25.03.2019, Technische Universität München
Hören wie ein Dinosaurier
Krokodile benutzen genau wie Vögel neuronale Karten, um die Richtung von Geräuschen zu orten. Das haben Dr. Lutz Kettler von der Technischen Universität München (TUM) und Prof. Catherine Carr von der University of Maryland in einer neuen Studie herausgefunden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass auch Dinosaurier diese Strategie nutzten – und geben Einblick in evolutionäre Mechanismen.
Die Richtung einer Schallquelle identifizieren zu können ist für die meisten Tiere überlebenswichtig. Um ein Geräuschquelle zu orten, wird die Zeitdifferenz, mit der die Schallwellen das linke und das rechte Ohr erreichen, im Gehirn verarbeitet und ausgewertet. Die verwendeten Mechanismen unterscheiden sich allerdings.
Bereits seit längerem ist bekannt, dass Vögel sogenannte neuronale Karten zur Orientierung nutzen. „Die Verarbeitung findet in einem Teil des Gehirns statt, der Nucleus laminaris genannt wird“, erklärt Dr. Lutz Kettler vom Lehrstuhl für Zoologie an der TUM. Je nach Richtung der Schallquelle werden andere Zellen aktiviert. Die Neurone sind im Nucleus laminaris systematisch angeordnet, sodass eine topografische Abbildung der akustischen Umgebung entsteht.
Dinosaurier nutzten ebenfalls neuronale Karten
Kettler untersuchte gemeinsam mit Prof. Catherine Carr von der University of Maryland, welche Hörstrategie Krokodile besitzen. Dazu betäubten sie die Tiere, setzten ihnen Kopfhörer auf und beobachteten die Reaktionen des Hirnstamms während eines „Hörtests“. Das Ergebnis: Auch Krokodile nutzen neuronale Karten.
Die Erkenntnisse sind besonders interessant, da Vögel, die direkten Nachfahren der Dinosaurier, und Krokodile einen gemeinsamen Vorfahren haben: Die Archosaurier. Mit hoher Wahrscheinlichkeit ist dieser Mechanismus also ein evolutionäres Erbe. Auch die Dinosaurier haben demnach wahrscheinlich neuronale Karten genutzt.
Hörstrategie ist evolutionäres Erbe
Dass sich der Mechanismus zufällig bei Vögeln und Krokodilen gleichzeitig entwickelte, ist dagegen sehr unwahrscheinlich. Denn diese Strategie ist für Tiere mit kleinen Köpfen, wie etwa ein Huhn, nicht ideal, erklärt Kettler. Je kleiner der Kopf, desto geringer sind die Zeitunterschiede, mit denen die Schallwellen auf die Ohren treffen. Wenn diese geringen Unterscheide aufgelöst werden sollen, stößt die neuronale Karte an ihre Grenzen.
Vielmehr wäre die Strategie, die Säugetiere nutzen, besser geeignet: In der sogenannten medialen superioren Olive im Hirnstamm von Säugern wird die Zeitdifferenz der Reize durch die unterschiedliche Stärke der Zellaktivierung angezeigt. Hier ist die Darstellung sehr kurzer Zeitdifferenzen präziser möglich.
„Die evolutionäre Verwandtschaft spielt bei der Entwicklung von sensorischen Systemen wie dem Hören eine große Rolle“, sagt Kettler. Denn auch wenn die Mechanismen nicht für alle Tierarten optimal sind, werden sie im Laufe der Evolution trotzdem beibehalten, wenn sie keine gravierenden Nachteile haben.
Originalpublikation:
Lutz Kettler and Catherine Carr: „Neural maps of interaural time difference in the American alligator: a stable feature in modern archosaurs“, Journal of Neuroscience 18 March 2019, 2989-18; DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2989-18.2019
26.03.2019, Dachverband Deutscher Avifaunisten
Neue Erkenntnisse zum Gebietswechsel deutscher Großtrappen
Der Ausbau der Windenergienutzung bringt für zahlreiche Vogelarten gravierende Probleme mit sich – Kollisionsverluste, Lebensraumveränderungen, Barrierewirkungen usw. Für die Großtrappe gibt es weitreichende Regelungen zum Schutz ihrer Bruträume und auch Überwinterungsgebiete. Die Flugkorridore haben jedoch nur den Status von Restriktionsbereichen, in denen Windindustrieanlagen grundsätzlich zulässig sind. Eine Reihe von entsprechenden Planungen zwischen den letzten drei Brutgebieten wird aus Artenschutzsicht für sehr problematisch gehalten.
Um die Konflikte besser bewerten und bei Bedarf auch entschärfen zu können, analysierten der Förderverein Großtrappenschutz e. V. und die Staatliche Vogelschutzwarte Brandenburg gemeinsam die Datenlage. Für den Zeitraum 2001 bis 2017 wurde dabei der Wechsel von Großtrappen zwischen den drei Schutzgebieten Belziger Landschaftswiesen, Havelländisches Luch und Fiener Bruch dokumentiert und ausgewertet. Die Daten basieren im Wesentlichen auf Beringung, Ringablesung, Einsatz von Wildkameras und Besenderung. Zusätzlich wurden alle verfügbaren Zufallsbeobachtungen auch abseits dieser drei Gebiete analysiert. Dabei fanden auch die Beobachtungsmeldungen aus ornitho.de Berücksichtigung.
Fast die Hälfte der Großtrappen wechselt im immaturen Alter in eins der anderen Gebiete. Später, im reproduktionsfähigen Alter wurden 17,7 % der noch lebenden Weibchen und 43,2 % der Männchen in einem der anderen Gebiete festgestellt. Die übrigen kehrten ins eigene Einstandsgebiet zurück oder wechselten wiederholt, teils auch zwischen allen drei Gebieten. Ein Teil der Vögel wanderte im Laufe des Lebens immer wieder, wobei bis zu 14 Wechsel pro Vogel dokumentiert sind.
Die meisten Flüge fanden zwischen den Belziger Landschaftswiesen und dem Fiener Bruch statt, wobei teilweise der Großteil des Bestandes zwischen den beiden Gebieten wechselte. Zwischen diesen beiden Gebieten und dem Havelländischen Luch sind weniger Gebietswechsel belegt. Ursächlich kommen methodische Gründe in Frage (weniger beringte Vögel im Havelland), ferner der etwas größere Abstand und schließlich der bereits vorhandene Bestand an Windenergieanlagen auf den beiden Flugwegen.
Die Zufallsbeobachtungen zeigen, dass es über die Flüge zwischen den drei Gebieten hinaus eine Vielzahl von Flugbewegungen gibt, von denen die meisten anscheinend im Zusammenhang mit der Dismigration im Jugendalter stehen. Biologischer Hintergrund dieser Zerstreuungswanderung ist das Auffinden anderer Fortpflanzungsgruppen zum Zwecke des genetischen Austausches innerhalb der Metapopulation. Die Abgrenzung von regelmäßig genutzten Flugkorridoren allein anhand von solchen Zufallsbeobachtungen ist jedoch wegen des ungerichteten Charakters der Dismigration nicht möglich.
Unter heutigen Bedingungen sind Kommunikation und genetischer Austausch im Rest der deutschen Metapopulation dreifach erschwert – durch die drastisch reduzierte Zahl an Einstandsgebieten, deren großen Abstand zueinander sowie durch anthropogene Hindernisse auf den Flugwegen, vor allem Freileitungen und Windparks. Eine Reihe von Schlussfolgerungen zielt darauf ab, die wichtigsten Flugwege frei zu halten, bestehende Hindernisse mittelfristig wieder zu entfernen (Windkraftanlagen, Mittelspannungsleitungen) oder zumindest ihre optische Sichtbarkeit zu verbessern (Hochspannungsleitungen).
Den in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift „Naturschutz und Landschaftspflege in Brandenburg“ erschienene Beitrag können Sie hier kostenlos herunterladen.
26.03.2019, Deutsche Wildtier Stiftung
Die Frühjahrs-Diät lockt Rehe an die Landstraße
Junge Böcke und schwangere Ricken sind wild auf Salz und gefährden den Verkehr
Jetzt geht’s los! Raus in die Natur, endlich wieder aktiv sein, springen, laufen, raufen! Nach dem Winter sind alle Wildtiere wild auf Frühling. Die nahrungsarme Zeit ist vorüber. Rehe naschen jetzt das zarte Grün, frische Triebe und Knospen. Das Tier des Jahres 2019 ist im Frühling viel unterwegs – und Kraftfutter wächst auch an Landstraßen.
Dort lockt ein Mineral, auf das Wildtiere besonders wild sind: Salz! „Genauer das Streusalz des letzten Winters“, sagt Dr. Andreas Kinser, stellvertretender Leiter Arten- und Naturschutz der Deutschen Wildtier Stiftung. „Mit pflanzlicher Kost nehmen Wildtiere zwar neben Eiweiß auch Mineralstoffe auf, aber die Extraportion Salz an der Landstraße ist verlockend.“ Autofahrer müssen deshalb im Frühling besonders gut aufpassen, um Wildunfälle zu vermeiden: „Denn das Salz, mit dem der Boden und die Pflanzen an Landstraßen angereichert sind, schmeckt Wildtieren besonders gut.“
Salz ist ein Mineralstoff, der unter anderem Muskelzellen und Nerven aktiviert; Salz brauchen Wildtiere für den perfekten Kickstart ins Frühjahr. Die Fettreserven des Winters sind aufgebraucht – und der Körper braucht neue Energie. Dabei sind Rehe wählerische Feinschmecker: Was nicht mundet, wird links liegen gelassen. Wilde Veilchen, schmackhaftes Blattgrün, garniert mit jungen Tannenspitzen – so sieht ein perfektes Reh-Frühlingsmenü aus. Fastenzeit vor Ostern? Nicht bei Wildtieren! Eine Extraportion Salz von der Landstraße on top ist das Sahnehäubchen der Wildtiere.
Wollen Sie die Geburt eines Rehkitzes erleben? Dann gehen Sie ins Kino! Dem Naturfilmer Jan Haft sind seltene Aufnahmen von der Geburt eines Kitzes gelungen. Sein neuer Film „DIE WIESE – EIN PARADIES NEBENAN“ kommt im Frühjahr ins Kino. Er wurde von der Deutschen Wildtier Stiftung in Auftrag gegeben, um auf die Probleme von Wiesenbewohnern wie Rehen in der modernen Kulturlandschaft aufmerksam zu machen.
Deutscher Filmstart ist der 4. April
Das Buch zum Film gibt es bereits im Buchhandel: Die Wiese, von Jan Haft (ich habe allerdings noch keinen Blick hineinwerfen können)
26.03.2019, Ludwig-Maximilians-Universität München
Entstehung von Arten – Bei Krähen kommt es auf die Farbe an
Raben- und Nebelkrähen unterscheiden sich genetisch kaum und können sogar gemeinsame Nachkommen haben. Trotzdem bleiben die Populationen getrennt – weil die Farbe bei der Partnerwahl eine Rolle spielt, wie LMU-Evolutionsbiologen berichten.
Was Krähen betrifft, ist Europa klar geteilt: Im Westen brüten die tiefschwarzen Rabenkrähen, im Osten die hellgrau-schwarz gekleideten Nebelkrähen. Die Trennungslinie zwischen den beiden großen Populationen, die sogenannte Hybridzone, ist nur 20-50 Kilometer breit und verläuft in Deutschland ungefähr entlang der Elbe. Nur in dieser Zone kommt es zu einer Vermischung; Vögel beider Couleur paaren sich und können fruchtbare Nachkommen miteinander haben, die, was die Färbung angeht, eine Mischung ihrer Eltern sind. Die klare Begrenzung der Zone deutet allerdings darauf hin, dass es eine Selektion gegen den hybriden Nachwuchs gibt. „Wahrscheinlich befinden sich Raben- und Nebelkrähe mitten im Artbildungsprozess“, sagt der LMU-Evolutionsbiologe Jochen Wolf. Mit seinem Team hat Wolf die genetischen Grundlagen der Separierung von Raben- und Nebelkrähen analysiert. Seine Ergebnisse legen den Schluss nahe, dass das sprichwörtliche „gleich und gleich gesellt sich gern“ auch für Krähen gilt: Die einzigen Gene, in denen sich die beiden Varianten unterscheiden, betreffen die Farbe – vermutlich bevorzugen die Tiere Partner, die wie sie selbst aussehen. Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin Nature Ecology and Evolution.
Ursprünglich bildeten alle Krähen Europas eine gemeinsame Population. Ihre Trennung begann während der Eiszeit vor einigen Hunderttausend Jahren, als sie sich vor den Gletschern Mitteleuropas nach Spanien beziehungsweise auf den Balkan zurückzogen. Nach der Eiszeit kamen sie zurück, hatten sich in ihren jeweiligen Gebieten aber verändert. „Vermutlich gab es in der östlichen Population eine Mutation, die die Vögel grau ‚gefärbt‘ hat“, sagt Wolf. In der Hybridzone kamen Raben- und Nebelkrähe wieder in Kontakt. Unklar war bisher, welche genetischen Mechanismen dafür sorgen, dass die Populationen trotzdem unterschiedlich bleiben.
Um diese Frage zu beantworten, analysierten und verglichen die Wissenschaftler zunächst die kompletten Genome von Raben- und Nebelkrähe. „Dabei haben wir gesehen, dass der Großteil des Erbguts bei allen Vögeln nahezu identisch ist und dass die wenigen Stellen, an denen sich schwarze und graue Krähen unterscheiden, möglicherweise mit der Färbung der Tiere zusammenhängen“, sagt Wolf. „Dies haben wir nun mit einer genetischen Mischungsanalyse, einem sogenannten Admixture-Mapping, genauer untersucht.“ Dafür analysierten die Wissenschaftler die genetische Vermischung bei insgesamt rund 400 Tieren – aus der Hybridzone ebenso wie aus den Verbreitungsgebieten von Nebelkrähe und Rabenkrähe.
Auf diese Weise konnten die Wissenschaftler erstmals die Gene identifizieren, die die Ursache für die Farbunterschiede der Vögel sind. „Es sind in der Hauptsache nur zwei genetische Faktoren. Zudem haben wir festgestellt, dass diese miteinander interagieren“, sagt Wolf. Der Zustand beider Gene gemeinsam bedingt, welche Farbe resultiert. Zusätzliche Analysen zeigten, dass das komplette restliche Erbgut frei zwischen den Populationen wandern kann – es findet sich also sowohl bei den westlichen Rabenkrähen als auch bei den östlichen Nebelkrähen. „Nur die beiden Gene, die gemeinsam die Farbe codieren, findet man an der Hybridzone ganz scharf getrennt – da geht kein grau codierendes Allel ins schwarze Gebiet und kein schwarzes ins graue“, sagt Wolf. „Das ist ein sehr starker Hinweis darauf, dass es eine strenge Selektion hinsichtlich der Farbe gibt.“
Nach Ansicht der Wissenschaftler ist dies ein stichhaltiger Beweis dafür, dass die Hybridzone ein klassisches Beispiel für Artbildung mit sekundärem Kontakt der neuen Spezies ist. Das klassische biologische Artkonzept, demzufolge hybride Nachkommen nicht fortpflanzungsfähig sind, greift hier noch nicht, aber es gibt keine völlig freie Vermischung der unterschiedlichen Varianten, da die Vögel möglichst gleichfarbige Partner wählen. Deshalb haben mischfarbige Hybride auch geringere Chancen, sich fortzupflanzen. Die Isolation der Populationen ist allerdings nicht perfekt, da es zu gemischten Paarungen kommt. „Wir arbeiten gerade daran, mathematisch zu modellieren, wieviel Prozent Fehlwahl bei der aktuell beobachteten Form der Hybridzone vorkommen kann“, sagt Wolf. „Unsere bisherigen Ergebnisse zeigen, dass es nur wenige Prozent sind, die Fehlerwahrscheinlichkeit ist also sehr gering.“
Originalpublikation:
Epistatic mutations under divergent selection govern phenotypic variation in the crow hybrid zone
Ulrich Knief, Christen M. Bossu, Nicola Saino, Bengt Hansson, Jelmer Poelstra, Nagarjun Vijay, Matthias Weissensteiner, Jochen B. W. Wolf
Nature Ecology and Evolution 2019
https://www.nature.com/articles/s41559-019-0847-9
26.03.2019, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Schneller Klimawandel macht Muscheln seit 66 Millionen Jahren das Leben schwer
Eine Wissenschaftlerin des Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrums hat herausgefunden, dass in der Vergangenheit überdurchschnittlich viele Muscheln in Zeiträumen ausstarben, in denen sich das Klima sehr schnell veränderte. Dabei war es nicht ausschlaggebend, ob sich die Meere erwärmten oder abkühlten. Für die im Fachjournal „Integrative and Comparative Biology” veröffentlichte Studie wertete sie gemeinsam mit Forschenden anderer Institutionen Daten zu Muschelgattungen und Meerestemperaturen während der letzten 66 Millionen Jahre aus.
Muscheln bevölkern seit Jahrmillionen die Weltmeere und haben im Zuge dessen schon verschiedene Klimaveränderungen erlebt. Dabei hatten die meisten ihrer Vertreter ein beachtliches Handicap: Sie sind nur begrenzt mobil. Wenn sich ihre Umgebung zu ihren Ungunsten veränderte, starben die Individuen daher meist an Ort und Stelle aus.
„Schlecht für die Muschel, gut für die Wissenschaft, denn es gibt relativ viele Muschelfossilien, anhand derer man untersuchen kann, wie das Aussterben von Wirbellosen im Meer und der Klimawandel zusammenhängen”, so Dr. Shan Huang, Wissenschaftlerin am Frankfurter Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum.
Gemeinsam mit Kollegen der Universität Chicago und der Universität von Kalifornien, San Diego, wertete Huang Daten von rund 1.500 Muschelgattungen aus. Alle untersuchten Gattungen haben während des Känozoikums (vor 66 Millionen Jahren bis heute) Meerestiefen bis 200 Meter besiedelt oder besiedeln sie heute noch. Das Team analysierte, wann und wie viele der Muschelgattungen ausstarben, und setzte dies in Beziehung mit der damaligen Meerestemperatur sowie der Geschwindigkeit der Temperaturänderung auf verschiedenen Zeitskalen.
Die Auswertung zeigt, dass das Aussterben von Muschelgattungen überwiegend davon abhing, wie schnell sich das Klima veränderte. „Wir haben zwei Muster entdeckt. Wenn sich die Temperatur innerhalb eines Zeitraums von circa zwei Millionen Jahren besonders schnell änderte – egal ob sie vergleichsweise stark stieg oder sank – verschwanden gleichzeitig mehr Muschelgattungen. Zweitens spielten Langzeiteffekte eine Rolle: Mehr Muschelgattungen starben aus, wenn sich die Meerestemperatur von einem solchem Zeitraum bis zum nächsten Zwei-Millionen-Jahre-Zeitraum stark veränderte“, erklärt Huang.
Detailierte Analysen zeigten zudem, dass sich der Klimawandel in verschiedenen von Muscheln besiedelten Regionen unterschiedlich auswirkte. Die Klimaveränderungen während der letzten 66 Millionen Jahre führten dazu, dass überproportional viele Muscheln in den hohen Breitengraden ausstarben. Die Effekte sind heute noch spürbar, denn die Anzahl der Muschelarten und vieler anderer Arten ist in hohen Breitengraden sehr viel geringer als in den Tropen.
Aus der Vergangenheit lässt sich daher schließen, dass der Verlust biologischer Vielfalt höher ist, wenn sich die Temperatur schneller verändert. Das höchste Aussterberisiko haben laut der Studie Gattungen, die in hohen Breitengraden leben. Aber dieser vorausschauende Rückblick in die Vergangenheit hat auch einen entschiedenen Nachteil: Den heutigen Zustand der Ozeane, den der Mensch unter anderem durch Verschmutzung und Überfischung entscheidend beeinflusst hat, hat es in der Vergangenheit bislang noch nie gegeben.
„Außerdem ist die Zu- und Abnahme von Muschelgattungen im Känozoikum nicht vollständig mit Klimaveränderungen erklärbar. Es müssen noch andere Kräfte eine Rolle gespielt haben. Um besser vorhersagen zu können, wie sich die globale Erwärmung auf Muscheln und andere wenig bis kaum mobile marine Arten auswirkt, ist es deshalb wichtig, detaillierte vergleichende paläontologische Forschung zu diesem Thema zu betreiben“, so Huang.
Originalpublikation:
Edie, S.M, Huang, S., Collins, K.S., Roy, K. and Jablonski, D. (2018): Loss of Biodiversity Dimensions through Shifting Climates and Ancient Mass Extinctions. Integrative and Comparative Biology, doi: 10.1093/icb/icy111
27.03.2019, Universität Zürich
Liegen, sitzen oder stehen: Die Grösse der Tiere bestimmt die Ruheposition
Kühe liegen immer in Brustlage, um ihre Verdauungsvorgänge nicht zu unterbrechen. Nagetiere ruhen sich auch sitzend aus, Riesenkängurus auch manchmal auf dem Rücken. Ein Team der UZH hat die Ruhepositionen von Säugetieren untersucht. Je grösser ein Tier, desto seltener legt es sich hin – und wenn doch, dann eher auf die Seite. Aber es gibt Ausnah-men.
Warum sieht man Kühe auf der Weide nie auf der Seite liegen? Bei Wiederkäuern wie Kühen, Schafen, Antilopen, Hirschen oder Giraffen werden im Magen die Futteranteile, die noch einmal gekaut werden sollen, anhand der Schwerkraft aussortiert. Damit dies jederzeit reibungslos funktioniert, muss der Magen im Stehen wie im Liegen die gleiche Position zur Schwerkraft haben. Das ist der Grund, warum Kühe immer in Brustlage ruhen und sich so gut wie nie auf die Seite legen. Daher wird vermutet, dass sich Tiere, die nicht auf die gleiche Art verdauen, eher auf die Seite legen können. Um den Zusammenhang von Verdauungssystem und Ruheposition genauer zu untersuchen, beobachteten Forschende der Universität Zürich 250 Säugetiere in Zoos in mehr als 30’000 Ruhephasen.
Grosse Tiere ruhen im Stehen oder auf der Seite
Sie fanden heraus, dass ihre Vermutung nicht ganz stimmte: Neben anderen Faktoren beeinflusst die Körpergrösse die Ruheposition der Tiere mehr als der Verdauungstyp. Kleine Tiere mit kurzen Beinen verweilen viel in Brustlage – ihre Körperform ist dafür ideal. So zum Beispiel die Klippschliefer aus Afrika, die an Meerschweinchen erinnern. „Je kürzer der Abstand der Körpermitte zum Boden ist, desto eher legen sich die Tiere hin“, sagt Prof. Marcus Clauss von der Klinik für Zoo-, Heim- und Wildtiere der UZH. Je grösser die Tiere sind, desto häufiger legen sie sich ganz auf die Seite, was bei massigen Tieren bequemer für die Beine ist.
Aber es gibt Ausnahmen: Grosse Tiere ruhen auch im Stehen. Pferde tun dies viel häufiger als ihre nächsten Verwandten, die Tapire oder Nashörner. Dabei „fixieren“ sie jeweils im Stand mit ihrer Kniescheibe eines ihrer Hinterbeine, ohne dafür die Muskeln anspannen zu müssen. Kame-le wie Lamas oder Dromedare würgen wie die Wiederkäuer einen Teil des Mageninhalts wieder hoch; anders als die Kühe können sie sich jedoch manchmal auf die Seite legen und ihren Verdauungsmechanismus kurzzeitig unterbrechen.
Elefanten liegen auf der Seite
Von allen Pflanzenfressern liegen die Elefanten am häufigsten in Seitenlage. Werden sie jedoch älter und können nicht mehr so gut aufstehen, meiden sie das Ablegen. „Darum ist es wichtig, Elefanten im Zoo Hügel aus Sand zur Verfügung zu stellen. Wenn sie leicht schräg liegen, kommen auch alte Tiere viel leichter wieder hoch“, erklärt Christian Schiffmann, der Elefanten-Spezialist im Team der Forschenden. Haben die Tiere diese Möglichkeit nicht, lehnen sie sich vermehrt an Wänden, Pfosten oder Baumstämme an.
Flusspferde dagegen scheinen bis ins hohe Alter beweglich zu sein und legen sich auf die Seite. Nagetiere machen auch gerne einmal sitzend eine Pause. Als einzige untersuchte Tierart ruhen sich Riesenkängurus auch manchmal auf dem Rücken aus.
Originalpublikation:
Pucora E, Schiffmann C, Clauss M. Resting postures in terrestrial mammalian herbivores. Journal of Mammalogy (in press), 26. März 2019. Doi: 10.1093/jmammal/gyz044
27.03.2019, Forschungsverbund Berlin e.V.
Künstliches Licht und Baumbestand beeinflussen die Aktivität von Fledermäusen in der Stadt
Dipl.-Geogr. Anja Wirsing Pressestelle des Forschungsverbundes Berlin e.V.
Eine neue Studie unter Leitung des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) hat untersucht, welchen Effekt Straßenbeleuchtung, die ultraviolettes Licht (UV) ausstrahlt, und jene, deren Licht keinen UV-Anteil aufweist, auf die Aktivität von Fledermäusen in Berlin hat und ob eine hohe Baumdichte eventuelle negative Folgen des Lichts abmildern kann. Die Studie ist in der Fachzeitschrift „Frontiers in Ecology and Evolution“ publiziert.
Künstliches Licht gilt zurecht als bedeutende kulturelle, soziale und wirtschaftliche Errungenschaft. Zugleich wird dem künstlichen Licht ein negativer Einfluss auf die Tierwelt nachgesagt, insbesondere auf nachtaktive Tiere in Großstädten. Wie die Tiere auf das Licht reagieren, hängt maßgeblich von der Tierart, der Jahreszeit und dem Typ der verwendeten Beleuchtung ab. Eine neue Studie unter der Leitung des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) hat nun untersucht, welchen Effekt Straßenbeleuchtung, die ultraviolettes Licht (UV) ausstrahlt, und jene, deren Licht keinen UV-Anteil aufweist, auf die Aktivität von Fledermäusen in Berlin hat und ob eine hohe Baumdichte eventuelle negative Folgen des Lichts abmildern kann. Die Studie ist in der Fachzeitschrift „Frontiers in Ecology and Evolution“ publiziert.
Das natürliche Licht der Sonne bestimmt den Tagesablauf für alles Leben auf der Erde. Über Millionen Jahre haben sich Tier- und Pflanzenwelt, aber auch der Mensch, an diesen Rhythmus angepasst. Die Erfindung und Nutzung künstlicher Beleuchtung erlaubte den Menschen – ursprünglich tagaktive Lebewesen – die Ausweitung ihrer Aktivitätsspanne bis weit in die Nacht hinein. Nachtaktive Tierarten wie beispielsweise Fledermäuse könnten jedoch in ihrer Aktivität durch künstliches Licht eingeschränkt werden, da sie Tiere der Nacht sind. Die Ergebnisse einer Studie des Leibniz-IZW zeigen auf, wie komplex die Zusammenhänge zwischen Lichtverschmutzung und der Aktivität der nachaktiven Flattertiere sind. „Wir konnten eine höhere Aktivität von zwei Arten von Zwergfledermäusen (Gattung Pipistrellus) in der Nähe von Straßenlaternen feststellen, die Licht mit UV-Anteil emittieren“, erklärt Tanja Straka, Wissenschaftlerin in der Abteilung Evolutionäre Ökologie des Leibniz-IZW und Erstautorin der Studie. „Diese Arten ernähren sich von Insekten, welche von Straßenbeleuchtung mit UV-Anteil angezogen werden“, deutet Straka diese positive Reaktion der Fledermäuse auf künstliches Licht. „Alle anderen Arten, die wir in Berlin untersucht haben, waren jedoch in der Nähe von Straßenlaternen deutlich weniger aktiv – egal ob mit UV-Anteil oder ohne“, so Straka.
Neu an der Studie ist, dass die WissenschaftlerInnen die Reaktionen von Fledermäusen auf Licht in Zusammenhang mit dem Baumbestand analysierten. Bäume sind von großer Bedeutung für Fledermäuse, sie bieten einerseits Rückzugsräume am Tage und könnten anderseits auch nachts für eine Eingrenzung stark beleuchteter Gebieten sorgen. „Unser Ziel war es herauszufinden, ob und wie der Baumbestand die Reaktion der Fledermäuse auf das künstliche Licht beeinflussen“, sagt Straka.
Die Ergebnisse sind komplexer als vermutet. Das Team konnte nachweisen, dass die Anwesenheit eines dichten Baumbestandes nahe von Lichtquellen die Reaktionen der Fledermäuse auf das Licht verstärken. Beispielsweise zeigte eine der beiden Pipistrellus-Arten eine noch stärkere Aktivität in der Nähe von UV-haltigen Lichtquellen, wenn viele Bäume in der Nähe standen. Möglicherweise locken die Straßenlaternen in vegetationsreichen Gebieten noch mehr Insekten an, die von den Fledermäusen verzehrt werden. Gegenteilige Effekte wurden ebenfalls intensiviert: Mausohrfledermäuse (Gattung Myotis) bevorzugen dichte Baumbestände und sind generell lichtscheu. Sobald sich Straßenlaternen – egal ob mit oder ohne UV-Anteil – in der Nähe dichter Baumbestände befanden, wurden noch weniger Mausohren festgestellt/erfasst.
Das Team fand allerdings auch einen abschwächenden Effekt von Licht auf Fledermäuse durch Baumbestände. Fledermäuse, die bevorzugt im offenen Luftraum fliegen und jagen, waren in Gebieten mit viel LED-Straßenlaternen aktiver, wenn das Streulicht der Straßenlaternen von dichten Baumkronen eingegrenzt wurde. „LED-Leuchten ziehen keine großen Mengen von Insekten an und sind daher nicht attraktiv als Nahrungsgebiet für Fledermäuse. Die Baumabdeckung scheint das Streulicht abzufangen, so dass hochfliegende Fledermäuse im Schatten des Baumdaches fliegen können“, interpretiert Straka die Ergebnisse.
Diese Forschungsergebnisse basieren auf der Auswertung von über 11.000 Fledermausrufen, die über einen Zeitraum von drei Monaten an 22 Stellen in Berlin aufgezeichnet wurden. Die Rufe wurden einzelnen Arten zugeordnet. Dadurch konnten die WissenschaftlerInnen die Aktivität bestimmter Arten an jedem Untersuchungsgebiet bestimmen. Diese Daten setzten sie in Bezug zu kleinteiligen Informationen zum Baumbestand und mit detaillierten Daten zur Lichtverschmutzung, die auf Satellitenbildern basierten. Zusätzlich nahmen die WissenschaftlerInnen die exakten Standorte von Straßenlaternen und deren UV-Licht-Emission auf und konnten dadurch die lokale Lichtverschmutzung noch genauer abbilden.
„Uns hat die Studie gezeigt, wie komplex die Zusammenhänge zwischen künstlichem Licht und Vegetation sind. Es zeigen sich große Unterschiede in dem Verhalten bestimmter Spezies, doch insgesamt hat sich der negative Effekt von künstlicher Beleuchtung in der Nacht für Fledermäuse durch unsere Studie bestätigt“, fasst Abteilungsleiter Christian Voigt zusammen. „Bäume sind für in der Stadt lebende Fledermäuse sehr wichtig, nicht nur als Rückzugsorte sondern auch als Nahrungsmittelquelle, weil dort viele Insekten leben. Zudem erwarten wir auch für jene Arten, die opportunistisch an Straßenlaternen nach Insekten jagen, auf lange Sicht negative Effekte – die Lampen ziehen die Insekten zwar an, dezimieren insgesamt aber deren Gesamtzahl, wenn sie bis zur Erschöpfung um die Lampen kreisen oder von Fressfeinden verzehrt werden.“ Die WissenschaftlerInnen empfehlen, dass baumreiche Gebiete nur sparsam beleuchtet und in stark beleuchteten Gebieten Bäume als Ausgleich gepflanzt werden sollten. Dies könnte ein substanzieller Beitrag zum Schutz von in Städten lebenden Fledermäusen und möglicher anderer nachaktiver Tiere sein und somit mehr Natur in unsere Städte bringen.
Originalpublikation:
Straka TM, Wolf M, Gras P, Buchholz S, Voigt CC (2019) Tree cover mediates the effect of artificial light on urban bats. Frontiers in Ecology and Evolution
28.03.2019, NABU
Europas erfolgreichstes Naturschutzgesetz wird 40: Die EU-Vogelschutzrichtlinie
Der NABU fordert weitere Anstrengungen zum Schutz der Vögel Europas
Gesetzlich verbriefter Vogelschutz seit vier Jahrzehnten: Am 2. April wird die EU-Vogelschutzrichtlinie 40 Jahre alt. Der NABU zieht eine gemischte Bilanz und fordert mehr Anstrengungen, damit Europas Vögel wirksamer geschützt werden.
Die EU-Vogelschutzrichtlinie wurde 1979 von den Mitgliedstaaten der Europäischen Union verabschiedet. „Seitdem ist sie die wichtigste Grundlage für den Schutz wildlebender Vogelarten und ihrer Lebensräume in der EU“, so NABU-Bundesgeschäftsführer Leif Miller, „sie gilt weltweit als eines der fortschrittlichsten und erfolgreichsten Naturschutzgesetze. Vollständig umgesetzt ist sie aber auch nach 40 Jahren immer noch nicht.“
Ziel der Richtlinie ist der Erhalt eines guten Zustands aller europäischen Vogelarten, insbesondere durch eine strenge und europaweit einheitliche Regulation der Jagd, durch aktive Schutzmaßnahmen für besonders gefährdete Arten und durch die Ausweisung der wichtigsten Vogelvorkommen als spezielle Schutzgebiete. „Die Umsetzung dieser Maßnahmen ist jedoch ein quälend langer Prozess, der bis heute anhält“ bemängelt Miller. Wie in vielen anderen Mitgliedstaaten auch, erfolgte die Umsetzung in Deutschland häufig erst aufgrund massiven Drucks durch die EU-Kommission als „Hüterin der EU-Verträge“, durch Vertragsverletzungsverfahren sowie Gerichtsverfahren vor dem Europäischen Gerichtshof.
So dauerte es 30 Jahre, in Deutschland ein einigermaßen vollständiges Schutzgebietsnetz auszuweisen. Heute gibt es 742 Vogelschutzgebiete, die etwa 14,5 Prozent der Gesamtfläche Deutschlands, inklusive der Meeresgebiete, einnehmen. Gesetzlicher Schutz, aktive Maßnahmen und Schutzgebiete haben sich positiv auf die Bestände vieler Flaggschiffarten des Naturschutzes ausgewirkt. So hat der Bestand des Schwarzstorchs stark von der Vogelschutzrichtlinie profitiert. In den vergangenen 25 Jahren nahm sein Bestand in Deutschland um 1655 Prozent zu. Beim Seeadler waren es 393 Prozent, bei der Wiesenweihe 238 Prozent, beim Wanderfalken 215 Prozent und beim Kranich 415 Prozent. Auch die Bestände von weniger bekannten Arten, wie Mittelspecht, Blaukehlchen, Heidelerche und Ortolan konnten sich dank der Schutzmaßnahmen erholen.
Wie wirksam der Schutz durch die Vogelschutzrichtlinie ist, wurde zuletzt 2015 wissenschaftlich belegt. Forscher von BirdLife International, der britischen Royal Society for the Protection of Birds (RSPB) und der Universität Durham wiesen nach, dass ob eine Vogelart in der EU abnimmt oder zunimmt, am meisten davon abhängt, ob sie in der Vogelschutzrichtlinie als aktiv besonders zu schützen gelistet ist – oder eben nicht.
„Diese Erfolge können jedoch nicht darüber hinwegtäuschen, dass es bei der Umsetzung der Vogelschutzrichtlinie in Europa noch viel zu tun gibt“, so Miller. „So fehlen für etwa die Hälfte der deutschen EU-Vogelschutzgebiete effektive Managementpläne und ausreichende Finanzmittel für die notwendigen Maßnahmen, um die gesetzlichen Schutzziele zu erreichen. Auch wird die illegale Jagd auf Singvögel im Mittelmeerraum nicht konsequent genug von den Mitgliedsstaaten verfolgt.“
Der größte Schwachpunkt bei der Umsetzung der Richtlinie ist jedoch ihre fehlende Wirksamkeit in der Fläche: Während sich viele seltene Zielarten des Naturschutzes inzwischen gut entwickeln, brechen die Bestände vieler häufiger und weitverbreiteter Allerweltsvogelarten ein. Insbesondere in der Agrarlandschaft sind die EU-Vogelbestände seit Inkrafttreten der Richtlinie um 56 Prozent zurückgegangen. Denn dort hat die Vogelschutzrichtlinie trotz ihres flächendeckenden Anspruchs das Nachsehen gegenüber der Gemeinsamen Agrarpolitik der EU. Diese fördert pauschal und ineffizient den Besitz großer Flächen, stellt aber viel zu wenig finanzielle Mittel für eine naturverträgliche Landbewirtschaftung und das Erreichen der Naturschutzziele der EU bereit. Deshalb fordert der NABU zusammen mit den anderen deutschen Umweltverbänden unter anderem, dass im Zuge der aktuell diskutierten Neuausrichtung der gemeinsamen EU-Agrarpolitik ein jährlicher Betrag von 15 Milliarden Euro für den Naturschutz ausgewiesen wird.
28.03.2019, Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns
5 Zwerge: Neue Mini-Frösche in Madagaskar entdeckt
Ein internationales Forscherteam hat auf der Insel Madagaskar fünf neue Zwergfroscharten entdeckt. Der größte von ihnen könnte bequem auf einem Daumennagel Platz nehmen, der kleinste ist kaum länger als ein Reiskorn. Die Studie wurde heute in der Fachzeitschrift PLoS ONE veröffentlicht. An der Arbeit sind u.a. Forscher der Zoologischen Staatssammlung München (SNSB-ZSM), der LMU München, der Technischen Universität Braunschweig und der Universität Antananarivo beteiligt.
Madagaskar hat eine einzigartige Tierwelt und ist ein Hotspot der Artenvielfalt. Auf der Insel sind aktuell mehr als 350 Froscharten bekannt, aber diese Zahl steigt stetig und viele der Neuentdeckungen sind sehr klein. Die fünf neuen Arten gehören zur Gruppe der Engmaulfrösche, eine sehr artenreiche Familie, die auf allen Kontinenten außer der Antarktis und Europa zu finden ist.
Drei der neuen Zwergfrösche gehören zu einer neuen Froschgattung und passend zu ihrer geringen Körpergröße gaben die Autoren dieser neuen Gattung den Namen Mini. Erwachsene Exemplare der zwei kleinsten Arten Mini mum und Mini scule sind nur 8–11 mm groß und gehören damit zu den kleinsten Amphibien der Welt. Aber sogar das mit 15 mm Körperlänge größte Mitglied der neuen Gattung Mini ature passt bequem auf einen Daumennagel. Die beiden weiteren Neuentdeckungen Rhombophryne proportionalis und Anodonthyla eximia sind ebenfalls nur 11 bis 12 mm groß und damit viel kleiner als ihre nächsten Verwandten.
„Die extreme Miniaturisierung lässt die Frösche sehr ähnlich aussehen. Daher wird leicht unterschätzt, wie vielfältig sie wirklich sind“, sagt Mark D. Scherz, Doktorand an der Ludwig-Maximilians-Universität München sowie der Technischen Universität Braunschweig und Erstautor der Studie.
Die winzigen Frösche leben in der Laubstreu des Regenwaldes und sind nur schwer zu finden. „Die Balzrufe der Männchen verstummen bereits bei der kleinsten Störung“, sagt Frank Glaw, Leiter der Sektion für Amphibien und Reptilien der Zoologischen Staatssammlung München „Die kleinen Tiere zu finden, erfordert viel Geduld.“
Tropische Wirbelstürme an der Ostküste Madagaskars erschwerten die Arbeitsbedingungen für die Forscher auf ihrer Suche nach den Minifröschen zusätzlich. Doch für Miguel Vences, Leiter der Abteilung für Evolutionsbiologie der Technischen Universität Braunschweig war die Suche direkt nach einem solchen Sturm erfolgreich. „Ich fand Anodonthyla eximia am frühen Morgen nachdem ein Wirbelsturm, der den größten Teil unseres Lagers wegfegte. Schlimme Bedingungen für Biologen können großartige Bedingungen für Frösche schaffen.“
Originalpublikation:
Scherz MD, Hutter CR, Rakotoarison A, Riemann JC, Rödel M-O, Ndriantsoa SH, Glos J, Hyde Roberts S, Crottini A, Vences M, Glaw F (in press) Morphological and ecological convergence at the lower size limit for vertebrates highlighted by five new miniaturised microhylid frog species from three different Madagascan genera. PLoS One doi:10.1371/journal.pone.0213314
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0213314
28.03.2019, Veterinärmedizinische Universität Wien
Erstmals sexuell übertragene Infektion in Wildvogelpopulation experimentell bestätigt
Sexuell übertragene Infektionen wurden bislang vor allem bei Haustieren und wenigen käfiggehaltenen Wildtierarten bestätigt. Eine experimentelle Bestätigung in der freien Wildbahn gab es dagegen noch nicht. Forschenden der Vetmeduni Vienna und aus Frankreich gelang dies nun erstmals in einer Dreizehenmöwen-Population, indem sie bei Männchen den Samenfluss mit einem einfachen Ringaufsatz an der Kloake blockierten. Ohne diesen „Keuschheitsgürtel“ infizierten sich Weibchen mit einem neu entdeckten bakteriellen Erreger, mussten in Folge viel mehr in die Fortpflanzung investieren und hatten einen geringeren Reproduktionserfolg als „geschützte“ Tiere.
Sexuell übertragbare Infektionen können bei Wirbeltieren unter anderem zu Unfruchtbarkeit oder reduziertem Bruterfolg und damit zu einer Reduktion oder einem Verlust des Beitrags zum Genpool in einer Population führen. Es überrascht daher, dass die sexuelle Übertragung von Erregern und die evolutionsökologischen Folgeschäden bei wildlebenden Wirbeltierpopulationen experimentell bislang nicht untersucht wurden.
Forschende der Vetmeduni Vienna bestätigten nun erstmals in einer in der Fachzeitschrift The Biological Journal of the Linnean Society veröffentlichten Studie die sexuelle Übertragung von Erregern und die Konsequenzen für die Reproduktion, indem sie bei Männchen einer Wildpopulation von Dreizehenmöwen die Besamung unterbanden. Mit einem einfachen experimentellen Aufbau und DNS-Sequenzierung zeigten sie, dass ein pathogener Bakterienstamm bei der Paarung über das Ejakulat übertragen wurde und zu einem reduzierten Bruterfolg führte, der mit großem Aufwand, und langfristig womöglich auch auf Kosten der eigenen Überlebensdauer, kompensiert werden musste.
Männlicher „Keuschheitsgürtel“ beweist sexuelle Übertragung von bakteriellen Erregern
Das Forschungsteam um Richard H. Wagner vom Konrad-Lorenz-Institut der Vetmeduni Vienna für Vergleichende Verhaltensforschung und der Universität Toulouse, Frankreich, fing dazu 70 zufällig ausgewählte Pärchen einer Wildkolonie der Möwenart in Alaska. Von diesen entnahmen sie Proben der mikrobiellen Fauna aus den Kloaken der Vögel. Anschließend brachten sie an der Kloake von 33 der gefangenen Männchen einen einfachen Ringaufsatz an, der die Samenabgabe blockierte. Die übrigen Männchen wurden mit einem Kontrollaufsatz ausgestattet. Nach der ersten Eiablage wurden die Aufsätze entfernt und die Probenabnahme bei allen Tieren wiederholt.
„Der einfache Plastikring um die Kloake der Männchen der experimentellen Gruppe, der von uns schon in einer vorangegangenen Studie entwickelt und getestet wurde, wirkt im Prinzip wie ein die Samenabgabe blockierender Keuschheitsgürtel. Mit den vor und nach dieser Maßnahme entnommenen Proben der mikrobiellen Kloakenfauna ergibt sich dann bei der Analyse im Vergleich mit der Kontrollgruppe im besten Fall ein Ausschlussprinzip“, erklärt Richard Wagner. „Pathogene Bakterienstämme, die man nach der Paarung bei beiden Geschlechtern der Kontrollgruppe findet, in der experimentellen Gruppe jedoch nur bei den Männchen, deuten auf eine sexuelle Übertragung hin. Wenn also die Männchen die Stämme X, Y sowie Z und die Weibchen nur Z zeigen, dann konnten wir bei den weiblichen Tieren den Verlust von Z bei der Paarung mit blockiertem Samenfluss bestätigen. Das bedeutet, dass Stamm Z auf ein Weibchen über das Ejakulat übertragen wird und dass ihn diese ohne weitere Besamung aber wieder loswerden können. Damit kann eine Übertragung dieses Pathogens über andere Wege, etwa bei Paarungsritualen wie gegenseitigem Füttern oder über das gemeinsame Nest ausgeschlossen werden.“
Die Sequenzanalyse einer speziellen Region der ribosomalen RNA der von beiden Gruppen entnommenen Kloakenproben bestätigte darüber hinaus die Verwandtschaft der sexuell übertragenen Bakterien zu zwei Stämmen der sogenannten Corynebakterien, die auch in der Humanmedizin als Erreger von Geschlechtskrankheiten bekannt sind. Die unterbundene Besamung verhinderte die Übertragung dieses Erregers mit der Bezeichnung C34, der neben anderen geschlechtskrankheitlichen Merkmalen auch mit einer schlechten Brutaufzuchtquote assoziiert werden kann.
Molekulare Analyse bestätigt Einfluss sexuell übertragener Infektion auf den Reproduktionserfolg
Um die Auswirkungen eines sexuell übertragenen Infekts auf die individuelle Fitness der Weibchen letztlich abschätzen zu können, wurden weitere Proben von je über 170 Dreizehenmöwenweibchen und -männchen genommen und analysiert. Zusätzlich wurden die Gelege und der Aufzuchterfolg beobachtet. „Die von einer sexuell übertragenen Infektion betroffenen Vogelweibchen hatten zwar einen ähnlichen Reproduktionserfolg, allerdings begannen sie früher Eier zu legen und hatten größere Gelege“, beschreibt Wagner die Analyse- und Beobachtungsergebnisse. „Diese Tiere mussten daher eine für ihre eigene Fitness letztlich recht „kostspielige“ Strategie verfolgen, die mit einem wesentlich größeren Reproduktionsaufwand verbunden war, um die Benachteiligung durch einen Infekt kompensieren zu können.“
Der erhöhte Reproduktionsstress durch die sexuell übertragenen und krankheitserregenden Bakterien könnte dementsprechend auch einen Selektionsprozess hinsichtlich der Abwehrmechanismen bei den weiblichen Vögeln zur Folge haben. Diese ko-evolutionäre Dynamik zwischen sexuell übertragener Infektion und dem tierischen Wirt könnte außerdem zu bislang unerforschten Anpassungsstrategien und -mechanismen geführt haben, die sowohl aus biologischer, etwa im Zusammenhang mit der Physiologie, der Morphologie oder dem Paarungsverhalten, als auch veterinär- und letztlich humanmedizinischer Sicht von Interesse sein können. „Wir hoffen, dass unsere Studie, mit der wir die Realisierbarkeit der Erforschung sexuell übertragbarer Infektion in einem natürlichen Habitat effektiv demonstrieren konnten, einen Anstoß für weitere Forschung auf diesem Gebiet darstellt“, so Wagner.
Originalpublikation:
Der Artikel „Experimental evidence of a sexually transmitted infection in a wild vertebrate, the black-legged kittiwake (Rissa tridactyla)” von Wouter F. D. Van Dongen, Joël White, Hanja B. Brandl, Sarah Leclaire, Scott A. Hatch, Étienne Danchin und Richard H. Wagner wurde in The Biological Journal of the Linnean Society veröffentlicht. https://academic.oup.com/biolinnean/advance-article-abstract/doi/10.1093/biolinn..
28.03.2019, Georg-August-Universität Göttingen
„Big Data“ für die Artenvielfalt: Göttinger Forscherteam lotet Potenzial für Forschung aus
„Big Data“ und Analysen im großen Maßstab sind für die Biodiversitätsforschung entscheidend, um herauszufinden, wie Tier- und Pflanzenarten weltweit verteilt sind und wie Ökosysteme funktionieren. Daten gibt es überall: in Sammlungen, biologischen Fachbüchern und lokalen Datenbanken. Wie man diesen Wissensschatz am besten zusammenfügt, um ihn ins digitale Zeitalter zu überführen und für die Forschung nutzbar machen, haben Forscherinnen und Forscher der Universität Göttingen untersucht. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift PLOS Biology erschienen.
Biodiversitätsdaten können unterschiedliche Aspekte des Lebens beschreiben, zum Beispiel die geografische Verbreitung von Organismen, deren Abstammungsgeschichte, ökologische Eigenschaften oder Wechselwirkungen mit ihrer Umwelt. Hinzu kommt, dass jeder dieser Aspekte durch verschiedene Datentypen beschrieben werden kann. Manche Forscher charakterisieren etwa das Verbreitungsgebiet einer Art mit Hilfe einzelner Fundpunkte, andere mit Hilfe systematischer Zählungen oder regionaler Arten-Checklisten. Die einzelnen Datentypen unterscheiden sich dabei nicht nur in ihrer Verfügbarkeit, sondern können auch einen entscheidenden Einfluss auf die wissenschaftlichen Ergebnisse und Schlussfolgerungen haben. Aufgrund der zunehmenden Gefährdung von Arten und Ökosystemen müsse die Biodiversitätsforschung jedoch versuchen, möglichst viele Datenquellen gleichzeitig zu nutzen, um die komplexen Zusammenhänge in der Natur besser zu verstehen, fordern die Autoren.
„Die Auflösung der Daten ist entscheidend für die Aussagekraft und Verlässlichkeit von Studien zur Biodiversität“, sagt Erstautor Dr. Christian König aus der Abteilung Biodiversität, Makroökologie und Biogeographie der Universität Göttingen. Der grundsätzliche Kompromiss dabei: Je detaillierter die Daten, desto geringer die Verfügbarkeit und Repräsentativität auf globalem Maßstab – und oft sind die Datenlücken dort besonders groß, wo die Artenvielfalt besonders hoch ist. Die Forscher belegen diesen Zusammenhang anhand von zwei Fallstudien, in denen sie globale Muster in der Wuchsform und Samengröße von Pflanzenarten auf Grundlage unterschiedlicher Datentypen modellieren. „Unsere Biodiversitätsmodelle werden besser, wenn wir alle verfügbaren Biodiversitätsdaten miteinander verknüpfen und so bestmöglich nutzen, aber ein konzeptionelles Verständnis über deren grundsätzliche Eigenschaften und gemeinsame Synergien fehlte bisher“, ergänzt Prof. Dr. Holger Kreft, Leiter der Abteilung.
Originalpublikation:
König, C. et al. Biodiversity data integration – The significance of data resolution and domain. PLOS Biology (2019). DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000183
29.03.2019, NABU
NABU: Krötenwanderung erreicht Höhepunkt
Autofahrer bitte aufpassen: An diesem Wochenende sind besonders viele liebestolle Amphibien unterwegs
In diesen Tagen kommt die Krötenwanderung in vielen Teilen Deutschlands zu ihrem Höhepunkt. Autofahrer sollten darum jetzt ganz besonders gut aufpassen. „Das gilt vor allem für tiefere und wärmebegünstigte Lagen“, so Sascha Schleich, Sprecher des NABU-Bundesfachausschusses Feldherpetologie und Ichthyofaunistik. „In den höheren und kühleren Lagen wird es noch dauern, bis die nächtlichen Temperaturen geeignet sind.“
Der NABU bittet, an Amphibienwanderstrecken maximal 30 Stundenkilometer zu fahren. Denn die Tiere können nicht nur durch direktes Überfahren zu Tode kommen, sondern auch wenn Fahrzeuge sehr schnell an Wanderstrecken unterwegs sind. Bei höheren Geschwindigkeiten erzeugen Autos einen so hohen Luftdruck, dass die inneren Organe von Fröschen, Kröten und Molchen platzen und die Tiere qualvoll verenden. Nimmt man Rücksicht, wird auch der Einsatz der vielen Menschen weniger gefährlich, die sich ehrenamtlich um Amphibienschutzzäune kümmern, Kröten und Frösche aus den Sammeleimern retten und sicher über die Straßen bringen.
„Unsere ehrenamtlichen Helfer sind meist bei Dunkelheit in den Abend- und frühen Morgenstunden unterwegs“, „Fahren Sie vorsichtig und achten Sie auf Warnschilder, Tempolimits und Umleitungen.“
Seit vielen Jahren haben Naturschützer dem Amphibientod an unseren Straßen den Kampf angesagt. Jahr für Jahr sind Naturschutzgruppen aktiv, stellen Fangzäune auf, tragen Kröten über die Straße und legen Ersatzlaichgewässer an. Diese ehrenamtliche Arbeit ist auf zahlreiche Helferinnen und Helfer angewiesen. Der NABU bietet deshalb Sonderseiten zum bundesweiten Wandergeschehen an. Dort gibt es neben aktuellen Meldungen über besondere Ereignisse und seltene Arten auch eine bundesweite Datenbank, die über den Standort von Krötenzäunen und Aktionen informiert und wo Helfer gebraucht werden.
29.03.2019, Universität Hohenheim
SCIENCE-Publikation: Forschung sieht große Tierwanderungen der Serengeti in Gefahr
Steigender Siedlungsdruck treibt Tiere tiefer in Kernzonen / fehlende Wanderung gefährdet ganzes Ökosystem / Forscher der Uni Hohenheim mahnen dringenden Handlungsbedarf an
Millionen wandernder Gnus, Zebras und Thomson-Gazellen – diese atemberaubenden Bilder aus der Serengeti könnten bald Vergangenheit sein. Trotz Pufferzonen ist der Siedlungsdruck rund um das Schutzgebiet mittlerweile so groß, dass sich die Tiere immer weiter in die Kernzonen zurückziehen und diese oft nicht mehr verlassen. Das bestätigen statistische Daten aus über 40 Jahren, die Biostatistiker der Universität Hohenheim in Stuttgart zusammen mit 11 internationalen Kooperationspartnern jetzt auswerteten. Viel Zeit bleibt nicht mehr, warnen die Forscher. Die Folgen für das gesamte Ökosystem seien immens und bald nicht mehr umkehrbar. Doch jeder Lösungsansatz für das Problem müsse die Bevölkerung einbeziehen, so ihr Appell. Die Ergebnisse der Forscher sind jetzt im renommierten Wissenschaftsmagazin SCIENCE veröffentlicht.
Es ist eines der bekanntesten Naturschutzgebiete der Welt: Das grenzübergreifende, 40.000 km² große Serengeti-Mara-Ökosystem, berühmt für seine Artenvielfalt und beeindruckenden Tierwanderungen.
Rund zwei Millionen Tiere, vor allem Gnus, Zebras und Thomson-Gazellen, folgen hier jedes Jahr dem Regen von der südlichen Serengeti in Tansania gen Norden in das kenianische Maasai Mara Reservat. Ein beeindruckendes Schauspiel, das dieses Ökosystem prägt – und das nun massiv bedroht ist.
Vor allem der hohe Siedlungsdruck an den Rändern der Schutzgebiete bereitet Probleme. „Menschliche Aktivitäten in den Randzonen treiben die Wildtiere immer tiefer in die Kernzonen hinein“, so Dr. Joseph Ogutu, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet von Prof. Dr. Hans-Peter Piepho an der Universität Hohenheim. „Und dieser Druck von außen hat massive Folgen für das Ökosystem: Die Wanderungen der Tiere sind gestört, das Feuerregime verändert sich, und die Fruchtbarkeit der Böden geht zurück.“
Auch die Zahlen der Tiere geben Anlass zur Sorge: Die Bestände der 15 häufigsten Wildtierarten in Maasai Mara sind in den 40 Jahren seit 1977 zwischen 40 und 93 Prozent zurückgegangen – und zwar gleichermaßen innerhalb und außerhalb des geschützten Naturreservats.
Nutztiere dringen weiter in Schutzgebiet vor
Die Hohenheimer Biostatistiker werten gemeinsam mit ihren internationalen Kooperationspartnern die Daten aus rund 40 Jahren Forschung aus: Erhebungen aus der Luft von 1977 bis 2016 für alle Wildtierarten mit einem Gewicht ab 15 kg, also Zebra, Büffel, Elefant, Strauß, Gnu, Giraffe, Warzenschwein, Thomson-Gazelle, Grant-Gazelle, Eland, Oryxantilope, Topi, Kongoni, Impala und Wasserbock.
Hinzu kommen GPS-Daten des Gnu-Bestands von 1999 bis 2017, Zahlen der Nutztierbestände von Rindern, Eseln, Schafen und Ziegen, Zeitreihen zu Niederschlag und Temperatur von 1965 bis 2016 sowie Daten bzw. Schätzungen zu Landnutzungsänderungen und zur Bevölkerungsdichte von 1962 bis 2016. Die Ergebnisse der Forscher lassen die Alarmglocken schrillen.
Das Schutzkonzept des Serengeti-Mara-Ökosystems setzt auf Pufferzonen rund um die Kernzonen. „Diese Zonen werden von Hirten und den Wildtieren gemeinsam genutzt“, berichtet Dr. Ogutu. „Doch in den letzten Jahren war das Bevölkerungswachstum in diesen Zonen sehr hoch, zumal auch viele Menschen zugezogen sind – und damit stieg auch die Zahl der Schafe, Ziegen und Rinder an.“
Weideland wird knapp, und die Hirten mit ihren Vieherden dringen immer weiter in die Schutzzonen vor. „Wir haben Luft- und Satellitenaufnahmen ausgewertet und erkannt, dass mittlerweile die Vegetation auf den äußersten sieben Kilometern der Schutzzonen weniger grün ist als früher. Außerdem erkennt man jetzt ein Netz von Trittpfaden der Weidetiere, das in die Schutzzonen führt.“
Folgen für Feuerregime und Bodenfruchtbarkeit
Das bleibt nicht ohne Folgen: „Wenn das Gras zu stark abgeweidet wird, ist einem Feuer quasi die Nahrung entzogen. Feuer ist jedoch eines der prägenden Elemente dieses Ökosystems.“ Auch das patente Foodsharing, das die Tiere bisher betrieben haben, gerät aus dem Gleichgewicht. „Büffel zum Beispiel fressen hohes Gras, Ziegen und Schafe jedoch knabbern die Halme bis zum Grund ab. Gibt es zu viele Ziegen und Schafe auf einer Fläche, bleibt für die Büffel nicht genug Nahrung übrig.“
Hinzu kommt, dass die Böden auf den stark beanspruchten Flächen verarmen: „Die Böden speichern weniger Kohlenstoff, ein Zeichen dafür, dass Humusgehalt und Bodenfruchtbarkeit zurückgehen.“ Die Produktivität des Weidelandes lässt dadurch nach.
Verstärkte menschliche Aktivität beeinträchtigt Tierwanderungen
Umso höhere Bedeutung käme eigentlich den Wanderungen zu, damit die Wildtiere ausreichend Nahrung finden. Auf der größten Route ziehen Millionen von Tieren aus den Ebenen im Südosten der Serengeti in Tansania gen Norden in die Maasai Mara nach Kenia und wieder zurück.
Doch dieses alljährliche Naturspektakel funktioniert nicht mehr. Die Zahl der Gnus auf dieser Route beispielsweise ist seit den 1970er Jahren um 63,5 Prozent gesunken. Und die Tiere, die noch in die Maasai Mara wandern, verbringen dort weniger Zeit als früher. „Durch die verstärkten menschlichen Aktivitäten in der Randzone ziehen sich die Wildtiere weiter in die Kernzonen zurück, die sie dann kaum wieder verlassen. Sie meiden in den letzten Jahren verstärkt die Randzonen“, erläutert Dr. Ogutu.
Keine gute Lösung: Zäune um die Schutzgebiete
Um diesen Prozess zu stoppen, bedarf es dringender Lösungen. Die nahliegende Idee, die Schutzgebiete komplett einzuzäunen, hat sich als wenig praktikabel erwiesen. „Die Gebiete sind für das Wild schlicht zu klein, sie müssen die Flächen auf ihren Wanderungen verlassen können“, erklärt Dr. Ogutu. „Außerdem ist der Unterhalt solcher Zaunanlagen sehr teuer – und stößt auf wenig Akzeptanz bei der Bevölkerung.“ Die Menschen dort seien größtenteils Bauern und Pastoralisten, also Hirten, die ihr Vieh in der natürlichen Landschaft weiden lassen, erklärt der Experte.
Vieh sei daher auch ein Statussymbol. „Die Menschen verdienen durchaus Geld mit dem Tourismus. Etwa indem sie ihr Land für touristische Zwecke verpachten oder durch Arbeitsplätze in der Gastronomie“, betont Dr. Ogutu. „Das Problem ist: Dieses Geld investieren sie oft wiederum in Nutztiere, die dann mit den Wildtieren um Platz, Wasser und Nahrung konkurrieren. Oder sie bauen Zäune um ihr Land, und diese Zäune behindern nicht nur die Bewegungsfreiheit der Wildtiere, sondern werden oft auch für diese zur tödlichen Falle. All dies untergräbt die Einkommensquelle aus dem Tourismus.“
Sinnvoll sei es daher, die Viehzahl staatlich zu regulieren. „In Tansania ist jedes Tier gekennzeichnet und kann nur mit Erlaubnis der Regierung transportiert werden. So kann die Regierung regulierend wirken. Auch über Steuern kann man die Tierbestände kontrollieren, doch das wird in Kenia oder Tansania bisher noch nicht eingesetzt.“
Doch ohne die Unterstützung der lokalen Bevölkerung, so Dr. Ogutu, lässt sich der Naturschutz schwer durchsetzen. „Die Situation ist bereits historisch gesehen nicht unproblematisch: Die Leute wurden in den 1960er Jahren zugunsten der Schutzgebiete ohne Kompensation enteignet. Und auch heute noch gibt es schwere Menschenrechtsverletzungen, wenn Menschen aus den Schutzgebieten vertrieben werden.“
Sensible Landnutzungsplanung bezieht Bevölkerung ein
Dass die Bevölkerung kooperiert, sei daher nicht selbstverständlich. „Landnutzungspläne müssen wohlüberlegt sein. Strategien haben nur Erfolg, wenn die Menschen die Ziele auch unterstützen“ betont der Experte. Und das sei nur der Fall, wenn auch sie vom Naturschutz direkt profitieren. So könne etwa Gemeinschafts-Grasland Zäune verhindern, oder man könne einen Fonds etablieren, aus dem die Bauern und Pastoralisten Ausgleichszahlungen für Naturschutz-Leistungen erhalten.
Das Land müsse auch nicht unbedingt verkauft werden, denn dadurch würden nur die Bodenpreise steigen. „Wichtig ist nur, dass das Land nicht mehr landwirtschaftlich genutzt wird. Die staatlichen Organisationen sollten daher nicht das Land kaufen, sondern sogenannte ‚Development Rights‘. So bleibt das Land privat, und die Eigentümer haben mehr Nutzen vom Naturschutz.“
Doch die Zeit wird knapp, warnt Dr. Ogutu. „Wir brauchen dringend Lösungen, sonst schreitet die Degradierung der Landschaft fort. Wenn die Regierung jetzt nicht handelt, wird es angesichts weiter steigender Bevölkerungszahlen immer schwieriger, eine Lanze für den Naturschutz zu brechen. Und das wäre letztlich auch für die Menschen vor Ort ein Verlust.“
Publikation
Michiel P. Veldhuis, Mark E. Ritchie, Joseph O. Ogutu, Thomas A. Morrison, Colin M. Beale, Anna B. Estes, William Mwakilema, Gordon O. Ojwang, Catherine L. Parr, James Probert, Patrick W. Wargute, J. Grant C. Hopcraft and Han Olff (2019) Cross-boundary human impacts compromise the Serengeti-Mara ecosystem. SCIENCE, Vol. 363, Issue 6434
DOI: http://dx.doi.org/10.1126/science.aav0564
29.03.2019, Museum für Naturkunde – Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung
Pilzkrankheiten verursachen globales Massenaussterben von Amphibien
Eine im renommierten Fachjournal Science veröffentlichte Studie, koordiniert von der Australischen Nationaluniversität (ANU) und in Mitwirkung von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Museums für Naturkunde Berlin, identifizierte Pilzkrankheiten als die Ursache von dramatischen Bestandseinbrüchen bei mindestens 501 Amphibienarten über die letzten 50 Jahre. 90 dieser Arten gelten inzwischen als ausgestorben. Es müssen jetzt Amphibienarten mit Resistenzen erforscht werden, um präventive Schutzmaßnahmen abzuleiten.
Die beispiellose Zahl von verschwindenden Amphibienarten macht die Chytridpilze zu den gefährlichsten invasiven Krankheitsverursachern weltweit, vergleichbar nur mit den negativen Effekten, die eingeschleppte Ratten und Katzen in vielen Teilen der Erde ausgelöst haben. Der die Studie leitende Wissenschaftler, Ben Scheele von der Fenner School of Environment and Society an der ANU meint, dass hochvirulente Wildtierkrankheiten inklusive der Chytridpilze zum derzeitigen, sechsten globalen Massenaussterben von Tieren und Pflanzen nachhaltig beitragen. „Die Krankheit hat weltweit viele Amphibienarten zum Aussterben gebracht, darunter wirklich bemerkenswerte Arten“. In Australien brachen in den letzten 30 Jahren die Bestände von über 40 Froscharten zusammen. Sieben Arten, darunter zwei die ihre Nachkommen im Magen ausgebrütet haben, sind inzwischen ausgestorben.
Auch die beiden an der Studie beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Museums für Naturkunde Berlin, Mareike Petersen und Mark-Oliver Rödel, mussten die verheerende Wirkung des Pilzes in ihren Untersuchungsgebieten schon miterleben. So konnten sie das erste Massensterben auf dem afrikanischen Kontinent dokumentieren. „Ein Verlust, der leider derzeit in vollem Umfang weiterzugehen scheint und vermutlich zum Aussterben vieler endemischer Froscharten in Kamerun führen wird“, so Mareike Petersen.
Die Krankheit tödliche Chytridiomykose, kurz Chytrid, bei der die Haut der Amphibien (Frösche, Kröten, Salamander, Molche sowie tropische Blindwühlen) schwer beschädigt wird, wirkt sehr unterschiedlich. Die beiden bekannten Chytrid-Pilze haben manche Amphibienarten komplett ausgelöscht, während andere nur von sporadisch auftretenden Todesfällen betroffen sind. Chytrid, wurde bislang in 60 Ländern nachgewiesen, die schlimmsten Auswirkungen der Krankheit wurden dabei in Australien, sowie in Mittel- und Südamerika dokumentiert. Momentan geht man davon aus, dass die Pilze ihren Ursprung in Asien haben, wo einzelne Amphibienarten auch resistent zu sein scheinen. In der unter Beteiligung des Museums für Naturkunde Berlin durchgeführten Studie konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Chytrid als die Krankheit identifizieren, die bislang zum größten Verlust an Biodiversität geführt hat.
Eine Verbesserung von Biosecurity und die Kontrolle des Handels von Wildtieren sind nötig, um die Verbreitung von Krankheiten zu reduzieren und weiteres Aussterben zu verhindern. „Die Haltung und Zucht in Menschenobhut wird die letzte Chance für viele Arten zum Überleben sein“, so Mark-Oliver Rödel vom Museum für Naturkunde Berlin. Viele der untersuchten Arten zeigten selbst 10 bis 20 Jahre nach dem Auftauchen des Chytridpilzes noch andauernde Bestandsrückgänge. Es wäre deshalb von großem Vorteil, wenn man für die Zukunft die Arten identifizieren könnte, die von solchen Krankheiten am ehesten betroffen sein könnten, um präventive Schutzmaßnahmen zu treffen. Australien setzt solche Schutzprogramme um und entwickelte neue Wiederansiedlungstechniken, um einige Amphibienarten zu retten. Wenn der Pilz einmal in einem Ökosystem vorhanden ist, ist es fast unmöglich ihn wieder zu eliminieren. Ausgerechnet Amphibien können zu seinem andauernden Verbleib beitragen. Nicht alle Arten sind gleichermaßen vom Pilz gefährdet. Diejenigen, die am wenigsten betroffen sind, können ein Langzeitreservoir sein und die Dauerpräsenz des Pilzes in einem Ökosystem ermöglichen.
Here’s the link to the paper: http://science.sciencemag.org/content/363/6434/1459
