zum Transport von Laktat und Glukose vorhanden sind. Sie entwickelten zudem ein Modell dafür, wie Laktat und Glukose zwischen dem Augenfächer, dem Glaskörper und den Müller-Zellen ausgetauscht werden, um in den Nervenzellen der Netzhaut eine hochwirksame anaerobe Glykolyse zu ermöglichen.
„Der Augenfächer ist ein Transportsystem, um Treibstoff zu beschaffen und Abfallprodukte zu entfernen“, betont Nyengaard. Die Funktion der seltsamen Struktur im Vogelauge wurde demnach über Jahrhunderte fehlinterpretiert. Evolutionsbiologische Untersuchungen des Teams deuten zudem darauf hin, dass dieses besondere Merkmal bereits in der Dinosauriergruppe auftrat, aus der später die modernen Vögel hervorgingen.
Auch wenn die aktuelle Studie keinen direkten Anwendungsbezug hat, gehen die Autorinnen und Autoren davon aus, dass die Ergebnisse auch für die Medizin interessant sein könnten. „Bei Leiden wie einem Schlaganfall wird menschliches Gewebe in Mitleidenschaft gezogen, weil die Sauerstoffzufuhr reduziert ist und sich dort dann Abfallprodukte des Stoffwechsels anreichern“, sagt Nyengaard. „In der Netzhaut von Vögeln sehen wir ein System, das mit Sauerstoffmangel auf eine völlig neue Art fertig wird.“ Das Team hofft, dass diese Erkenntnis dazu beitragen kann, neu über Krankheiten nachzudenken, bei denen Sauerstoffmangel eine Rolle spielt.
Originalpublikation:
Christian Damsgaard et al: „Oxygen-free metabolism in the bird inner retina supported by the pecten”, Nature, https://doi.org/10.1038/s41586-025-09978-w
22.01.2026, Max Planck Institute for Neurobiology of Behavior – caesar
Wie sich räuberische Aggression bei Fadenwürmern entwickelte
– Maschinelles Lernen macht klar unterscheidbare räuberische Verhaltenszustände bei einem mikroskopisch kleinen Wurm sichtbar.
– Zwei gegensätzlich wirkende chemische Botenstoffe im Gehirn, Octopamin & Tyramin, bestimmen, ob der Wurm angreift oder passiv bleibt.
– Im Laufe der Evolution wurden spezifische sensorische Neuronen umfunktioniert, um diese aggressive Jagdstrategie zu ermöglichen.
– Veränderungen in neuromodulatorischen Schaltkreisen, und nicht neue Nervenzellen, führten zur Entstehung räuberischer Aggression.
– Die in Nature veröffentlichte Studie zeigt, wie Veränderungen in neuromodulatorischen Schaltkreisen die Evolution räuberischer Aggression bei Fadenwürmern ermöglichten.
Ein neues Fenster in die Evolution komplexen Verhaltens
Aggression ist im Tierreich weit verbreitet, doch wie sich komplexe Verhaltensweisen auf molekularer und neuronaler Ebene entwickeln, ist bislang nur unzureichend verstanden. Ein Forschungsteam am Max-Planck-Institut für Neurobiologie des Verhaltens hat nun die neuronalen Anpassungen identifiziert, die es ermöglichten, dass sich räuberische Aggression in einer Gruppe von Fadenwürmern herausbilden konnte. Die Studie zeigt, dass Veränderungen in der noradrenergen Signalübertragung – insbesondere darin, wie sensorische Neuronen auf die Neuromodulatoren Octopamin und Tyramin reagieren – zur Entstehung eines neuen, mit Räuberverhalten verbundenen Verhaltensrepertoires führten.
Vom bakterienfressenden Wurm zum Räuber: Zwei nahe verwandte Wurmarten im Vergleich
Räuberisches Verhalten ist bei Fadenwürmern bemerkenswert vielfältig. Während Caenorhabditis elegans ein harmloser Bakterienfresser ist, verfügt sein Verwandter Pristionchus pacificus über zahnähnliche Strukturen, mit denen er Beute beißen und angreifen kann. Dennoch führt nicht jede Begegnung zu einem Angriff, was darauf hindeutet, dass Räuberverhalten durch verschiedene Faktoren reguliert wird, darunter sowohl Umweltbedingungen als auch innere Zustände.
Um diese Zustände zu identifizieren, zeichnete das Team über mehrere hundert Stunden hinweg das Verhalten der Würmer auf und nutzte ein Modell des maschinellen Lernens, um konsistente Verhaltensmuster zu erkennen. Die Analyse ergab sechs klar unterscheidbare Verhaltenszustände, darunter drei spezifisch räuberische: räuberische Suche, räuberisches Beißen und räuberisches Fressen.
Leonard Böger, Ko-Erstautor der Studie, erklärt: „Es war wirklich aufregend zu sehen, wie diese drei Verhaltenszustände direkt aus den Daten hervorgetreten sind. Das zeigte uns nicht nur, dass Aggression bei P. pacificus tatsächlich besteht, sondern auch, wie sie sich durch diese drei intuitiven Verhaltenskomponenten äußert: Suchen, Beißen und Fressen. Ein beeindruckendes Set neuer Verhaltensweisen – besonders angesichts der großen Ähnlichkeit seines Gehirns mit dem von C. elegans.“
Zwei Neuromodulatoren bilden einen Verhaltensschalter
Mit diesem Verhaltensrahmen als Grundlage wandten sich die Forschenden den zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen zu. Sie fanden heraus, dass Octopamin den Übergang in aggressive, räuberische Zustände stark fördert, während Tyramin diesem Antrieb entgegenwirkt und das Tier wieder in einen passiven Zustand zurückführt.
Mutanten, die kein Octopamin produzieren konnten, zeigten ein stark reduziertes räuberisches Beißverhalten. Dieser Phänotyp ließ sich wiederherstellen, wenn Tyramin gleichzeitig entfernt wurde. Umgekehrt führte die externe Zugabe von Octopamin zur Wiederherstellung aggressiven Verhaltens. Diese Ergebnisse zeigen, dass das Gleichgewicht zwischen diesen beiden Neuromodulatoren darüber entscheidet, ob das Tier in einen aggressiven oder einen passiven Zustand übergeht.
Güniz Eren, Ko-Erstautorin der Studie, sagt: „Was mich am meisten beeindruckt hat, war, wie stark Octopamin die Würmer in ein räuberisches Verhalten drängte – und wie effektiv Tyramin dieses Verhalten unterdrücken konnte. Dieses Push-und-Pull-Prinzip machte das gesamte System für mich plötzlich verständlich.“
Evolutionäre Umfunktionierung sensorischer Schaltkreise
Das Team entdeckte, dass dieses neuromodulatorische System auf sensorische Neuronen wirkt, deren Identität und Funktion sich im Laufe der Evolution der Fadenwürmer auseinanderentwickelt haben. Bei P. pacificus sind die Rezeptoren für Octopamin und Tyramin in bestimmten sensorischen Kopfneuronen lokalisiert, insbesondere in den IL2- und OL-Neuronen, die diese Rezeptoren bei C. elegans nicht exprimieren.
Die Ausschaltung der IL2-Neuronen beeinträchtigte die Fähigkeit der Tiere, räuberische Angriffe auszuführen. Dies zeigt, dass sensorische Schaltkreise evolutionär umfunktioniert wurden, um Beute zu erkennen und Aggression auszulösen.
Ein konservierter Mechanismus bei räuberischen Arten
Anschließend untersuchten die Forschenden eine zweite räuberische Art, Allodiplogaster sudhausi, und stellten fest, dass Octopamin auch dort räuberische Aggression fördert. Dies deutet darauf hin, dass diese noradrenerge Erneuerung, die Aggression reguliert, früh in der Evolution dieser Fadenwurmlinie entstanden ist.
Kleine Veränderungen mit großen Auswirkungen auf das Verhalten
Insgesamt zeigt die Studie, wie vergleichsweise kleine molekulare und zelluläre Veränderungen zu tiefgreifenden Verhaltensänderungen führen können. Anstatt neue Nervenzellen hinzuzufügen, wurde im Verlauf der Evolution verändert, an welchen Stellen neuromodulatorische Signale ansetzen. Diese Veränderungen ermöglichten die Entstehung einer komplexen, aggressiven Jagdstrategie.
Originalpublikation:
https://www.nature.com/articles/s41586-025-10009-x
22.01.2026, Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Vielfalt im Dorf, Ödnis auf der Wiese
Bayerische Wiesen sind laut einer neuen Studie der Universität Würzburg die eintönigsten Insekten-Habitate. Überraschend bieten Äcker und Siedlungen oft mehr Vielfalt als das Grünland.
Die intensive Landnutzung durch den Menschen gilt als wesentlicher Treiber für das globale Insektensterben und den Rückgang der Artenvielfalt. Ein Forschungsteam unter Federführung der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) hat nun in einer umfassenden Analyse die bayerische Insektenwelt untersucht. Auf 179 über den Freistaat verteilten Flächen haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mittels modernster DNA-Bestimmungsmethoden rund 12.000 genetische Einheiten aus 450 Familien identifiziert.
Das überraschende Ergebnis: „Entgegen unserer Erwartung, dass Siedlungen oder Äcker die geringste Vielfalt zwischen zwei geographischen Standorten aufweisen, belegt unsere Studie, dass ausgerechnet Wiesen den höchsten Grad an Homogenisierung zeigen“, erklärt Jörg Müller. Der Biologe leitet den Lehrstuhl für Naturschutzbiologie und Waldökologie der JMU und war für die Studie verantwortlich; Erstautorin ist Orsi Decker, Postdoc im Nationalpark Bayerischer Wald. In der neuesten Ausgabe der Fachzeitschrift Nature Communications hat das Team seine Ergebnisse veröffentlicht.
Im Zentrum der Analyse stand die „biotische Homogenisierung“. Dieser Fachbegriff beschreibt die Vereinheitlichung von Lebensgemeinschaften: Unterschiedliche Regionen beherbergen demnach nicht mehr spezialisierte, einzigartige Artengemeinschaften. Stattdessen finden sich überall die gleichen, oft wenig anspruchsvollen Arten. Die Insektenwelt im Allgäu ist dann nahezu identisch mit jener in Unterfranken – ein Zeichen für ökologische Eintönigkeit.
Vielfalt in Garten und Acker, Monotonie auf der Wiese
Die Ergebnisse widersprechen gängigen Annahmen über Habitat-Mosaike. Während die Wissenschaft bisher davon ausging, dass intensivste Landnutzung in Städten und auf Äckern die Insektenwelt am stärksten angleicht, zeigt die Analyse ein differenzierteres Bild. Äcker und Siedlungen erwiesen sich als räumlich höchst diverse Lebensräume.
Dieser Befund gründet in der Kleinteiligkeit: „In Bayern sind Ackerflächen mit durchschnittlich 1,6 Hektar vergleichsweise klein und durch wechselnde Feldfrüchte geprägt. Diese zeitliche und räumliche Variation schafft ein Mosaik aus einzigartigen Bedingungen für Insekten“, erklärt Orsi Decker. In Siedlungen wiederum führen vielfältige Gartenstrukturen – vom Zierrasen bis zum Gemüsegarten – trotz geringer Biomasse zu einer hohen Arten-Heterogenität. Keine Siedlung gleicht für Insekten der anderen.
Im scharfen Kontrast dazu stehen die bayerischen Wiesen. „Die intensive Bewirtschaftung durch starke Düngung und häufige Mahd hat zu einer flächendeckenden Vereinheitlichung geführt“, so Jörg Müller. Überraschenderweise zeigten auch Wälder eine höhere Insekten-Homogenität als erwartet. Ursächlich hierfür sind gleichaltrige Bestände und geschlossene Baumkronendächer in der Forstwirtschaft, die nischenarme Lebensräume schaffen. Während also Äcker und Dörfer räumliche Vielfalt fördern, resultiert die uniforme Nutzung von Grünland und Forsten in einer weiträumigen biologischen Monotonie.
Naturnahe Strukturen dienen als Rückzugsräume
Die Studie unterstreicht nach Ansicht des Forschungsteams die Bedeutung einer strategischen Landschaftsplanung, die über die lokale Parzelle hinausgeht, und belegt die sogenannte „Landscape-moderated Insurance Hypothesis“: Der zufolge wirken naturnahe Landschaften wie Wälder als stabiler Artenpool und Schutzschild gegen lokale Homogenisierung.
„Wenn intensiv genutzte Flächen von naturnahen Strukturen umgeben sind, dienen diese als Rückzugsräume. Insekten können Störungen wie die Mahd oder Ernte überstehen, indem sie in die Umgebung ausweichen und die Flächen später wiederbesiedeln“, sagt Orsi Decker. In rein agrarisch geprägten Regionen fehlt dieser Puffer, was den Druck auf die Artenvielfalt massiv erhöht.
Insektenschutz darf nach Ansicht des Forschungsteams daher nicht an der Grundstücksgrenze enden. Er benötigt eine intelligente Vernetzung von Lebensräumen, um die Ausbreitung spezialisierter Arten zu ermöglichen und dem Homogenisierungstrend entgegenzuwirken.
Fazit und Ausblick: Wege aus der Monotonie
Die Ergebnisse bieten eine fundierte Grundlage für künftige Naturschutzstrategien. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fordern insbesondere für das Grünland ein Umdenken. Um die Homogenisierung umzukehren, sind extensivere Praktiken notwendig: eine deutliche Reduktion von Düngemitteln und eine seltener durchgeführte Mahd, die mehr ökologische Nischen lässt.
Originalpublikation:
Decker, O., Uhler, J., Redlich, S. et al. Distance-decay reveals contrasting effects of land-use types on arthropod community homogenisation. Nat Commun 17, 763 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-025-67612-9
22.01.2026, Goethe-Universität Frankfurt am Main
Alternde Zootiere gefährden langfristige Ziele im Artenschutz moderner Zoos
Viele Säugetierpopulationen in europäischen und nordamerikanischen Zoos sind überaltert. Diese Entwicklung gefährdet die langfristige Stabilität sogenannter Reservepopulationen und damit eine zentrale Aufgabe moderner Zoos im Artenschutz. Das zeigt eine internationale Studie unter Beteiligung der Goethe-Universität Frankfurt, die am Mittwoch in der Fachzeitschrift PNAS veröffentlicht wurde.
Gerade Fotos und Videos von neugeborenen Zootieren sorgen medial für Aufmerksamkeit – doch der Eindruck, den die niedlichen Jungtiere dabei hinterlassen, täuscht. Es gibt immer weniger Nachwuchs bei Säugetieren und viele Populationen sind mittlerweile überaltert, wie jetzt eine internationale Studie unter Leitung der Universität Zürich in Zusammenarbeit mit der Goethe-Universität Frankfurt, der Universität Aarhus, dem Zoo Zürich und dem Zoo Kopenhagen zeigt.
Für die Studie analysierten die Forschenden die demografische Entwicklung von insgesamt 774 Säugetierpopulationen (361 in Nordamerika, 413 in Europa), die zwischen 1970 und 2023 in Zoos gehalten wurden. Grundlage der Untersuchung waren Daten aus der internationalen Datenbank „Species360“, die von über 1200 Institutionen weltweit gepflegt und genutzt wird. In dieser Datenbank werden für jedes einzelne Tier unter anderem Alter, Geschlecht, Abstammung, Herkunft sowie der Reproduktionsstatus erfasst. Diese umfassenden Langzeitdaten erlauben eine systematische Analyse der Altersstruktur von Zoopopulationen über mehrere Jahrzehnte hinweg.
Verzerrte Alterspyramiden
Zur Beurteilung der Stabilität einer Population nutzten die Forschenden sogenannte Alterspyramiden. Hierzu wurde vom Frankfurter Team eine neue Methode zur automatischen Kategorisierung von Populationspyramiden entwickelt, um die Dynamik von Tierpopulationen präziser zu analysieren. Dieser erfolgreich angewendete Ansatz zeigt, dass komplexe demografische Profile in standardisierte Grundformen wie Pyramiden-, Diamant- oder Säulenformen übersetzbar sind. Prof. Paul Dierkes von der Goethe-Universität, der insbesondere bei der Entwicklung dieser methodischen Herangehensweise beteiligt war, erläutert: „Besonders für Zoos und den Artenschutz eröffnet dieser neue methodische Ansatz und die darauf basierenden Ergebnisse Möglichkeiten, demografische Entwicklungen klar zu kommunizieren und fundierte Entscheidungen zu treffen.“
Aber welche Aussagen stecken in den verschiedenen Grundformen? Eine stabile, widerstandsfähige Population weist typischerweise eine pyramidenförmige Altersstruktur auf: Viele junge und fortpflanzungsfähige Individuen bilden die Basis, während der Anteil älterer Tiere nach oben hin abnimmt. Solche Populationen sind besser gegen unerwartete Ereignisse wie Krankheitsausbrüche oder andere Krisen gewappnet. Die Ergebnisse der nun vorliegenden Studie zeigen jedoch für viele Reservepopulationen, dass der Anteil diamant- oder säulenförmiger Populationen zunimmt, bei denen es relativ wenige junge und viele ältere Tiere gibt. Solche Populationen gelten als weniger stabil und weniger resilient.
Die Studie zeigt auch, dass zeitgleich der Anteil der sich aktiv fortpflanzenden Weibchen stark abgenommen hat: um 49 Prozent in den nordamerikanischen und um 68 Prozent in den europäischen Populationen. In einigen der untersuchten Populationen gab es zuletzt gar keine fortpflanzungsfähigen Weibchen mehr. Dies hat nicht nur zur Folge, dass Nachwuchs fehlt, sondern beeinträchtigt auch die Sozialstruktur vieler Tierarten. Die Fortpflanzung und Aufzucht von Jungtieren zählen zu den Grundbedürfnissen von Tieren und sind elementare Bestandteile einer artgerechten Haltung.
Artenschutzziele gefährdet
Die vorliegende Entwicklung beunruhigt die Forschenden und kann die Artenschutzarbeit moderner Zoos gefährden. Zoos übernehmen im globalen Artenschutz eine wichtige, international anerkannte Rolle, insbesondere durch den Erhalt von Reservepopulationen gefährdeter Arten. In einem Positionspapier aus dem Jahr 2023 betont die Weltnaturschutzunion IUCN (International Union for Conservation of Nature), dass Zoos, Aquarien und botanische Gärten wichtige Partner im Kampf gegen den weltweiten Verlust der biologischen Vielfalt sind. Voraussetzung für diese Rolle ist jedoch, dass die gehaltenen Reservepopulationen stabil, reproduktionsfähig und langfristig überlebensfähig sind. Erstautor Prof. Marcus Clauss von der veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Zürich erklärt hierzu: „Dieser Trend muss unbedingt gestoppt und umgekehrt werden. Zoos übernehmen eine zentrale Rolle im Artenschutz. Diese Aufgabe können sie aber nur erfüllen, wenn sie tatsächlich stabile und resiliente Reservepopulationen erhalten. Dafür braucht es wieder mehr Jungtiere und weniger alte Tiere.“
Dierkes ergänzt: „Neben dem Erhalt von Reservepopulationen leisten wissenschaftlich geleitete Zoos einen wichtigen Beitrag durch Bildung und Forschung. Jährlich erreichen sie Millionen von Besucher*innen und vermitteln Wissen über bedrohte Arten, Ursachen des Artensterbens und die Bedeutung des Naturschutzes. Zoos sind damit wichtige Lernorte, die das Verständnis und die Unterstützung für den Artenschutz in der Gesellschaft stärken. Zudem ermöglichen Zoos wichtige wissenschaftliche Studien zu Verhalten, Fortpflanzung und Gesundheit gefährdeter Arten. Diese Erkenntnisse helfen, die Haltung in Zoos zu verbessern und Schutzmaßnahmen in der Natur wirksamer zu gestalten. Sinkende Tierzahlen und überalterte Bestände würden daher nicht nur den Artenschutz selbst, sondern auch die Bildungs- und Forschungsarbeit der Zoos erheblich beeinträchtigen. Folglich sollte das Populationsmanagement in Zoos stärker auf demografische Nachhaltigkeit ausgerichtet werden. Nur wenn es gelingt, den aktuellen Trend zur Überalterung umzukehren, können Zoos ihren Beitrag zum internationalen Artenschutz dauerhaft erfüllen.“
Originalpublikation:
João Pedro Meireles, Max Hahn-Klimroth, Laurie Bingaman Lackey, Nick van Eeuwijk, Mads F. Bertelsen, Severin Dressen, Paul W. Dierkes, Andrew J. Abraham, and Marcus Clauss. Ageing populations threaten conservation goals of zoos, PNAS (2026), doi.org/10.1073/pnas.2522274123
Max Hahn-Klimroth, João Pedro Meireles, Laurie Bingaman Lackey, Nick van Eeuwijk, Mads F. Bertelsen, Paul W. Dierkes, and Marcus Clauss. 2025, A semi-automatic approach to study population dynamics based on population pyramids, MethodsX (2025), doi.org/10.1016/j.mex.2025.103591
22.01.2026, Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns
Vielfalt der Wasserläufer entstand früher als angenommen
Die Artenvielfalt der Wasserläufer entwickelte sich offenbar bereits in der Kreidezeit und damit deutlich früher als bislang angenommen. SNSB Forschenden gelang es, die stammesgeschichtliche Entwicklung dieser Insektenfamilie zu klären, molekulare Analysen gaben tiefe Einblicke in deren Verwandtschaftsverhältnisse und Evolution. Die Studie ist nun in der zoologischen Fachzeitschrift Systematic Entomology erschienen.
Fast jeder kennt die winzigen Insekten, die im Sommer auf der Wasseroberfläche von Seen, Teichen, Flüssen, sogar dem offenen Meer spazieren. Eine feine Fettschicht auf Haaren der Bauchseite sowie den Beinchen verhindert, dass die Wasserläufer untergehen. Die Wenigsten wissen, dass es sich hierbei um Wanzen handelt. Rund 800 Arten weltweit sind bisher bekannt, 12 davon kommen auch in Deutschland vor. Nach Arten, Gattungen oder Unterfamilien sortieren Zoologinnen und Zoologen die Tiere anhand morphologischer Merkmale. Zur Rekonstruktion der evolutionären Beziehungen innerhalb der Wasserläuferfamilie, wie eng einzelne Unterfamilien oder Gattungen miteinander verwandt sind, und wann welche ihren Ursprung im Familienstammbaum haben, braucht es andere Methoden – den Blick in die DNA.
Eine neue phylogenetische Studie zur Erforschung der stammesgeschichtlichen Entwicklung der Familie der Wasserläufer bringt nun Licht ins Dunkel. Die Arbeit ist die bislang umfassendste molekulargenetische Analyse dieser Insektenfamilie. Ein Forscherteam um den Wanzenexperten PD Dr. Michael Raupach von den Staatlichen Naturwissenschaftlichen Sammlungen Bayerns (SNSB) analysierte erstmals in großem Umfang die Genome von Wasserläuferarten aus sämtlichen Unterfamilien und Stämmen, um ein Gesamtbild von deren Stammbaum zu bekommen. Es gelang den Forschenden sogar aus historischen Sammlungsexemplaren, das älteste fast 90 Jahre alt, genügend DNA zu sequenzieren. Die DNA dient dabei als molekulare Uhr, sie speichert Zeiträume der Evolution: Der Ursprung der Wasserläufer liegt in der Kreidezeit vor rund 100 Millionen Jahren und datiert damit rund 10 Millionen Jahre später, als bisher angenommen. Bereits einige Millionen Jahre später entwickelten sich die unterschiedlichen Unterfamilien, was zur Entstehung der heuten Artenvielfalt führte. Die meisten Linien entstanden deutlich früher als bislang bekannt, manche bis zu 50 Millionen Jahre. Mögliche Auslöser hierfür waren vermutlich verschiedene geologische und klimatische Prozesse, die damals auf der Erde abliefen und sich auch massiv auf die verschiedenen Ökosysteme auswirkten. Der Planet befand sich zu dieser Zeit in einer Phase extremen Treibhausklimas, erhöhtem Meeresspiegel und intensiver plattentektonischer Aktivität.
„Unsere Ergebnisse ermöglichen uns nun, die Evolution dieser faszinierenden Insektengruppe besser zu verstehen. Sie dienen als Grundlage weitergehender Forschung zu deren Artenvielfalt“, sagt PD Dr. Michael Raupach, Kurator der Wanzensammlung an den SNSB und Erstautor der Studie.
Originalpublikation:
Raupach, M.J., Balke, M., Chang, J.J.M., Cheng, L., Damgaard, J., Deister, F. et al. (2026) Exploring the phylogenetic history of water striders (Hemiptera: Heteroptera: Gerromorpha) using genome-skimming. Systematic Entomology, 51(1), e70022.
Available from: https://doi.org/10.1111/syen.70022
