19.02.2019, Max-Planck-Institut für Ornithologie
Nässe und Kälte begünstigt dunkles Gefieder
In niederschlagsreichen und in kalten Regionen sind Vögel oft dunkel gefärbt. Das zeigt eine Analyse der Gefiederfärbung eines internationalen Teams von Wissenschaftlern mit Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Ornithologie in Seewiesen. Die Forscher bestätigen damit zwei eigentlich widersprüchliche Theorien zur Färbung von Tieren. Die eine besagt, dass Tiere zur besseren Tarnung im warmen und feuchten Klima dunkler sind. Die andere sieht Tiere eher im kalten Klima dunkler gefärbt, weil sie so mehr Wärme aufnehmen können. Die geografischen Unterschiede in der Färbung sind eine wichtige Grundlage für das Verständnis dafür, wie sich Tiere an klimatische Änderungen anpassen können.
Dass unterschiedliches Klima die Färbung von Tieren beeinflusst, hat bereits vor über 200 Jahren der Biologe Constantin Gloger beobachtet. Er notierte, dass Tierarten in tropischen Regionen tendenziell pigmentierter sind. Dieses auch Glogers Regel genannten Zusammenhangs zufolge sind Tiere in wärmeren und feuchteren Regionen dunkler gefärbt, weil sie so in schattigen Habitaten wie den tropischen Urwäldern besser getarnt sind.
Diese Regel scheint jedoch im Widerspruch zu stehen mit einer anderen alten Theorie zur Färbung von Tieren, der sogenannten Bogert’s Regel. Sie besagt, dass die Gefiederfärbung vor allem in kälteren Regionen dunkler ist, damit die Tiere durch die bessere Absorption von Sonnenlicht Unterstützung für ihre Wärmeregulierung bekommen.
Welche der beiden Regeln zur Färbung ausgeprägt ist, scheint sich zwischen den Tierarten zu unterscheiden.
Ob und in welchem Ausmaß diese beiden Regeln allgemein gültig sind, hat nun ein internationales Team von Ornithologen von der Monash Universität in Australien, der Massey Universität in Neuseeland und des Max-Planck-Instituts für Ornithologie in Seewiesen untersucht. Ihre Analyse der Gefiederfärbung von fast 6.000 Singvogelarten weltweit zeigt, dass dunkel gefärbte Vögel vor allem in Gegenden mit hohen Niederschlägen und kälteren Temperaturen vorkommen. Sie bestätigt damit beide Regeln.
Einige Gruppen von Vögeln folgen dabei nicht den Regeln. Die Analyse hat ergeben, dass sich beide Regeln gegenseitig beeinflussen: Der Niederschlagseffekt ist dominanter als der Temperatureffekt. So verschwindet in Regionen, bei denen das Klima von kalt-trocken zu feucht-warm reicht, der gefieder-aufhellende Effekt der Temperatur durch den stärkeren, verdunkelnden Effekt des Niederschlags. “ Bei den Vögeln Südamerikas gibt es zum Beispiel keinen Zusammenhang zwischen ihrer Gefiederfarbe und der Temperatur”, erklärt der Leiter der Studie, Kaspar Delhey.
Andererseits wird der Effekt der Färbung aber auch verstärkt, wenn das Klima sich von heiß-trocken zu kalt-nass ändert. „Der Klimagradient bestimmt, ob die beiden Regeln miteinander oder gegeneinander arbeiten, und erklärt, warum manche Vogelarten scheinbar nicht ins Schema passen,“ sagt Bart Kempenaers aus Seewiesen, Letztautor der Studie.
Die geografischen Unterschiede in der Färbung, wie sie durch Glogers und Bogerts Regeln beschrieben werden, können uns Hinweise geben, wie sich Tiere in der Vergangenheit an klimatische Bedingungen angepasst haben. So trägt die neue Studie Informationen zu dem Gesamtbild bei, wie sich zukünftige Änderungen der Klimabedingungen auf Tiere auswirkt.
Originalpublikation:
Delhey, K, J Dale, M Valcu & B Kempenaers. 2019. Reconciling ecogeographical rules: rainfall and temperature predict global colour variation in the largest bird radiation (Ecology Letters)
19.02.2019, Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.
Bestandsaufnahme der Forschung: Biodiversität im ökologischen Landbau
Welche Leistungen erbringt der ökologische Landbau für Umwelt und Gesellschaft? Dieser Frage stellten sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in einer aktuellen Studie, die vom Johann Heinrich von Thünen-Institut, dem Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, herausgegeben wurde. Das Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V. bearbeitete den Themenkomplex „Biodiversität“. Dazu wurden 75 Studien aus 26 Ländern ausgewertet.
Dr. Karin Stein-Bachinger, Almut Haub und Frank Gottwald vom ZALF analysierten für ihren Beitrag im aktuellen Thünen-Report 65 die Auswirkungen der ökologischen Landwirtschaft u. a. auf Ackerflora, Saumvegetation, Brutvögel und blütenbesuchende Insekten im Vergleich zur konventionellen Bewirtschaftung In 86 % der in den Studien beschriebenen Vergleichspaare zeigten sich deutliche Vorteile für die Vegetation. Die Tierarten profitierten in 49 % der Fälle. Gründe sieht das Team hauptsächlich in der starken Einschränkung externer Produktionsmittel, wie zum Beispiel dem Verzicht auf mineralische Stickstoffdünger sowie chemisch-synthetische Pflanzenschutz- und Unkrautbekämpfungsmittel sowie der optimierten Kreislaufwirtschaft.
Bedeutenden Einfluss auf die Artenvielfalt haben auch Strukturelemente in der umgebenden Landschaft, wie zum Beispiel Hecken und Säume, die von vielen Arten als Teillebensraum benötigt werden. Diese können Effekte der Landnutzung stark überlagern. Im Rahmen von Vergleichsstudien zwischen ökologischer und konventioneller Landbewirtschaftung gibt es dazu bislang jedoch nur wenige Untersuchungen.
Für ihre Studie identifizierten Stein-Bachinger und ihr Team 801 Studien, die im Zeitraum 1990 bis 2017 zum Thema erschienen. Anhand streng definierter Kriterien wurden daraus 75 Studien ausgewählt und die darin beschriebenen 312 Vergleichspaare statistisch ausgewertet. Das Team betrachtete dabei die Anzahl verschiedener Arten und die Häufigkeit, mit der einzelne Arten vorkamen.
Die Ergebnisse zeigen, dass eine ökologische Bewirtschaftung verschiedene Umweltbelastungen gleichzeitig reduzieren und damit einen relevanten Beitrag zur Lösung der aktuellen umwelt- und ressourcenpolitischen Herausforderungen leisten kann. „Die Untersuchungen zeigen auch unseren Wissenszuwachs über die kausalen Zusammenhänge zwischen Bewirtschaftungsmaßnahmen auf der einen Seite und Auswirkungen auf Umwelt und Biodiversität auf der anderen Seite“, sagt Prof. Frank Ewert, Wissenschaftlicher Direktor des ZALF. Es gelte aber weiter zu erforschen, welchen Einfluss insbesondere die umliegende Landschaftsstruktur auf die Artenvielfalt auf bewirtschafteten Flächen hat bzw. welche Wechselwirkungen bestehen, so Ewert.
An der Erstellung des Thünen-Reports waren das Thünen‐Institut, die Universität Kassel, die Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, die Justus‐Liebig Universität Gießen, das Leibniz‐Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V., die TU München und das Zentrum für angewandte Forschung und Technologie an der HTW Dresden beteiligt. Er ist eine umfassende Bestandsaufnahme aktueller wissenschaftlicher Studien zu den Leistungen der ökologischen Landwirtschaft für Umwelt und Gesellschaft. Bewertet wurden darin auch Bereiche wie Wasserschutz, Bodenfruchtbarkeit, Klimaschutz und -anpassung, Ressourceneffizienz und Tierwohl.
Das Projekt wurde gefördert mit Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft (BÖLN).
Der Thünen-Report 65 ist als PDF verfügbar unter www.thuenen.de
19.02.2019, Australisch-Neuseeländischer Hochschulverbund / Institut Ranke-Heinemann
Durch Klimawandel ändert sich Farbe des Gefieders bei Papageien
Die helle Färbung der Rosellas, die sogar aus dem Weltraum gesehen werden kann, wird sich durch den Klimawandel verändern, so die neuen Forschungsergebnisse der Deakin University in Melbourne über die evolutionären Prozesse beim buntesten Papageien der Welt.
Rosellas variieren von einem tiefen Purpurrot bis zu einem blassen Gelb im Südosten Australiens, aber bisher wussten Wissenschaftler nicht warum.
Die kürzlich im Journal of Biogeography veröffentlichte Forschung der australischen Wissenschaftler zeigt, dass Lebensraum und Klima die Hauptursachen der Farbvariation bei dieser Art sind.
Paper Co-Autor Dr. Mathew Berg vom Centre for Integrative Ecology der Deakin’s School of Life and Environmental Sciences sagte, dass die Farbvariation der Rosella Papageien für eine einzelne Spezies extrem sei.
„Bei den meisten Vögeln und vielen anderen Tiere, die eine orange-, gelb- oder rote Färbung haben, stammt diese von Carotinoidpigmenten aus der Nahrung, meist Obst und Gemüse“, sagte Dr. Berg.
„Aber Papageien haben ein ganz anderes Pigmentsystem – Psittacofulvine – das man sonst nirgendwo in der Natur findet. Sie nehmen es nicht durch ihre Ernährung auf, sondern es wird angenommen, dass es in ihren Federfollikeln produziert wird.
„Während wir schon lange wissen, wie einzigartig die Färbung der Papageien ist, wissen wir nicht, welche Funktion die Farbe erfüllt oder warum sie innerhalb oder zwischen den Arten variiert. Und das ist ungewöhnlich, denn Papageien gehören zu den buntesten Tieren der Welt.“
Karmesinrote Rosellas sind am häufigsten an der Küste von Victoria, New South Wales und im Südosten von Queensland zu finden. Gelbe Rosellas sind typischerweise in den trockeneren Gebieten entlang der Riverina in Victoria, New South Wales und South Australia zu finden. Zwischenfarbige Vögel, die in verschiedenen Orangetönen zu finden sind, finden sich um die Hügel von Adelaide herum, ebenso wie in einigen Bereichen von Victoria und NSW, einschließlich des King Valley und Wodonga.
Die Deakin-Studie ist ein wichtiger Test für die „Gloger’sche Regel“, eine wissenschaftliche Theorie, die der deutsche Zoologe Constantin Lambert Gloger 1833 entwickelte, basierend auf seinen Beobachtungen, dass Vögel in feuchteren Lebensräumen eher dunkel pigmentiert sind.
Dr. Berg sagte, es sei nicht immer klar, welcher Faktor oder welche Kombination von Faktoren zu diesem Ereignis führten, da die meisten früheren Studien nur eine Variable isoliert betrachten konnten.
„Erst jetzt können wir dank des rasanten technologischen Fortschritts wirklich große Mengen an Klimadaten betrachten, auf Satellitenmessungen der Vegetationsfärbung über große Flächen zugreifen und erweiterte Analysen durchführen, um alle möglichen Faktoren in Kombination zu betrachten“, sagte er.
„Als wir die Zahlen erhoben, stellten wir fest, dass die Farben der Rosellas eng mit der Farbe der Vegetation ihres Lebensraums verwandt zu sein schienen. Diese Farben können entstehen, um sie vor Raubtieren zu schützen oder umgekehrt, um sich von anderen Mitgliedern der Art abzuheben.
„Wir verwendeten Daten, die von Satelliten gesammelt wurden, um die Lebensraumfärbung in Ostaustralien zu messen, und fanden heraus, dass dies ein guter Hinweis auf die Farbunterschiede der Blätter in den Lebensräumen war und auch der beste Indikator dafür, wo man die purpurroten Vögel findet.
„Niederschlag und Temperatur waren ebenfalls wichtige Faktoren. Gebiete mit heißen Sommertemperaturen waren der beste Indikator dafür, wo man gelbe Vögel findet. Das könnte daran liegen, dass die hellsten Farben den geringsten Hitzestress bereiten, was wiederum darauf hindeutet, dass die Thermoregulation auch ein wichtiger Faktor bei der Färbung war“.
Während Australiens purpurrote Rosella-Populationen reichlich vorhanden sind, sagte Dr. Berg, dass die Ergebnisse der Studie auch wichtige Auswirkungen auf den Erhalt anderer Papageienarten haben könnten, von denen etwa ein Drittel vom Aussterben bedroht ist.
„Papageien sind eine der am stärksten bedrohten Vogelgruppen der Welt, vor allem aufgrund der Zerstörung von Lebensräumen, aber auch aufgrund von neu eingeführten Tierarten und dem Handel mit Haustieren“, sagte er.
„Sie spielen eine zentrale Rolle in unserem Ökosystem, indem sie Hohlräume bohren, Pflanzen bestäuben und Samen verteilen, aber sie haben ein großes Artenschutzproblem.
„Arbeiten wie diese erhöhen unser Verständnis für die Lebensraumanforderungen von Papageien – warum sie in einigen Gebieten leben können und nicht in anderen.
„Veränderungen durch Lebensraumveränderungen und Klimawandel können sich darauf auswirken, wo Papageien leben können und wo sie verschwinden. Diese Forschung wird uns helfen, vorherzusagen, wann und wo ein Artenrückgang stattfinden wird und warum.
„Wir hoffen nun, verschiedene Szenarien des Klimawandels zu simulieren und herauszufinden, wohin Papageien ziehen könnten. Zum Beispiel, wenn Australien immer heißer und trockener wird, könnten wir sehen, wie sich die Anzahl der gelben Rosellas ausbreiten und einige der Farbformen in anderen Bereichen ersetzen wird.“
19.02.2019, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Vertrautheit macht angriffslustig
Fische, die sich lange kennen, gehen aggressiver miteinander um
Bei Tieren kann die Aggressivität untereinander steigen, wenn die Individuen längere Zeit in unveränderten Gruppen zusammenleben. Das zeigt eine aktuelle Studie von Forschenden des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) im Fachblatt Animal Behaviour, für die sie Amazonenkärpflinge untersuchten – eine Fischart, die sich durch Klonung vermehrt und genetisch identische Individuen hervorbringt. Die Studie liefert neue Erkenntnisse darüber, wie Gruppen funktionieren und warum es manchmal besser ist, die eigene Gruppe zu verlassen und sich einer neuen anzuschließen.
Viele Tierarten leben in Gruppen, weil dies eine Reihe von Vorteilen mit sich bringt, etwa bei der Nahrungssuche, Verteidigung oder Partnerwahl. Herauszufinden, wie sich solche Gruppenverbände formieren und wie sie funktionieren, ist ein zentrales Thema der Verhaltensökologie. Eine neue IGB-Studie zeigt, dass die Gruppenzusammensetzung nicht nur von Umweltfaktoren wie etwa der verfügbaren Nahrung abhängt, sondern auch davon, wie vertraut die Tiere miteinander sind. Dieser Faktor wurde in Studien bislang oft vernachlässigt, denn Vertrautheit ist oft mit Verwandtschaft verbunden und somit schwer einzeln zu betrachten. Beim Amazonenkärpfling (Poecilia formosa) ist das anders, denn diese Tiere haben als Klone identische genetische Verwandtschaftsverhältnisse.
IGB-Forscherin Carolina Doran und ihre Kollegen David Bierbach und Kate Laskowski nahmen drei Gruppen dieser Fische unter die Lupe, die unterschiedlich lange zusammen in denselben Aquarien gelebt hatten – einen Tag, sieben Tage und drei Wochen. Bei den beiden ersten Gruppen wurde nach einem bzw. sieben Tagen ein Teil der Fische nach dem Zufallsprinzip ausgetauscht, die Individuen der dritten Gruppe blieben zusammen. Am Stichtag gab das IGB-Team jeweils eine zu verteidigende Futterquelle in die Becken und analysierte das Verhalten der Tiere in den drei Gruppen jeweils davor und danach.
Vertraute Fische leisten sich mehr Aggressivität
„Wir waren überrascht, dass die Fische, die sich am besten kannten, am aggressivsten miteinander umgingen“, bringt David Bierbach das zentrale Ergebnis der Studie auf den Punkt. Er und seine Co-Autorinnen waren vom Gegenteil ausgegangen: „Leben Amazonenkärpflinge eine Weile zusammen, sind die Dominanzhierarchien etabliert, und die Fische haben weniger Grund, miteinander zu kämpfen“, erklärt der IGB-Forscher. In der Untersuchung verhielten sich jedoch die Amazonenkärpflinge, sie sich am längsten kannten, sowohl vor als auch nach der Futterzugabe besonders aggressiv, etwa indem sie einander durch das Becken jagten. Bei den Fischen, die in dieser Zusammensetzung erst einen Tag miteinander lebten, war die Aggressivität am geringsten, stieg jedoch nach der Futterzugabe an; ebenso bei der Gruppe, die sich seit einer Woche kannte. Deren Streitlust war insgesamt größer als die der am wenigsten miteinander vertrauten Gruppe.
Das Verhalten der Amazonenkärpflinge war zwar anders als von den Forschenden erwartet, aber dennoch plausibel: „Die Fische, die sich am längsten kennen, sind aus diesem Grund insgesamt am wenigsten gestresst und können es sich gewissermaßen leisten, aggressiver zu sein“, erklärt David Bierbach. Dabei hat die gesteigerte Angriffslust Vorteile: Gruppen, die sich länger kennen, kommen besser in neuen Umgebungen zurecht, weil sie nicht zu vorsichtig werden. Kennen sie sich allerdings so gut, dass der Grad an Aggressivität zu stark ansteigt, verlassen einige Tiere die Gruppe und schließen sich neuen Verbänden an. So bilden sich Fission-Fusion-Gesellschaften, bei denen Tiere immer wieder die Verbände wechseln, in denen sie leben. Solche dynamischen Lebensverhältnisse sind auch bei anderen Wirbeltierarten verbreitet: Delfine, Elefanten, Hyänen, Bisons oder Paviane leben ebenfalls in Fission-Fusion-Gesellschaften.
Natürliche Klone sind ideale Modellorganismen
In einer weiteren aktuellen Veröffentlichung unter der Federführung von Kate Laskowski plädieren die IGB-Forscherinnen und Forscher dafür, verstärkt Studien mit Wirbeltieren durchzuführen, die sich natürlicherweise durch Klonung fortpflanzen, so wie der Amazonenkärpfling. Im Unterschied zu künstlichen klonalen Tieren, wie beispielsweise dem Klonschaf „Dolly“, haben natürliche Klone schon in der Natur ihre Überlebensfähigkeit unter Beweis gestellt und eignen sich damit besser, um biologische Prozesse zu erklären.
Neben der Entkoppelung von Vertrautheit und Verwandtschaft, wie in der aktuellen Studie geschehen, bieten natürliche Klone noch weitere Vorteile: So lassen sich die Auswirkungen von Mutationen besser verstehen, wenn die Anfangsvariabilität im Genom geringer ist. Außerdem können epigenetische Effekte, etwa durch gezielte Aktivierung oder Deaktivierung bestimmter Abschnitte auf der DNA, besser miteinander verglichen werden. Darüber hinaus lassen sich Entwicklungsprozesse in Individuen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Umweltbedingungen gut verfolgen, wenn Individuen mit gleicher genetischer Ausstattung unter verschiedenen Umgebungen aufgezogen werden. Insbesondere zur Analyse unbeständiger Eigenschaften wie der Aggressivität kann die Arbeit mit sich natürlicherweise durch Klonung fortpflanzenden Wirbeltieren wertvolle Hilfe leisten.
Doran, C., Bierbach, D. and Laskowski, K.L. (2019). Familiarity increases aggressiveness among clonal fish. Animal Behaviour 148: 153-159.
Laskowski, K. L., Doran, C., Bierbach, D., Krause, J. and Wolf, M. (2019). Naturally clonal vertebrates are an untapped resource in ecology and evolution research. Nature Ecology & Evolution 3: 161-169.
18.02.2019, Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie
Neandertaler ernährten sich wirklich hauptsächlich von Fleisch
Eine Besonderheit des modernen Menschen ist sein regelmäßiger Fischkonsum, was sich durch die Analyse von Stickstoffisotopen in Knochen- oder Zahnkollagen nachweisen lässt. Forschende vom MPI für evolutionäre Anthropologie (MPI-EVA) in Leipzig maßen nun bei zwei späten Neandertalern außergewöhnlich hohe Stickstoffisotopenwerte, was traditionell für den Konsum von Süßwasserfisch steht. Eine Analyse der Isotopenwerte einzelner Aminosäuren ergab jedoch, dass sich der erwachsene Neandertaler nicht von Fisch, sondern von großen pflanzenfressenden Säugetieren ernährt hatte. Der zweite Neandertaler war ein noch nicht abgestillter Säugling, dessen Mutter ebenfalls Fleischfresserin gewesen ist.
Die Ernährungsweise der Neandertaler wird in Fachkreisen kontrovers diskutiert: Traditionell gelten sie als Fleischfresser, die große Säugetiere jagten. Es gibt aber auch zahlreiche Belege dafür, dass sie pflanzliche Nahrung zu sich genommen haben. Forschende können die Ernährung unserer Vorfahren rekonstruieren, indem sie die Stickstoffisotopenverhältnisse in einer Probe messen. Diese sind Indikatoren für die trophische Ebene, die Position eines Organismus in einer Nahrungskette. Neandertaler nehmen in den terrestrischen Nahrungsketten eine hohe Stellung ein und verfügen sogar über einen etwas höheren Stickstoffisotopenwert als an denselben Orten lebende Fleischfresser wie Hyänen, Wölfe und Füchse. Diese etwas höheren Werte könnten auf den Verzehr von Mammutfleisch oder Aas zurückgeführt werden. Für einige Neandertaler-Standorte sind auch Beispiele für Kannibalismus bekannt.
Steinzeitliche moderne Menschen, die kurz nach dem Verschwinden des Neandertalers in Frankreich ankamen, haben noch höhere Stickstoffisotopenwerte als dieser, was traditionell als Beleg für den Konsum von Süßwasserfisch interpretiert wird. Die Fischerei sei demzufolge eine für den modernen Menschen typische Tätigkeit. Ob Neandertaler ebenfalls Fisch verzehrten, ist in Fachkreisen umstritten. Als Klervia Jaouen, Erstautorin der Studie und Forscherin am MPI-EVA, ähnlich hohe Stickstoffisotopenwerte, wie sie für den modernen Menschen typisch sind, im Kollagen zweier Neandertaler entdeckten, stellte sich die Frage, ob diese regelmäßig Fisch zu sich genommen haben könnten. Die Neandertaler stammen aus Les Cottés und der Grotte du Renne in Frankreich; doch an keiner der beiden Ausgrabungsstätten wurden archäologische Überreste von Fischen gefunden. Die Messungen waren jedoch an einer Zahnwurzel durchgeführt worden, die die Ernährung zwischen dem vierten und achten Lebensjahr eines Individuums dokumentiert, und an dem Knochen eines einjährigen Babys. Die hohen Stickstoffisotopenwerte könnten also auch darauf hindeuten, dass es sich um noch nicht abgestillte Individuen handelte, was zumindest im Falle des Neandertalers aus Les Cottés (dessen Zahnwurzel untersucht wurde) im Widerspruch zu bisherigen Erkenntnissen stünde, denen zufolge Neandertaler bereits im Alter von etwa einem Jahr abgestillt wurden. Neben einem späten Abstillen könnte auch der Konsum von Süßwasserfisch, Aas oder sogar Kannibalismus die hohen Stickstoffisotopenwerte erklären.
Jaouen und Kolleg*innen wendeten eine neuartige Isotopenanalysetechnik an, um die richtige Erklärung für die außergewöhnlich hohen Stickstoffisotopenanteile zu identifizieren. Die Compound specific isotope analysis (CSIA) ermöglicht eine separate Analyse der im Kollagen enthaltenen Aminosäuren. Die Isotopenzusammensetzungen einiger dieser Aminosäuren werden durch Umweltfaktoren beeinflusst sowie durch die Isotopenwerte der Nahrungsmittel, die ein Individuum verzehrt. Andere werden zusätzlich durch das trophische Level beeinflusst. Erst die Kombination der Isotopenwerte dieser Aminosäuren ermöglicht es den Forschenden, die jeweiligen Beiträge der Umwelt und der trophischen Ebene zur endgültigen Isotopenzusammensetzung des Kollagens zu entschlüsseln. „So konnten wir nachweisen, dass der Neandertaler von Les Cottés eine Fleischfresserin war, die sich fast ausschließlich von landlebenden Säugetieren ernährt hatte. Sie war kein spät entwöhntes Kind, hat auch nicht regelmäßig Fisch verzehrt, sondern ihre Leute scheinen hauptsächlich Rentiere und Pferde gejagt zu haben“, sagt Jaouen. „Wir konnten auch bestätigen, dass es sich bei dem Neandertaler aus der Grotte du Renne um einen noch nicht abgestillten Säugling handelt, dessen Mutter ebenfalls eine Fleischfresserin war“. Interessanterweise stimmt diese Schlussfolgerung auch mit den Beobachtungen der Archäozoolog*innen überein.
Die aktuelle Studie veranschaulicht auch die Bedeutung der neuen Isotopenanalysetechnik für zukünftige Untersuchungen der Ernährungsgewohnheiten von Menschen und Neandertalern in der Vergangenheit. Mit Hilfe der Compound specific isotope analysis ist es den Forschenden gelungen, die außergewöhnlich hohen Stickstoffisotopenwerte richtig einzuordnen. Michael P. Richards von der Simon Fraser Universität in Kanada sagt: „Früheren Isotopenuntersuchungen zufolge ernährten sich die Neandertaler hauptsächlich von Fleisch, was auch durch umfangreiche archäologische Funde der Überreste von Tieren bestätigt wird, die von Neandertalern mitgebracht und deponiert wurden. In jüngster Zeit gab es einige, man könnte fast sagen bizarre Interpretationen von Isotopendaten, denen zufolge Neandertaler sich hauptsächlich von Wasserpflanzen ernährt oder sich gegenseitig aufgegessen haben, was aber beides im direkten Widerspruch zu den archäologischen Belegen steht. Die neuen verbindungsspezifischen Isotopenmessungen bestätigen frühere Interpretationen, denen zufolge Neandertaler sich hauptsächlich von großen Pflanzenfressern ernährten; obwohl sie natürlich auch andere Nahrungsmittel – wie Pflanzen – verzehrt haben.“
Darüber hinaus belegt die aktuelle Studie auch, dass sich die Neandertaler auf eine sehr monotone Art und Weise ernährt haben, auch dann noch als sich ihre materielle Kultur – möglicherweise beeinflusst durch den modernen Menschen – schon zu verändern begonnen hatte. Die Überreste des Neandertalerbabys aus der Grotte du Renne wurden an einer Stelle gefunden, die mit der archäologischen Kultur des Châtelperronien im Zusammenhang steht, einer Technologie, die der des modernen Menschen ähnelt. Die späten Neandertaler waren dem Menschen sehr ähnlich, schufen Höhlenmalereien und trugen Halsketten. Doch im Gegensatz zum Menschen angelten sie nicht. Jean-Jacques Hublin, Direktor der Abteilung für Humanevolution am MPI-EVA, sagt: „Diese Studie bestätigt, dass Homo sapiens, als er nach Europa kam und auf den Neandertaler traf, in direkter Konkurrenz zu diesem um die großen Säugetiere als Nahrungsquelle stand.“ „Der systematische Einsatz einer Kombination von CSIA und Radiokohlenstoffdatierung wird uns dabei helfen zu verstehen, ob beide Arten im entscheidenden Zeitraum tatsächlich die gleichen Überlebens- und Ernährungsstrategien verfolgten“, schlussfolgert Sahra Talamo, Forscherin am MPI-EVA.
Originalpublikation:
Klervia Jaouen, Adeline Le Cabec, Frido Welker, Jean-Jacques Hublin, Marie Soressi, Sahra Talamo
Exceptionally high δ15N values in collagen single amino acids confirm Neandertals as high-trophic level carnivores
PNAS, Januar 2019, https://doi.org/10.1073/pnas.1814087116
20.02.2019, Deutsche Wildtier Stiftung
Lasst uns noch ein bisschen schlafen
Deutsche Wildtier Stiftung: Bitte Rücksicht bei der Garten- und Balkonarbeit nehmen – viele Tiere schlummern noch oder befinden sich in der Aufwachphase
Draußen herrscht Frühlingswetter „light“: Lila-weiße Krokusteppiche in Parks und auf Wiesen verzaubern das Auge, in den Gartencentern warten duftende Narzissen darauf in die Erde gesetzt zu werden. Klasse: Die Wetterexperten sagen uns für den Rest der Woche zweistellige Temperaturen voraus. Das Wochenende wird ein Traum. Regentropfen? Werden weggesteckt. Allerdings: Während wir Menschen den Vorfrühling genießen und die Natur „stürmen“, liegen Igel, Siebenschläfer, Erdkröte und Wildbiene noch im Winterschlaf. Gerade Hobbygärtner juckt es bei diesem Wetter in den Fingern: Schaufel, Harke, Spaten und Blumenschere werden hervorgeholt und flott gemacht. Garten, Terrasse und Balkon erhalten die erste Schönheitskur des Jahres. Da wird gewirbelt – nur: für die Wildtiere, die noch schlummern oder sich in der Aufwachphase befinden, ist Stress jetzt völlig fehl am Platz!
„Winterschlaf bei Wildtieren wird nicht nur von der Außentemperatur gesteuert, sondern ist auch von der Länge des Tageslichts abhängig. Die Tiere wissen also meist, dass es trotz warmer Temperaturen noch zu früh ist, um den Winterschlaf zu beenden“, erklärt Moritz Franz-Gerstein von der Deutschen Wildtier Stiftung. Je länger die Tage nun hell bleiben, desto mehr Wachhormone bilden sich im Wildtierkörper. „Aber diese Prozedur geschieht nie abrupt, sondern immer schrittweise. Wildtiere benötigen eine Aufwachphase, in der langsam alle Körper- und Organfunktionen hochgefahren werden. Das kostet sie Kraft und Energie.“ Die Winterschlaf-Tiere, die jetzt über die Wintermonate nicht gefressen haben, sind zudem nach dem Aufwachen ausgehungert. Ihr Energiespeicher ist leer und sie brauchen nur eins: Futter!
Hobbygärtner sollten darum bei ihren ersten Aufräumarbeiten im Garten oder auf dem Balkon Rücksicht auf Wildtiere nehmen. Bevor Sie mit der Harke Laub und Reisig zusammenkehren und in die Tonne kippen, schauen Sie doch besser nach, ob ein Igel unter dem Haufen eingerollt liegt. Wenn Sie Gartenerde mit der Hacke auflockern oder die Fugenritzen säubern, denken Sie daran, dass Sandbienen hier im Boden ihr Nest haben könnten. Andere Wildbienen nutzen markhaltige Pflanzenstängel zum Überwintern – jetzt bloß nicht häckseln! Auch wechselwarme Erdkröten oder Frösche haben noch steife Glieder und möchten vom Sauberbesen verschont bleiben. Auf dem Balkon, in Mauerritzen oder in Schuppenecken verharren Marienkäfer und Tagfalter-Arten, bis die Sonne sie ausreichend wärmt. Und Singvögel bauen jetzt zur beginnenden Balzzeit in Hecken und Sträuchern ihre Nester – beim Stutzen der Äste und Zweige mit der Heckenschere also besonders vorsichtig sein.
20.02.2019, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Wettrüsten der Ameisenstaaten:Genaktivität der Verteidiger abhängig von eindringenden Sklavenhaltern
Das Verhalten und die Genaktivität im Gehirn von Verteidigern spiegelt die Herkunft der attackierenden Sklavenhalter wider
Temnothorax americanus ist eine Sklavenhalterameise im Nordosten Amerikas. Die kleinen Tiere kümmern sich weder um die Aufzucht ihrer Brut, noch um die Futtersuche. Stattdessen überfallen sie Nester einer anderen Ameisenart, Temnothorax longispinosus, entführen die Larven und Puppen und bringen sie zurück in ihr eigenes Nest. Sobald die geraubten Tiere erwachsen sind, müssen sie die fremde Brut versorgen, Futter suchen, die Sklavenhalter füttern und sogar deren Nest verteidigen. Eine Kolonie dieser Sklavenhalter, bestehend aus einer Königin und zwei bis fünf Arbeiterinnen, kann 30 bis 60 Sklaven beschäftigen. In einer neuen Studie haben Biologinnen und Biologen der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) die besondere Beziehung zwischen den Parasiten und ihrem Wirt untersucht und eine spannende Entdeckung gemacht. Demnach spielt es für die Verteidigung der Wirtsameisen eine entscheidende Rolle, ob die angreifenden Sklavenhalter aus einem Gebiet mit einer erfolgreichen oder weniger erfolgreichen Population stammen. Kommen die Sklavenhalter aus einem Gebiet, wo Sklavenhalter selten sind, reagieren die Wirtsameisen auf die Eindringlinge aggressiv. Kommen die Invasoren jedoch aus einer Gegend, in der Sklavenhalter häufig sind, erkennen die Wirte sie nicht und reagieren deshalb nicht mit Aggression. Dieser Verhaltensunterschied in der Reaktion, so ergab die Studie weiter, zeigt sich auch an der Aktivität von Aggressionsgenen im Gehirn der Ameisen.
T. americanus gehört, wie bei den Vögeln der Kuckuck, zu den Brutparasiten, die nicht den Körper ihres Wirts, sondern deren Sozial- oder Brutpflegeverhalten ausnutzen. Mit ihren Wirten liefern sich die Sozialparasiten ein „koevolutionäres Wettrüsten“: Die Parasiten perfektionieren die Ausbeutung ihres Wirts, während der Wirt immer noch bessere Verteidigungsstrategien entwickelt. Bei geringem Parasitendruck reagiert T. longispinosus auf einen Angriff mit koordinierten Kämpfen, wechselt aber von der Kampf- zur Fluchtstrategie in einer stärker parasitären Umgebung. Wie sich dieser Zusammenhang und die jeweiligen Reaktionen genau verhält, hat die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Susanne Foitzik in der neuen Studie untersucht.
Parasiten aus einer ökologisch erfolgreichen Population bleiben unerkannt und lösen keine Genaktivität aus
Dazu wurden Kolonien von Wirtsameisen in Eicheln, Stöcken und Gesteinsspalten von acht verschiedenen Gebieten im Osten Nordamerikas gesammelt. Sklavenhalterameisen fanden sich in fünf dieser acht Regionen. Untersucht wurde, wie sich die Ameisen verhalten, wenn sie aufeinandertreffen, wobei die Ameisen aller Regionen gegeneinander getestet wurden. „Das Verhalten der Wirte erklärt sich alleine damit, wo die Sklavenhalter herkommen“, fasst Susanne Foitzik zusammen. Das heißt, wird ein Nest der Wirtsameisen T. longispinosus überfallen, dann ist es für die Verteidigerinnen wichtiger, aus welcher Umgebung der Angreifer kommt, als aus welcher geographischen Umgebung sie selbst stammen. Sklavenhalterameisen aus erfolgreichen Populationen schaffen es, unerkannt zu bleiben und stoßen dann auf eine schwächere Verteidigung. Dies spiegelt sich in der Genaktivität der Wirtsameisen wider: „Für die Genexpression der verteidigenden Wirtsameisen spielt es keine Rolle, wo sie selbst herkommen, sondern der ökologische Erfolg des angreifenden Parasiten in seiner ursprünglichen Umgebung ist entscheidend“, so Foitzik. „Man könnte sagen, was im Gehirn der Ameisen passiert, hängt davon ab, auf wen ich treffe und nicht wer ich bin.“
Dass es den Parasiten aus erfolgreichen Populationen gelingt, die Verteidigung ihrer Wirte quasi auszuschalten, liegt vor allem daran, dass sie es schaffen, unentdeckt zu bleiben. Ameisen erkennen sich gegenseitig an Duftstoffen, die von der Körperoberfläche, der Kutikula, ausgehen. Sklavenhalterameisen versuchen möglichst wenige dieser kutikulären Kohlenwasserstoffe auf der Haut zu tragen. Parasitenpopulationen, die sehr erfolgreich sind, verströmen besonders wenig Signalstoffe, die anderen zur Erkennung dienen könnten. „Die Sklavenhalter setzen sich eine Tarnkappe auf und bleiben damit unter dem Radar“, beschreibt Foitzik das Verhalten der Angreifer. „Wenn ihnen dies gelingt, dann sehen wir auch weniger Veränderung in der Aktivität der Gene der Wirtsameisen.“ Die Bruträuber können dann unbemerkt und ungehindert in ein Wirtsnest eindringen.
Genexpression bei Arbeiterinnen ist stärker an Tätigkeit gekoppelt als an Alter oder Fertilität
Die Forschergruppe um Susanne Foitzik hat in einer weiteren Studie auch die Genaktivität von Arbeiterinnen der Art Temnothorax longispinosus untersucht. Der ökologische Erfolg von sozialen Insekten beruht auf ihrer Arbeitsteilung, nicht nur zwischen Königinnen und Arbeiterinnen, sondern auch unter den Arbeiterinnen selbst. Ob eine Arbeiterin die Brut versorgt oder Futter sucht, wird durch ihr Alter, die Fruchtbarkeit und den Ernährungsstatus beeinflusst. Brutpflegeameisen sind jünger, fruchtbarer und dickleibiger. Für ihre Untersuchung haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Spezialisierung auf eine bestimmte Tätigkeit von den Faktoren Alter und Fruchtbarkeit getrennt. „Wenn man aus einer Kolonie alle Brutpflegerinnen entfernt, dann werden einige Nahrungssucherinnen zu Brutpflegerinnen und umgekehrt“, beschreibt Foitzik das Experiment. Die Genaktivität, so das Ergebnis, hängt bei den Ameisen stärker von ihrer Aufgabe im Staat ab als von ihrem Alter oder ihrer Fertilität – eine neue Erkenntnis, die zum besseren Verständnis der Evolution von Sozialverhalten bei Ameisen beiträgt.
Dabei können einzelne Gene einen großen Einfluss auf das Verhalten der Ameisen haben. Ein besonders wichtiges ist Vitellogenin-like A, welches sehr aktiv bei Brutpflegerinnen ist. Wird dieses Gen runterreguliert, hören die Arbeiterinnen auf, den Nachwuchs der Kolonie zu versorgen und kümmern sich mehr um die erwachsenen Koloniemitglieder. Die Untersuchungen der Mainzer Forscher zeigen, dass das Gen Vitellogenin-like A die Sensibilität der Arbeiterinnen auf Brutdüfte beeinflusst. Wenn die Ameisen die Brut nicht mehr wahrnehmen, kümmern sie sich auch nicht mehr darum. Diese Experimente belegen, dass Arbeitsteilung in den Staaten sozialer Insekten dadurch gesteuert wird, dass unterschiedliche Tiere unterschiedlich stark auf bestimmte Reize reagieren, die mit spezifischen Aufgaben im Staate verknüpft sind.
Veröffentlichungen:
Rajbir Kaur et al.
Ant behaviour and brain gene expression of defending hosts depend on the ecological success of the intruding social parasite
Philosophical Transactions of the Royal Society B, 11. Februar 2019
DOI: 10.1098/rstb.2018.0192
https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rstb.2018.0192
20.02.2019, Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt
Geographin erforscht die dynamische Beziehung zwischen Mensch und Wolf
Das Bild vom Wolf als blutrünstiges Monster ist tief verankert in Märchen und Volksglaube des deutschsprachigen Raums. Wie tief, belegen die Reaktionen in der Öffentlichkeit, wenn es um die Rückkehr von Wolfsrudeln in Siedlungsnähe geht. „Das Image vom ,bösen Wolf‘ greift jedoch nicht in der Realität. Stattdessen ist in Gebieten mit Wölfen ein dynamischer Prozess zwischen Mensch und Tier im Gange, bei dem der Mensch erst noch praktische Erfahrungen sammeln, eine neue Rolle finden und Routine im Umgang mit diesen Tieren zurückgewinnen muss“, erklärt die Geographin Verena Schröder von der Katholischen Universität Eichstätt-Ingolstadt (KU).
Am Beispiel des Calanda-Massivs im schweizerischen Graubünden und St. Gallen untersucht sie für ihre Doktorarbeit, welche Auswirkungen ein in der dortigen Region lebendes Wolfsrudel auf das alltägliche Leben hat und wie der Mensch selbst das Verhalten der Tiere beeinflusst. Das Untersuchungsgebiet ist auch deshalb interessant, da das Streifgebiet der Wölfe in unmittelbarer Nähe zur Stadt Chur liegt.
Schröder befragte unter anderem Schaf- und Viehlandwirte, Jäger, Förster, Bewohner sowie Funktionäre des Vereins „Lebensraum Schweiz ohne Großraubtiere“. Letztere bringen unter anderem die Verluste durch vom Wolf gerissene Schafe als Argument für Abschüsse vor. Der Verein ist sehr aktiv und mit den regionalen Medien gut vernetzt. Im Hinblick auf den öffentlichen Diskurs über Wölfe sei es wichtig, dass dieser nicht einseitig bestimmt werde, erklärt die Geographin.
Denn in der Region rund um das Calanda-Massiv werde nicht erst seit der Rückkehr der Wölfe Herdenschutz durch spezielle Hunde betrieben, die mit den Schafen aufwachsen und sie als ihre vermeintlichen Artgenossen verteidigen. „Einige Landwirte hatten sich bereits vor der Rudelbildung Herdenschutzhunde angeschafft, deren Einsatz ursprünglich vor allem gegen wildernde Hunde gerichtet war“, erläutert Schröder. Ebenfalls ist der Einsatz von Hirten bei entsprechender Herdengröße weit verbreitet. Der Staat fördert diese Maßnahmen und leistet Entschädigungszahlungen, sofern man Herdenschutz betreibe. Jedoch müsse von letzteren verhältnismäßig wenig Gebrauch gemacht werden, da sich das Rudel des Calanda-Massivs einerseits auf Rothirsche spezialisiert habe, gefolgt von Rehen und Gämsen und andererseits die umfassenden Herdenschutzmaßnahmen zum Greifen kämen.
Neben dem finanziellen Aspekt spielt in der Diskussion um die Rückkehr der Wölfe vor allem die Frage von Sicherheit eine Rolle. Dabei sei der Zungenschlag in der medialen Berichterstattung häufig einseitig: „Wildtierrisse in Siedlungsnähe werden gerne ,mitten im Dorfzentrum‘ oder ,direkt neben der Schule‘ verortet“, sagt Schröder, die für ihre Arbeit auch den Deutungsrahmen (engl. Frame) untersucht, in dem öffentlich über den Wolf verhandelt wird. Wie aus ihren Untersuchungen hervorgeht, werden Wölfe in den Medien mehrheitlich mit negativen Passwörtern, wie beispielsweise „Problem“, „Gefahr“ oder „Verlust von Scheu“ verbunden, während Themen wie die „ökologische Funktion“ oder die „ausgeprägte Sozialität“ der Tiere ausgeblendet werden. „Aus diesen Ergebnissen sowie dem Umgang ‚mit Neuem und Unbekanntem‘ – dem Wolf – lässt sich vieles über eine Gesellschaft ablesen“, gibt die Geographin zu verstehen.
Es sei daher ratsam, Medienberichte über den Wolf kritisch zu lesen, denn sie stellen immer eine selektive Wahrnehmung dar. Die für ihre Untersuchung herangezogene Framingtheorie besage zudem, dass die wiederholte, mediale Verbindung von Wölfen mit negativen Deutungsrahmen zur Folge habe, dass Menschen diese so genannten assoziativen Netzwerke in ihrem Gehirn speichern und abrufen, sobald sie mit dem Begriff „Wolf“ konfrontiert werden. „Im Kontext der Wolfsrückkehr bedarf es sprachlicher Alternativen, will man eine Pluralität von Denkweisen langfristig bewahren.“
Der Mensch habe selbst Einfluss darauf, wie nah Wölfe sich Siedlungen nähern: „Der Wolf folgt seinen Beutetieren. Wenn man in der Nähe von Ortschaften beispielsweise Winterraps anbaut, der Rot- und Rehwild anlockt, werden dort dann auch Wildtiere gerissen.“ Gleiches gelte für sogenannte Luderplätze in der Nähe von Siedlungsgebieten, mit denen Jäger Füchse durch Köder anlocken. Diese Form der Fuchsjagd wurde im Untersuchungsgebiet daher für das Umfeld von Ortschaften verboten.
Generell hat sich, wie die Gespräche Schröders vor Ort zeigten, der Charakter der Jagd geändert: Das Wild sei nicht mehr so berechenbar zu finden wie in früheren Zeiten und weicht während der Hochjagd im September nicht mehr in ausgewiesene Wildschutzgebiete aus, in denen es anfangs von den Wölfen erwartet und auch teilweise den Jägern zugetrieben wurde. Rehe versteckten sich nun noch mehr, Gämsen hielten sich wieder näher am Fels auf und Hirsche wanderten in die tiefer gelegenen Laubwälder. Diese Entwicklung mache die Jagd sportlicher und herausfordernder, sowohl für den Menschen als auch für den Wolf. Während einige Jäger diesem Wandel kritisch gegenüberstehen, gibt es andere, die in der Rückkehr der Wölfe eine Bereicherung sehen und ihre erlegten Tiere nun wieder stärker wertschätzten. Hinzu komme, dass die Wölfe sehr selektiv Beute machen, so dass sich vor allem gesunde und starke Tiere fortpflanzen würden. Außerdem sei seit der Rückkehr der Wölfe die für den Schutzwald sehr wichtige Weißtanne wieder höher gewachsen, da der Verbiss an jungen Bäumen durch Rot- und Rehwild abgenommen habe bzw. diese nun stärker im Raum verteilt wären.
Ein Großteil der Befragten hat eines oder mehrere Tiere des Calanda-Rudels bereits gesehen. „Für alle Interviewpartner waren die Begegnungen sehr eindrücklich und die meisten gingen mit einem positiveren Gefühl heraus, weil sie gemerkt haben, dass die Wölfe an ihnen nicht interessiert waren.“ Dabei könne es gelegentlich vorkommen, dass sich die Tiere anders verhalten als etwa Füchse oder anderes Wild, das schnell die Flucht ergreife. „Wölfe sind sehr schlaue und neugierige Tiere. Sie können einem auch mal in die Augen sehen und sich erst nach ein paar Sekunden zurückziehen. Das mag manche Menschen irritieren, sei aber nicht ungewöhnlich“, so die Geographin. Es brauche noch längere Erfahrung, um langfristig die Gewissheit zu vermitteln, dass es den bösen Wolf nur im Märchen gibt, führt sie weiter fort. Dabei erwarte sie sich von politischen Entscheidungsträgern, dass diese Ängste nicht schüren oder instrumentalisieren, sondern zu einer Versachlichung beitragen. Darüber hinaus wünsche sie sich, dass das Thema Wolf ganzheitlicher betrachtet wird und Unverhältnismäßigkeiten häufiger aufgedeckt werden: Denn ein Blick in die Statistiken der Schweiz zeige, dass „die Wahrscheinlichkeit als Reh von einem Wolf gefressen zu werden um ein Vielfaches niedriger ist, als durch den Autoverkehr oder durch landwirtschaftliche Maschinen umzukommen. Aber dieses Thema wird von den meisten Medien weitestgehend ausgeblendet, wo wir wieder beim Stichwort ‚Framing‘ angelangt wären.“
21.02.2019, Georg-August-Universität Göttingen
Forscher gehen Feenkreisen auf den Grund
Feenkreise sind runde Lücken im ariden Grasland, die sehr gleichförmig über die Landschaft verteilt sind und nur entlang der Namib-Wüste im südlichen Afrika und in Australien vorkommen. Um die Entstehungsursache dieser außergewöhnlichen räumlichen Muster ranken sich verschiedene Theorien, von giftigen Wolfsmilchgewächsen oder aufsteigenden Gasen bis hin zu Ameisen, Termiten oder pflanzlicher Konkurrenz um spärliche Wasservorkommen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Göttingen, aus Australien und Israel sind der Ursache nun mit Bodenuntersuchungen und Drohnenaufnahmen auf den Grund gegangen.
Die Ergebnisse lassen vermuten, dass die Feenkreise in Australien durch Prozesse wie die Verwitterung der Böden durch Starkregen, extreme Hitze und Verdunstung entstanden sind. Die umfangreich erhobenen Daten der Forscherinnen und Forscher sprachen gegen einen kausalen Zusammenhang zu unterirdischen Termitenbauten.Feenkreise sind bisher nur aus dem südwestlichen Afrika um die Namib-Wüste und aus Westaustralien nahe der Bergarbeiterstadt Newman bekannt. Während über die Entstehungsursache der Feenkreise Namibias bereits seit Anfang der 1970er-Jahre gerätselt wird, wurden die australischen Feenkreise erst 2014 entdeckt. Trotz einer Entfernung von rund 10.000 Kilometern weisen beide Vorkommen ein identisches räumliches Muster auf, was sie zu direkten „Verwandten“ macht.
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gruben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nun östlich von Newman auf einer Länge von zwölf Kilometern insgesamt 154 Löcher in 48 Feenkreise, um den möglichen Einfluss von Termiten neutral und systematisch zu bewerten. Mithilfe von Drohnen kartierten sie Flächen von 500 mal 500 Metern, um typische Vegetationslücken – wie sie Erntetermiten in weiten Teilen Australiens verursachen – mit den typischen Feenkreislücken zu vergleichen. Darüber hinaus untersuchten sie die Bodenverhältnisse im Gebiet der Feenkreise und in angrenzenden Referenzflächen, wo über weite Bereiche gar kein Gras wächst.
„Die von Erntetermiten verursachten Vegetationslücken sind nur etwa halb so groß wie die Feenkreise und deutlich weniger geordnet“, erläutert Dr. Stephan Getzin von der Universität Göttingen. „Auch harte unterirdische Termitennester, die anderswo in Australien das Graswachstum verhindern, haben wir in den meisten Fällen keine gefunden.“ Die hohen Bodenverdichtungen und Lehmanteile in den untersuchten Feenkreis- und vegetationslosen Referenzflächen sind nach Ansicht der Forscher hingegen Indizien dafür, dass die Feenkreise durch abiotische Prozesse wie mechanische Verwitterung der Böden durch Starkregen in Zyklonen, extreme Hitze und Verdunstung gebildet werden.
„Insgesamt zeigt unsere Studie, dass Termitenbaue zwar im Gebiet der Feenkreise auftreten können, die reine lokale Korrelation zwischen Termiten und Feenkreisen jedoch keinen kausalen Zusammenhang hat“, erklärt Getzin. „Für die Bildung der markanten Feenkreismuster sind somit keine destruktiven Mechanismen notwendig, wie sie von Termiten verursacht werden, sondern hydrologische Boden-Pflanzen-Interaktionen sind alleine ausreichend.“
In Namibia hatte sich die Forschung bislang auf typische Feenkreise in homogenen Landschaften konzentriert. Mit Unterstützung der Schimper-Stiftung legten die Wissenschaftler nun in einer Pilotstudie erstmals den Fokus auf außergewöhnliche Feenkreise in untypischer Umgebung, um die existenziellen Grenzbedingungen der Kreise zu verstehen. Mithilfe von Google Earth machten sie ungewöhnliche Kreise ausfindig – riesige mit mehr als 20 Meter Durchmesser, kettenförmige ovale von mehr als 30 Metern Länge in Drainagelinien, Kreise in Autospuren sowie Kreise in besonders trockenen, gestörten oder von Wolfsmilchgewächsen benachbarten Gebieten.
„Hier haben unsere Untersuchungen zur Bodenfeuchte gezeigt, dass die Feenkreise unter solch heterogenen Bedingungen weniger als Wasserspeicher fungieren als unter typischen homogenen Bedingungen, wo sie extrem stark geordnet sind“, so Getzin. Die Wissenschaftler wollen mit dieser Arbeit ein neues Themenfeld eröffnen, da sie sich von „außergewöhnlichen“ Feenkreisen weitere Erkenntnisse über die Entstehung und Erhaltung der Feenkreise erhoffen.
Originalpublikation:
Stephan Getzin Hezi Yizhaq, Miriam Muñoz-Rojas, Kerstin Wiegand & Todd E. Erickson. A multi-scale study of Australian fairy circles using soil excavations and drone-based image analysis. Ecosphere 2019. https://doi.org/10.1002/ecs2.2620.
Stephan Getzin & Hezi Yizhaq. Unusual Namibian fairy circle patterns in heterogeneous and atypical environments. Journal of Arid Environments 2019. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2019.01.017.
20.02.2019, Universität Zürich
Influenzaviren von Fledermäusen könnten auf Menschen überspringen
Fledermäuse sind nicht nur Träger tödlicher Ebolaviren, sondern auch ein Reservoir neuartiger Influenzaviren. Diese in Südamerika entdeckten Grippeviren besitzen grundsätzlich die Fähigkeit, auch Zellen von Menschen und Nutztieren zu befallen, wie Forschende der Universität Zürich zeigen.
Die jährlich wiederkehrende Grippewelle wird von Influenzaviren ausgelöst, die nur Menschen infizieren können. Jene Influenzatypen, die in Vögeln oder Schweinen zirkulieren, sind für den Menschen normalerweise nicht gefährlich. Selten springt ein Vogel- oder Schweinevirus aber auf den Menschen über – in der Fachwelt Zoonose genannt –, was im schlimmsten Fall zu einer weltweiten Influenzapandemie mit zahlreichen schweren Erkrankungen und Todesfällen führt.
Fledermäuse als Reservoir für gefährliche Viren
Vor rund sechs Jahren wurden in Südamerika neuartige Influenzaviren entdeckt – in Fledermäusen. Die fliegenden Säugetiere stehen schon seit einiger Zeit im Fokus der Virologen. Denn sie sind Träger vieler verschiedener Viren, darunter auch sehr gefährliche wie Ebolaviren. Bisher war allerdings unklar, ob die Fledermaus-Influenzaviren auch für den Menschen eine Bedrohung darstellen. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universität Zürich (UZH) hat nun herausgefunden, dass die neuartigen Grippeviren potenziell auch Menschen oder Nutztiere infizieren können.
Weltweite Suche nach der Eintrittspforte
Die bisher bekannten Influenzaviren dringen über Sialinsäure in die Wirtszellen ein. Diese chemischen Gruppen befinden sich auf der Oberfläche fast aller Zellen des Menschen sowie diverser Tiere. Dies ist einer der Gründe, warum Influenzaviren auch sehr unterschiedliche Arten wie Enten, Hühner, Schweine und Menschen befallen. Im Unterschied dazu binden die Fledermaus-Influenzaviren nicht an Sialinsäure. Mehrere Forschungsteams weltweit suchten deshalb nach jenem Rezeptor, über den sie sich in die Zellen einschleusen.
Fledermausviren dringen über MHC-II-Moleküle in Zelle
Diese Eintrittspforte haben Silke Stertz und ihr Team am Institut für Medizinische Virologie der UZH nun entdeckt. «Die Influenzaviren benützen sogenannte MHC-II-Moleküle für ihren Eintritt in die Wirtszellen», sagt Studienverantwortliche Stertz. Diese Proteinkomplexe sitzen normalerweise auf der Oberfläche gewisser Immunzellen und sind zuständig dafür, körpereigene und körperfremde Zellen und Strukturen zu unterscheiden. Auch einige andere Virusarten benützen diesen «Eingang», um in die Zellen zu gelangen.
Potenzielles Risiko für Menschen und Nutztiere
«Überraschend war, dass die Fledermaus-Influenzaviren nicht nur MHC-II-Komplexe von menschlichen Zellen, sondern auch jene von Hühnern, Schweinen, Mäusen und verschiedenen Fledermausarten nutzen können», erläutert UZH-Doktorand Umut Karakus und Erstautor der Studie. Die Influenzaviren der Fledermaus besitzen somit – zumindest auf Stufe des Zelleintritts – das Potenzial, sowohl Menschen wie auch Nutztiere zu infizieren. «Nachgewiesen wurden solche Infektionen bisher noch nicht. Unsere Ergebnisse zeigen aber, dass die Viren diese Fähigkeit grundsätzlich haben», ergänzt Silke Stertz. Für die Virologin Grund genug, die potenziell gefährlichen Viren weiter zu untersuchen. Zumal sich das Problem angesichts von Migration und Reisetätigkeit keineswegs auf Südamerika beschränkt.
Originalpublikation:
Umut Karakus, et al. MHC class II proteins mediate cross-species entry of bat influenza viruses. Nature. February 20, 2019. DOI: 10.1038/s41586-019-0955-3
21.02.2019, Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg
Fledermäusen auf der Spur: Miniatur-Sensoren entschlüsseln Mutter-Kind-Beziehung
Erstmals können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das Sozialleben von Fledermäusen in freier Wildbahn lückenlos auswerten. Mittels miniaturisierter Trackingsensoren untersuchen Biologinnen und Biologen die mütterliche Fürsorge in Fledermauskolonien. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einer Forschungsgruppe der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) statteten Fledermausmütter und ihre Jungtiere mit Sensoren aus, die automatisiert Kontakte zwischen den Tieren aufzeichnen.
»Erstmals konnte mit dieser Technik belegt werden, dass Fledermausmütter ihre Jungtiere zu neuen Quartieren geleiten. Zuvor folgten die Forscher den mit Sendern versehenen Fledermäusen mit Antennen ausgestattet zu Fuß oder mit dem Fahrzeug. Dabei traten häufig erhebliche Erfassungslücken auf. Zudem war die geringe räumliche Auflösung nicht geeignet, soziale Interaktionen zwischen einzelnen Fledermäusen zu interpretieren«, so Dr. Simon Ripperger vom Museum für Naturkunde.
Viele Fledermausarten der gemäßigten Breiten zeigen ein bemerkenswertes Sozialverhalten. Jahr für Jahr kehren die Weibchen an ihren Geburtsort zurück. Die Jungtiere müssen lernen, selbständig zu jagen und Quartiere zu finden. Wie diese Lernprozesse von statten gehen, war bisher völlig unbekannt, da sich Fledermäuse in freier Wildbahn nur sehr schwer beobachten lassen. Um das Sozialverhalten in freier Wildbahn untersuchen zu können, entwickelte die Forschungsgruppe »Dynamisch adaptierbare Anwendungen zur Fledermausortung mittels eingebetteter kommunizierender Sensorsysteme« unter Beteiligung von Prof. Alexander Kölpin, Leiter des BTU-Fachgebiets Allgemeine Elektrotechnik und Messtechnik, ein funkbasiertes Sensornetzwerk zur vollautomatisierten Beobachtung von Kleintieren.
Mit Hilfe von Sensoren, die halb so schwer wie eine Ein-Cent-Münze sind, konnten Kontakte zwischen einzelnen Fledermäusen aufgezeichnet und damit die Gruppendynamik der Jungtiere bei ihren nächtlichen Jagdflügen und den Quartierwechseln beobachtet werden. »Damit die Fledermäuse beim Flug nicht gestört werden, war es uns wichtig, dass die Sensoren ein minimales Gesamtgewicht – maximal ein bis zwei Gramm inklusive Batterie, Schaltungsträger und Antenne – sowie eine Form haben, die die Fledermaus in ihren natürlichen Bewegungen nicht einschränkt«, so der Wissenschaftler. »Das war eine große Herausforderung an den Entwurf eines so komplexen Systems. Die Antenne musste in ihrer Geometrie stark verkürzt und die Schaltung dreidimensional an den Körper der Fledermaus angepasst werden. Auch die Aerodynamik hatten wir im Blick. Nachdem wir die Grundfunktionalität des mobilen Sensorknotens in einem ersten Schritt geschaffen hatten, haben wir weitere Funktionen nach und nach hinzugefügt, um die Fledermaus nicht mit einem großen Gewicht zu beeinträchtigen, aber dennoch alle wichtigen Daten zu erfassen«, so Kölpin.
Das Ergebnis ist ein leichter und miniaturisierter drahtloser Sensorknoten mit Lokalisierungs- und Kommunikationsschnittstelle für den Einsatz auf einer fliegenden Fledermaus. Um die Lebensdauer der eingesetzten Batterie zu maximieren und das Energiemanagement des Moduls zu entlasten, haben die Forscher energieeffiziente Übertragungsprotokolle untersucht.
Enge Kontakte zwischen Müttern und Jungtieren beim Quartierwechsel, jedoch nicht bei der Jagd, zeigen, dass die Mütter ihre Jungtiere regelrecht zu neuen Quartieren geleiten. Entsprechende Verhaltensweisen wurden bei Fledermäusen bereits seit langem vermutet, jedoch erst die technologischen Entwicklungen der Forschergruppe ermöglichten die Beobachtung dieser seltenen Verhaltensweisen.
Im Rahmen der DFG-Forschungsgruppe FOR1508 »Dynamisch adaptierbare Anwendungen zur Fledermausortung mittels eingebetteter kommunizierender Sensorsysteme« arbeitet die BTU zusammen mit der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nünberg (Sprecher der Gruppe), Universität Paderborn, Museum für Naturkunde – Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung in Berlin und der TU Braunschweig. »Als wir angetreten sind, ernteten wir durchaus Skepsis angesichts der großen Herausforderungen unseres Vorhabens. Umso mehr freut es mich jetzt, dass die Forschergruppe in allen Bereichen so überzeugende Ergebnisse liefern konnte«, kommentiert der Sprecher der Forschergruppe Prof. Robert Weigel.
Originalpublikation:
Ripperger S, Günther L, Wieser H, Duda N, Hierold M, Cassens B, Kapitza R, Kölpin A, Mayer F. 2019 Proximity sensors on common noctule bats reveal evidence that mothers guide juveniles to roosts but not food. Biol. Lett. 20180884. dx.doi.org/10.1098/rsbl.2018.0884
21.02.2019, Universität Wien
Wachsamkeit der Eltern steigert Überlebenschance junger Graugänse
Elterliche Arbeitsteilung spielt wichtige Rolle für das Überleben der Gössel
Wie Elternpaare bei monogamen Arten zusammenarbeiten, beeinflusst maßgeblich den Reproduktionserfolg. Bei Nestflüchtern wie der Graugans gehören Wachsamkeit, Verteidigung und das Bebrüten des Nachwuchses zu den wichtigsten Investitionen der Eltern – und oft nehmen die Geschlechter unterschiedliche Rollen ein. Das hat ein Team der Konrad Lorenz Forschungsstelle (KLF) der Universität Wien um Verhaltensbiologin Didone Frigerio und Georgine Szipl herausgefunden. Die Ergebnisse dazu erscheinen aktuell im „Journal of Ornithology“.
„Wir dachten, dass der Fortpflanzungserfolg, das heißt die Anzahl der flüggen Gössel, unter anderem auch von der Feinabstimmung in den Verhaltensmustern der Eltern abhängig sein sollte“, so die Verhaltensbiologin, Didone Frigerio von der Universität Wien. In ihrer aktuellen Studie untersuchten die WissenschafterInnen, wie sich geschlechtsspezifische Unterschiede im elterlichen Verhalten und die Nähe der Familienmitglieder zueinander auf das Überleben der Gössel auswirken. Während der Fortpflanzungssaison im Frühjahr 2013 wurde das Verhalten von 18 Paaren mit Nachkommen und deren Überleben aufgezeichnet. Die Grünauer Graugansschar besteht aus halbzahmen und individuell markierten Graugänsen, die sich im Almtal frei bewegen.
Arbeitsteilung nach dem Schlupf
„Es hat sich gezeigt, dass die Differenzierung der Verhaltensrolle zwischen den Eltern mit der Entwicklungsphase, also dem Alter der Gössel, variierte“, berichtet Georgine Szipl, die ebenfalls an der Konrad Lorenz Forschungsstelle forscht. Die ForscherInnen fanden heraus, dass insbesondere während der ersten zehn Tage nach dem Schlüpfen die Mütter häufiger auf Nahrungssuche waren, die Väter hingegen wachsamer und aggressiver gegenüber anderen Mitgliedern der Schar waren. Die Weibchen kompensieren in dieser Zeit den Gewichtsverlust während des Bebrütens. Daher müssen die Männchen wachsamer sein, um den Weibchen die Möglichkeit zu geben, in Sicherheit zu fressen, was wichtige Auswirkungen auf zukünftige Brutversuche hat.
Gut behütet steigert die Überlebenswahrscheinlichkeit
Unterschiede im Verhalten zwischen den Geschlechtern glichen sich zwanzig bis dreißig Tage nach dem Schlupf wieder aus. Im Allgemeinen blieben die Weibchen (die Mütter) näher bei ihren Nachkommen als die Ganter (die Väter). Das elterliche Verhalten hatte auch direkten Einfluss auf die Überlebenswahrscheinlichkeit der Gössel: Diese war höher, wenn die Eltern relativ aggressiv aufgetreten sind und dabei mehr Wert auf Wachsamkeit als auf Nahrungssuche legten. „Damit zeigen wir eine direkte Verbindung zwischen der Qualität der elterlichen Investitionen und dem Überleben der Gössel“, erklärt Frigerio.
Die Ergebnisse der Studie vertiefen das Wissen über die Funktion und Mechanismen des Soziallebens und sind somit ein weiterer Meilenstein in der Grundlagenforschung. Die seit über 40 Jahren überwachte Schar Graugänse ist eine der am besten erforschte auf der ganzen Welt. So entstand über die Jahre ein einzigartiger Datensatz an individuellen Informationen über die einzelnen Gänse, ihren sozialen Beziehungen zueinander und ihrem Reproduktionserfolg.
Publikation in „Journal of Ornithology“
Szipl G, Loth A, Wascher CAF, Hemetsberger J, Kotrschal K, Frigerio D (2019): Parental behaviour and family proximity as key to gosling survival in Greylag geese (Anser anser). Journal of Ornithology
DOI: 10.1007/s10336-019-01638-x
22.02.2019, Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg
Wie Korallenlarven sesshaft werden
Dr. Corinna Dahm-Brey Presse & Kommunikation
Dopamin, beim Menschen als Glückshormon bekannt, hat auch eine Wirkung auf winzige Korallenlarven: Es bringt die Tierchen dazu, sich auf festem Untergrund anzusiedeln. Die Studienergebnisse können zum Schutz von Korallen beitragen.
Ein entscheidender Schritt im Lebenszyklus von Steinkorallen ist der Übergang von der frei schwimmenden Larve zum sesshaften Polypen. Welche Botenstoffe dabei eine Rolle spielen, haben die Biologen Mareen Möller, Samuel Nietzer und Prof. Dr. Peter Schupp vom Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) in Wilhelmshaven herausgefunden. Die drei Forscher identifizierten in Experimenten drei Neurotransmitter, die Larven einer Korallenart aus dem Pazifik dazu bringen, sich auf dem Untergrund anzusiedeln und in einen Korallenpolypen zu verwandeln. Die Ergebnisse könnten es erstmals ermöglichen, Jungkorallen in Aquakulturen aufzuziehen und somit zum Schutz bedrohter Korallenriffe beitragen, schreibt das Team in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Scientific Reports.
Steinkorallen sind die Baumeister der teils gewaltigen Riffe in den tropischen Ozeanen der Erde. Deren Fortbestand ist allerdings durch Klimawandel, Ozeanversauerung, Schadstoffe und Dynamitfischerei bedroht. Viele Details des Lebenszyklus der Nesseltiere sind bislang kaum untersucht. „Die meisten Korallen laichen nur einmal im Jahr, weshalb ihre Fortpflanzung schwer zu erforschen ist“, berichtet Schupp, der an der Universität Oldenburg die Arbeitsgruppe Umweltbiochemie leitet. Die meisten Steinkorallen-Arten geben Eizellen und Spermien ins Wasser ab, wo sich die befruchteten Eizellen zu winzigen ovalen oder länglichen Larven entwickeln. Diese treiben einige Tage oder Wochen im Meer. Anschließend verwandeln sie sich in einen meist blumenförmigen Polypen und siedeln sich an einem geeigneten Standort an.
Bereits bekannt ist, dass bestimmte Lichtverhältnisse, die Oberflächenstruktur eines Riffs oder chemische Reize die Larven dazu bringen, sich in sesshafte Jungtiere zu verwandeln und eine neue Kolonie zu gründen. Möller, Nietzer und Schupp untersuchten nun, welche Signalketten und Botenstoffe dabei eine Rolle spielen. Dazu führten sie Experimente mit Larven der Großpolypigen Steinkoralle (Leptastrea purpurea) durch, einer Art, die im flachen Wasser vor der Küste der Insel Guam im westlichen Pazifik lebt. „Mit dieser Korallenart kann man hervorragend arbeiten“, berichtet Mareen Möller. Bei den rötlich-orangefarbenen Kolonien dieser Art entwickeln sich die Larven nicht im freien Wasser, sondern im Gewebe der Tiere. „Es handelt sich um eine so genannte brütende Koralle“, erläutert Möller. Für die Wilhelmshavener Forscher ist die Art vor allem deswegen interessant, weil die Tiere nicht nur einmal im Jahr Larven abgeben, sondern jeden Tag. „Das macht es wesentlich einfacher, Experimente durchzuführen“, sagt Möller.
Um die Signalketten zu untersuchen, die den Ansiedlungsprozess auslösen, setzte das Team die Larven verschiedenen Konzentrationen der Botenstoffe Serotonin, Adrenalin, Dopamin, L-Dopa, Glutaminsäure und Kalium aus. Von diesen Neurotransmittern, die auch im menschlichen Nervensystem eine wichtige Rolle spielen, war bereits bekannt, dass sie Larven sesshafter Meerestiere wie Muscheln, Seepocken oder Seegurken dazu bringen, sich auf dem Untergrund festzusetzen. Die Forscher stellten fest, dass vor allem Dopamin, aber auch Glutaminsäure und Adrenalin die Metamorphose der Larven zu Polypen und auch ihre Ansiedlung anregten. Serotonin, Kalium und L-Dopa zeigten hingegen keine Wirkung. Die Experten betonen, dass ihre Studie ein erster Schritt sei, um die molekularen Grundlagen des Lebenszyklus der Korallen zu verstehen: Weitere Untersuchungen könnten zeigen, wie hoch die einzelnen Stoffe konzentriert sein müssen, um möglichst viele Korallenlarven zur Sesshaftigkeit zu bewegen, oder ob Kombinationen mehrerer Neurotransmitter besser dafür geeignet sind.
Ein genaueres Verständnis dieser Prozesse könnte dabei helfen, die Korallen besser zu schützen. So könnten die Ergebnisse genutzt werden, um Korallen in Aquakulturen anzusiedeln und so die Entnahme wilder Korallenkolonien für den Aquarienhandel zu minimieren. Mit Hilfe der Botenstoffe ließen sich beispielsweise gezielt Jungkorallen für lokale Riff-Restaurationsprojekte produzieren. „Dabei muss man aber betonen, dass das großflächige Korallensterben, wie wir es im Zuge des Klimawandels beobachten, durch solche Maßnahmen nicht gestoppt werden kann“, betont Schupp. Denn dafür müsste der fortschreitende Klimawandel gebremst werden.
Originalpublikation:
Mareen Möller, Samuel Nietzer und Peter Schupp: „Neuroactive compounds induce larval settlement in the scleractinian coral Leptastrea purpurea”, Scientific Reports (2019), 9:2291, https://doi.org/10.1038/s41598-019-38794-2
22.02.2019, Forschungsverbund Berlin e.V.
Wie untersucht man Wildtierinteraktionen mit Kamerafallen?
In einer Studie des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) und der University of California in Davis, USA, verglichen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedenen Ansätze, um zu erkunden, wie gut subtile Interaktionen verschiedener Tierarten, wie zum Beispiel das Vermeiden einer anderen Art in Raum und Zeit, mit Hilfe von Kamerafallen untersucht werden können. Die Studie wurde im Journal „Remote Sensing in Ecology and Conservation“ veröffentlicht.
Tierarten leben miteinander in vielfältigen Beziehungen. Diese beeinflussen ihr Vorkommen, ihre Verbreitung, ihre Fressgewohnheiten und die Übertragung von Krankheiten. Es ist allerdings selten möglich und häufig sehr schwierig, wichtige, aber subtile Interaktionen zweier oder mehrerer Tierarten direkt zu beobachten. Das Problem umgehen Ökologinnen und Ökologen, indem sie „versteckte“ Verfahren wie Kamerafallen benutzen, also versteckt angebrachte Kameras, die über einen Bewegungsmelder sich nähernde Tiere automatisch per Foto erfassen. In einer Studie des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) und der University of California in Davis, USA, verglichen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedenen Ansätze, um zu erkunden, wie gut subtile Interaktionen verschiedener Tierarten, wie zum Beispiel das Vermeiden einer anderen Art in Raum und Zeit, mit Hilfe von Kamerafallen untersucht werden können. Die Studie wurde im Journal „Remote Sensing in Ecology and Conservation“ veröffentlicht.
Tierarten haben viele verschiedene Interaktionen mit anderen Tierarten. Bei Säugetieren passiert es häufig, dass die Interaktion schlecht für die eine und gut für die andere Tierart ausgeht. In solchen Fällen versucht häufig die eine Tierart (zum Beispiel ein Beutetier) die Begegnung mit der anderen (in diesem Fall ein Beutegreifer) zu vermeiden. Die Forscherinnen und Forscher untersuchten zwei Situationen: räumlich-zeitliche Vermeidung, wenn sich die Beute einer Begegnung mit einem Beutegreifer entzieht, indem sie einfach woanders hingeht, und zeitliche Trennung, wenn die Beute dem Beutegreifer ausweicht, indem sie zu einer anderen Tageszeit aktiv ist als der Beutegreifer.
Das Ziel der Untersuchung war es, einen Rahmen zu schaffen, mit dessen Hilfe Forscher weltweit solche Interaktionen zwischen Arten anhand ihrer Kamerafallen-Daten auswerten können. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigten anhand von Computersimulationen, dass solche Interaktionen mit Hilfe von Kamerafallen tatsächlich beobachtet und analysiert werden können. „Uns war es wichtig zu zeigen, welche statistische Methoden am besten geeignet und vor allem am sensibelsten sind, da wir alle wissen, wie schwer es ist, große Datenmengen in der freien Wildbahn zu sammeln“, erklärt Dr. Alexandre Courtiol, einer der führenden Leibniz-IZW-Wissenschaftler in dem Forschungsprojekt. Dieser Ansatz soll es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern erlauben, die besten statistischen Methode auszuwählen und zu überprüfen, wie viele Kamerafallenfotos mindestens nötig sind, um die Beziehungen von Tierarten untereinander zu verstehen. „Wir zeigen, dass relativ große Datenmengen gebraucht werden, um vertrauenswürdige Ergebnisse zu produzieren. Wir sind optimistisch, dass wir es schaffen, die Datenaufnahmen und -auswertung studienübergreifend zu standardisieren. Kurz gesagt, wir plädieren für mehr Zusammenarbeit bei ökologischen Studien“, fügt Courtiol hinzu.
Originalpublikation:
Niedballa J, Wilting A, Sollmann R, Hofer H, Courtiol A (2019): Assessing analytical methods for detecting spatiotemporal interactions between species from camera trapping data. Remote Sensing in Ecology and Conservation. https://doi.org/10.1002/rse2.107
