Neues aus Wissenschaft und Naturschutz

10.02.2020, Deutsche Wildtier Stiftung
Immobilien für die Brutzeit
Die Deutsche Wildtier Stiftung empfiehlt: Jetzt Nistkästen aufhängen – Sie bieten Schutz vor Sturm, Graupel und Regen
Wer eine Familie gründen will, kümmert sich rechtzeitig um den Hausbau. Das ist bei Vögeln nicht anders. Aber auch für sie wird der Wohnraum immer knapper: Naturnahe Hecken und alte Bäume, in denen Nester angelegt werden können, sind vielerorts verschwunden. Sanierte und glatte Hausfassaden bieten keinen Unterschlupf mehr. Wohin also mit dem Nachwuchs? „Vögel sind froh, wenn wir ihnen schadstofffreie Immobilien zur Verfügung stellen“, sagt Eva Goris, Pressesprecherin der Deutschen Wildtier Stiftung.
Der Februar ist die perfekte Zeit, um Vogel-Immobilien aufzuhängen. Denn die Brutzeit steht unmittelbar bevor. „Ab Mitte März starten die meisten Singvögel mit ihrer Brut- und Aufzuchtphase, spätestens im April liegen dann in allen Nestern Eier. Werden die Nisthilfen jetzt installiert, haben die Vögel noch ausreichend Zeit, das Nest zu beziehen und mit Laub, Moos und Zweigen so heimelig wie möglich zu gestalten“, so Goris.
Außen-Design und Preis der neuen Immobilie sind den Vögeln schnuppe – aber Qualität und die Art der „Haustür“ müssen stimmen. Eva Goris: „Wichtig sind naturbelassene Materialien ohne Chemie. Nistkästen aus Holz isolieren vor Hitze und Kälte, auch Holzbeton oder Terrakotta eignen sich gut, um darin zu hausen.“ Häuschen aus Kunststoff dagegen haben den Nachteil, dass sie nicht atmungsaktiv sind. Im Inneren kann es schnell feucht werden und Schimmel breitet sich aus – gerade bei den letzten Sturm-, Graupel- und Regentagen ein echtes Problem.
Verschiedenartige Nistkästen helfen, den unterschiedlichen Wohnbedürfnissen unter den Vögeln gerecht zu werden. Rotkehlchen lieben breite Einflugöffnungen, Spatzen und Meisen dagegen eher kleine. Der Kleiber macht sich mit seinem geschickten Schnabel das Einflugloch passend. Ist es zu groß, wird es individuell verputzt. Grauschnäpper und Zaunkönige bevorzugen halboffene Nistkästen. Für Rauchschwalben gibt es schalenartige Nistkästen, wenn lehmige Pfützen für den eigenen Hausbau fehlen.
Naturschutzprodukte der Deutschen Wildtier Stiftung: https://shop.deutschewildtierstiftung.de/

10.02.2020, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Globale Erwärmung und Aussterberisiko
Wie können Fossilien dabei helfen, Vorhersagen über Folgen des Klimawandels zu treffen? Ein Forschungsteam der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), des Museums für Naturkunde Berlin und des Alfred-Wegener-Instituts hat Daten von fossilen und heute lebenden Meeresorganismen verglichen, um vorherzusagen, welche Tiergruppen am stärksten vom Klimawandel bedroht sind.
Um dies zu beurteilen, gehen die Biologie und die Paläontologie verschiedene Wege. Biologinnen und Biologen extrapolieren aus experimentellen Studien und sagen besonders den Arten eine düstere Zukunft voraus, die im Labor besonders empfindlich auf Erwärmung oder Sauerstoffentzug reagieren. Paläontologinnen und Paläontologen hingegen interpolieren aus Fossildaten. Die Tiergruppen, die bei früheren, „natürlichen“ Erwärmungsphasen besonders stark betroffen waren, sollten auch in Zukunft empfindlicher reagieren.
Nun hat ein Forschungsteam unter Leitung von Dr. Carl Reddin, Museum für Naturkunde Berlin, und Prof. Dr. Wolfgang Kießling vom Lehrstuhl für Paläoumwelt der FAU, erstmals beide Ansätze kombiniert. Die Ergebnisse stimmen in Anbetracht der gigantischen Unterschiede der betrachteten Raum-Zeit-Skalen erstaunlich gut überein. Zum Beispiel zeigen die Experimente, dass die Kombination von Erwärmung und Sauerstoffentzug besonders tödlich wirkt.
Link zur Originalstudie in Nature Climate Change:
https://doi.org/10.1038/s41558-020-0690-7
Die Ergebnisse sind im Rahmen der Forschungsgruppe TERSANE entstanden, in der untersucht wird, unter welchen Bedingungen natürliche Treibhausgasemissionen katastrophale Ausmaße erreichen können und wie diese mit Biodiversitätskrisen in Zusammenhang stehen:
http://tersane.palaeobiology.de/

10.02.2020, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)
Neue Weltkarte zur genetischen Vielfalt von Fischen
Ein internationales Forschungsteam der ETH Zürich und von Universitäten in Frankreich untersuchte erstmals die genetische Vielfalt bei Fischen weltweit. Entstanden ist eine Karte. Sie dient als wichtiges Instrument, um Arten-​ und genetische Vielfalt künftig besser schützen zu können.
Die genetische Vielfalt in einem Bestand von Tieren oder Pflanzen kann als Reaktion auf verschiedene Belastungen – Krankheiten, Lebensraum-​ oder Klimaveränderungen – schneller abnehmen als die Artenvielfalt. Doch wie es um die genetische Vielfalt bei Fischen weltweit bestellt ist, ist kaum bekannt.
Abhilfe schafft nun ein internationales Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedener französischer Universitäten und der ETH Zürich. Sie erstellten die erste weltweite Verbreitungskarte für die genetische Diversität bei Salzwasser-​ und Süsswasserfischen. Weiter identifizierten sie die Umweltfaktoren, welche die Verteilung der genetischen Vielfalt massgeblich beeinflussen. Die entsprechende Studie veröffentlichten die Forschenden soeben in der Zeitschrift «Nature Communications».
Höchste genetische Vielfalt im Pazifik
Für ihre Studie analysierten die Forschenden eine Datenbank: Sie umfasst Daten von über 50’000 DNA-​Sequenzen von 3815 Arten Meeres-​ und 1611 Arten Süsswasserfischen. Aus diesen Sequenzdaten schätzten die Wissenschaftler die durchschnittliche genetische Vielfalt in Quadraten von 200 Kilometern Seitenlänge.
So konnten die Forschenden zeigen, dass die genetische Vielfalt bei Meeres-​ und Süsswasserfischen ungleichmässig verteilt ist. Die höchste genetische Vielfalt findet sich bei Meeresfischen im westlichen Pazifik, im nördlichen Indischen Ozean und in der Karibik. Bei Süsswasserfischen ist die genetische Vielfalt in Südamerika am grössten, in Europa hingegen vergleichsweise gering.
Die Forschenden stellten zudem fest, dass die Temperatur ein wichtiger Faktor ist, welcher die genetische Diversität bei Salzwasserfischen bestimmt: Die Diversität nimmt mit steigender Temperatur zu. Bei Süsswasserfischen sind jedoch die Komplexität der Lebensraumstruktur und wie sich Lebensräume über die Zeit verändert haben die wesentlichen Faktoren, welche die genetische Vielfalt bestimmen.
Auswirkungen auf Naturschutzstrategien
Die Forschenden sehen ihre Studie als wichtiges Werkzeug, um die genetische Vielfalt und damit die Artenvielfalt von Fischbeständen besser schützen zu können. Die Weltkarte erleichtert es, Hotspots der genetischen Diversität und der Artenvielfalt zu erkennen und entsprechende Schutzmassnahmen zu planen. Der Erhalt der genetischen Vielfalt sei zentral, betonen die Forschenden. «Je vielfältiger das Erbgut einer Population ist, desto höher liegt deren Anpassungspotenzial, um sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen», sagt ETH-​Professor und Co-​Studienleiter Loïc Pellissier vom Institut für Terrestrische Ökosysteme.
Aufgrund der Resultate erwartet Pellissier, dass Fischpopulationen in verschiedenen Teilen ihrer Verbreitungsgebiete potenziell unterschiedlich anpassungsfähig sind. «Dies muss bei der Schaffung von Schutzgebieten in Bezug auf Lage, Grösse und Vernetzung berücksichtigt werden.»
Schutzbemühungen haben sich bislang meist auf den Erhalt der Artenvielfalt konzentriert. So hat beispielsweise der Bund vor Jahren ein Programm gestartet, um die Artenvielfalt in der Schweiz zu überwachen. Das genügt laut Pellissier jedoch nicht: «Wenn wir unsere Biodiversität erhalten wollen, müssen wir auch die genetische Vielfalt von Populationen überwachen. Nur so können wir sicherstellen, dass das Reservoir an verschiedenem Genmaterial gross genug ist, um Arten das Überleben unter sich verändernden Umweltbedingungen zu ermöglichen», erklärt Pellissier.
Möglich geworden ist die vorliegende Studie, weil eine grosse Zahl von lokalen Forschern DNA-​Proben von Fischen sequenziert und die Daten in einer offen zugänglichen Datenbank (www.barcodinglife.org) veröffentlichten. «Das zeigt deutlich auf, wie bedeutend ‹Open Data› für die weltweite Untersuchung natürlicher Prozesse ist», sagt der ETH-​Professor.
Originalpublikation:
Manel S, Guerin PE, Mouillot D, Blanchet S , Velez L , Albouy C, Pellissier L. Global determinants of freshwater and marine fish genetic diversity. Nature Communications, published online Feb 10th 2020. DOI: 10.1038/s41467-​020-14409-7

11.02.2020, WWF World Wide Fund For Nature
Wilde Nachbarn Wolf, Luchs, Bär und wir
Europaweite Videokampagne „Stories of Coexistence“ erzählt vom Zusammenleben mit großen Beutegreifern
Ein Bär ist regelmäßig zu Besuch, Wölfe und Luchse sind wieder in größerer Zahl in deutschen Landschaften heimisch. Ob in den Mittelgebirgen, im landwirtschaftlich genutzten Flachland oder in den Wäldern – ihre Anwesenheit sorgt für Veränderung und oftmals auch für Ärger. Mit über 30 Videos aus ganz Europa zeigt das Projekt LIFE EuroLargeCarnivores nun, wie das Zusammenleben gelingen kann. „In zahlreichen Ländern stehen Menschen vor ähnlichen Herausforderungen und viele von ihnen haben gute Lösungen für ein erfolgreiches Neben- oder sogar Miteinander gefunden. Wir lassen sie selbst zu Wort kommen und erklären, wie sie mit den neuen alten wilden Nachbarn umgehen,“ fasst der Projektleiter Moritz Klose den Inhalt der Kampagne zusammen.
So berichtet in einem Video beispielsweise ein ehemaliger Luchsjäger aus der Slowakei, wie er heute die Wissenschaft unterstützt. Ein Käsehersteller aus den Pyrenäen erzählt, warum der Bär seinen Käse wertvoll macht. Und der deutsche Tierhalter Swen Keller zeigt, wie er seine Kälber vor dem Wolf schützt. Die Filme nehmen die Zuschauer mit in die abgelegenen Regionen Europas und in den Alltag der Menschen, die Wölfen, Luchsen und Bären sowie dem Vielfraß jederzeit begegnen können. Vor allem Schäfer und Hirten und ihre Familien berichten, wie sie ihre Nutztiere mit traditionellen und modernen Technologien schützen und wirtschaftlich erfolgreich bleiben.
Die „Stories of Coexistence“ sind auch ein Aufruf zu einer besseren Zusammenarbeit zwischen allen Beteiligten und über Grenzen hinweg, wie Moritz Klose ergänzt: „Ob Stadtkind, Jäger, Politikerin, Landwirt, Tierhalterin, Journalist oder Dorfbewohner: Die Geschichten laden alle gleichermaßen ein, sich selbst ein Bild zu machen und inspirieren zu lassen. Natürlich stellt uns die Rückkehr der großen Beutegreifer vor neue Herausforderungen – diese sind aber lösbar und zudem eine Chance für einen stärkeren Dialog zwischen Menschen aus der Stadt und auf dem Land genauso wie innerhalb Europas.“
Die Videos wurden in zwölf Ländern gedreht: Norwegen, Finnland, Deutschland, Polen, Österreich, Italien, Frankreich, Spanien, Portugal, Rumänien, Slowakei und Ungarn. Sie stehen alle auf dem Youtube-Kanal des Projekts bereit und werden ab dem 11. Februar auf den Social-Media-Kanälen der Projektpartner in 16 Ländern geteilt. Bei Interesse können die Videos auch als Videodateien bereitgestellt werden.
Informationen zum Projekt LIFE EuroLargeCarnivores: In einigen europäischen Gegenden leben sie seit Jahrhunderten, in andere Länder kehren sie derzeit zurück: geschützte Beutegreifer wie Braunbär, Wolf, Luchs und Vielfraß. Das von der EU geförderte Projekt LIFE EuroLargeCarnivores setzt sich dafür ein, die gemeinsamen Lebensräume von Wildtieren und Menschen unter Berücksichtigung aller Interessen zu gestalten. Dafür vernetzen sich mehr als 16 Länder, bündeln das vorhandene Wissen und tauschen sich grenzübergreifend aus. 16 Partner unter Koordinierung des WWF Deutschland kooperieren mit zahlreichen Verbänden, Organisationen und Institutionen, um Konflikte in verschiedenen Regionen zu reduzieren und bestehende Ansätze europaweit bekannt zu machen.

11.02.2020, Universität Basel
Warum die Grundel die Gewässer der Welt erobern kann
Einer der weltweit am häufigsten eingeschleppten Süsswasserfische, die Schwarzmund-Grundel, weist ein besonders schlagkräftiges Immunsystem auf. Dieses könnte ein Grund für ihre hohe Anpassungsfähigkeit sein. Zu diesem Ergebnis kommen Genomforschungen eines internationalen Biologenteams, die an der Universität Basel koordiniert und in der Zeitschrift «BMC Biology» publiziert wurden.
Gedrungener, gepunkteter Körper, Glubschaugen und ein grosses Maul: Die Schwarzmund-Grundel (Neogobius melanostomus) gehört nicht zu den bildschönsten, aber zu den erfolgreichsten invasiven Fischarten überhaupt. Innert weniger Jahre hat sie sich weltweit rasant verbreitet. In verschiedenen Süss- und Salzgewässern wurde dieser Fisch, eingeschleppt meist über Ballastwasser von Schiffen, inzwischen zur zahlenmässig dominanten Art. Seine ausgeprägten Anpassungsfähigkeiten an neue Umgebungen hängen offenbar mit seinem Immunsystem zusammen, schreiben die Forschenden aufgrund einer Genomanalyse.
Bis 30-mal mehr Entzündungsgene
Dazu wurden von einer aus Basel stammenden Schwarzmund-Grundel besonders lange Genomstücke ausgelesen und zusammengesetzt, die wegen ihrer Länge ein besonders vollständiges Genom ergaben. Analysiert wurden darauf Genfamilien, von denen angenommen wurde, dass sie sich auf die Fähigkeit der Fische beziehen, mit neuen Umgebungen umzugehen. Dabei konnten die Forschenden Erweiterungen in spezifischen Enzymen namens Cytochrom-P450 beschreiben.
Ausserdem fanden die Zoologen, dass bei dem Fisch alle Gene, die bei entzündlichen Abwehrreaktionen zum Einsatz kommen, mehrfach vorhanden sind – und das teilweise um bis zu 30-mal mehr als bei vergleichbaren Arten. Dies könnte der Schwarzmund-Gundel helfen, mit krankheitserregenden Stoffen umzugehen, und damit ihre erfolgreiche Besiedlung der weltweiten Gewässer begünstigen. Was die Spezialisten allerdings noch rätseln lässt: Obwohl die Schwarzmund-Gundeln auch in stark verschmutztem Wasser vorkommen, etwa in Häfen, unterscheiden sie sich in der Entgiftung nicht von anderen Arten.
Kälteres Wasser als in der Heimat
Weiter stiessen die Forschenden bei Schwarzmund-Grundeln auf die genetischen Grundlagen, dass diese Fischart sogenannte Osmolyte – Substanzen, die den osmotischen Zustand beeinflussen – sowohl produzieren als auch anreichern kann. Die Osmolyte helfen den Fischen einerseits dabei, mit Schwankungen im Salzgehalt umzugehen, anderseits aber auch, mit Trockenheit oder Kälte fertig zu werden. Das könnte auch erklären, warum die Schwarzmund-Grundeln auch in der nördlichen Nordsee vorkommen, also in Wassertemperaturen weit unter jenen ihrer angestammten Heimat.
Erstautorin der internationalen Studie mit gegen 20 Forschenden aus Europa und Nordamerika ist Dr. Irene Adrian-Kalchhauser vom Programm Mensch-Gesellschaft-Umwelt MGU der Universität Basel. Neben der Schweiz beteiligt waren auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Schweden, Deutschland, Tschechien, Norwegen, Österreich und Kanada.
Originalpublikation:
Irene Adrian-Kalchhauser, Anders Blomberg, Tomas Larsson, Zuzana Musilova, Claire R. Peart, Martin Pippel, Monica Hongroe Solbakken, Jaanus Suurväli, Jean-Claude Walser, Joanna Yvonne Wilson, Magnus Alm Rosenblad, Demian Burguera, Silvia Gutnik, Nico Michiels, Mats Töpel, Kirill Pankov, Siegfried Schloissnig & Sylke Winkler
The round goby genome provides insights into mechanisms that may facilitate biological invasions
BMC Biology (2020), doi: 10.1186/s12915-019-0731-8

13.02.2020, Universität Ulm
Dem Duft der Bienenkönigin auf der Spur: Erstmals Königinnenpheromon bei primitiven eusozialen Bienen identifiziert
Im Bienenstaat herrschen typischerweise ein strenges Kastenwesen und reproduktive Arbeitsteilung. Insbesondere von sozial hoch entwickelten Arten ist bekannt, dass die Bienenkönigin Verhalten und Fruchtbarkeit ihrer Arbeiterinnen durch so genannte Königinnenpheromone steuert. Nun ist es Biologen der Universität Ulm erstmals gelungen, solche Pheromone auch bei einer primitiven eusozialen Bienenart nachzuweisen. Dieses, in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlichte Ergebnis, lässt neue Rückschlüsse auf die Evolution der Königinnenpheromone zu.
Der eusoziale Bienenstaat zeichnet sich durch strenge Arbeitsteilung aus: Während die Königin für die Eiablage zuständig ist, übernehmen die meist sterilen Arbeiterinnen Aufgaben beim Nestbau, in der Brutpflege und Futtersuche. Von Arten mit hoch entwickeltem Sozialverhalten wie der Honigbiene ist bekannt, dass Königinnen das Verhalten und die Fruchtbarkeit ihrer Arbeiterinnen mit spezifischen Duftstoffen („Pheromonen“) steuern. Nun konnten Professor Manfred Ayasse und Iris Steitz von der Universität Ulm erstmals zeigen, dass Königinnenpheromone auch das Sozialleben primitiver eusozialer Insekten wie der Furchenbiene beeinflussen. Allerdings unterscheidet sich die chemische Zusammensetzung dieses Königinnenpheromons von höheren Insekten, was Rückschlüsse auf die komplexe Evolution des Königinnenpheromons zulässt. Die aktuelle Studie ist in der Fachzeitschrift Current Biology erschienen.
Die reproduktive Arbeitsteilung und das Kastenwesen gelten als Grundlage des evolutionären Erfolgs eusozialer Insekten wie Bienen, Wespen oder Ameisen. Aus früheren Studien ist bekannt, dass Arten mit höher entwickeltem Sozialverhalten ihr Zusammenleben über chemische Kommunikation organisieren. Eine Schlüsselrolle spielen dabei Königinnenpheromone, die insbesondere die Reproduktionsfähigkeit der Arbeiterinnen hemmen. Von primitiv eusozialen Arten wurde hingegen angenommen, dass die Königin ihre Arbeiterinnen durch aggressives Verhalten an der Fortpflanzung hindert. Allerdings ist das Sozialverhalten dieser Insekten, die in kleinen, einjährigen Kolonien zusammenleben und deren Königin sich äußerlich kaum von den Arbeiterinnen unterscheidet, noch nicht ausreichend untersucht. Diese Forschungslücke wollen Biologinnen und Biologen des Ulmer Instituts für Evolutionsökologie und Naturschutzgenomik schließen.
Bei der primitiv eusozialen Furchenbiene (Lasioglossum malachurum) haben sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf die Suche nach möglichen Königinnenpheromonen gemacht. „Diese Bienenart ist besonders gut als Modellorganismus geeignet, da die chemischen Substanzen auf ihrer Körperoberfläche bereits ausreichend untersucht und identifiziert sind“, erklärt Erstautorin Iris Steitz. Eine vergleichende chemische Analyse des Duftprofils von Furchenbienen-Königinnen und -Arbeiterinnen ergab Unterschiede in der Menge so genannter makrozyklischer Laktone. Zudem variierte die Menge kutikulärer Kohlenwasserstoffe, die die Haut der Insekten bedecken sowie primär vor Austrocknung schützen, und die bei vielen höher entwickelten Arten als Königinnenpheromone dienen.
Welche Mischung das charakteristische Duftprofil einer Furchenbienen-Königin ausmachen könnte, haben die Forschenden im Experiment untersucht. Dazu haben sie die Situation in den Erdnestern simuliert: Zwei Arbeiterinnen aus dem gleichen Nest wurden in einen durchsichtigen Schlauch gesetzt, um ihr Verhalten beobachten zu können. Danach wurde je eine der Bienen mit dem Original-Duftstoff einer Königin beziehungsweise mit synthetischen Mischungen aus kutikulären Kohlenwasserstoffen oder makrozyklischen Laktonen behandelt. „Durch diese Geruchsmanipulation konnten wir das Verhaltensrepertoire von Arbeiterinnen beobachten, die ihrer Königin im Nest begegnen. Die typische Reaktion besteht aus unterwürfigen, sich zurückziehenden Bewegungen“, beschreibt Professor Manfred Ayasse. Dieses Verhaltensmuster zeigte sich besonders deutlich, wenn die jeweils andere Arbeiterin mit dem originären Duftstoff einer Königin oder mit einer synthetischen Mischung aus makrozyklischen Laktonen behandelt worden war.
Kutikuläre Kohlenwasserstoffe alleine lösten hingegen keine typischen Reaktionen bei den nicht behandelten Arbeiterinnen aus, sie fungieren offenbar lediglich als chemischer Hintergrund des Königinnenpheromons der Furchenbiene.
Inwiefern das nun identifizierte Königinnenpheromon tatsächlich die Reproduktionsfähigkeit der Arbeiterinnen beeinflusst, haben die Forschenden in einem zweiten Experiment untersucht. Dazu wurden Arbeiterinnen ohne Königin in künstliche Nester gebracht, in die verschiedene, bei Königinnen gefundene Duftmischungen geleitet wurden. Als die Biologen nach sieben Tagen die Eierstock-Aktivität der Arbeiterinnen untersuchten, zeigte sich, dass diese vor allem dann reduziert war, wenn makrozyklische Laktone in das Nest gelangt waren. „Insgesamt lässt sich feststellen, dass die von uns identifizierten Königinnenpheromone aus makrozyklischen Laktonen bei Arbeiterinnen der Furchenbiene unterwürfiges Verhalten auslösen und deren Eierstock-Aktivität deutlich reduzieren“, resümiert Iris Steitz.
Somit ist den Forschenden wohl erstmals der Nachweis eines Königinnenpheromons bei weniger komplexen eusozialen Arten gelungen. Anders als die meisten bisher bekannten Duftprofile, die bei Königinnen von Arten mit höher entwickeltem Sozialverhalten gefunden wurden, gehört dieses jedoch nicht zur Substanzklasse der kutikulären Kohlenwasserstoffe. „Die meisten bisher publizierten Studien ließen vermuten, dass kutikuläre Kohlenwasserstoffe generell bei allen sozialen Insekten zu Königinnenpheromonen evolviert sind. Unsere Studie stellt diese Annahme in Frage und zeigt ein viel komplexeres Bild der Evolution“, so Professor Ayasse. Daher seien weitere vergleichbare Studien an weniger hoch entwickelten eusozialen Insektenarten wünschenswert.
Originalpublikation:
Iris Steitz and Manfred Ayasse: Macrocyclic Lactones act as a Queen Pheromone in a Primitively Eusocial Sweat Bee. Current Biology (2020). https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.01.026

13.02.2020, Technische Universität Braunschweig
Libellen ziehen in die Stadt: Internationale Wissenschaftler warnen vor Insektenschwund und den Auswirkungen
Das Insektensterben nimmt in vielen Teilen der Welt rasant zu. Das betrifft auch den Menschen direkt. Eine Gruppe von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus der ganzen Welt hat sich zusam-mengeschlossen, um in einer „Warnung an die Menschheit“ vor den durch den Artenrückgang entstehenden Gefahren und der Bedrohung unserer Lebensgrundlagen zu warnen – darunter auch Professor Frank Suhling vom Institut für Geoökologie der Technischen Universität Braunschweig.
In zwei wissenschaftlichen Beiträgen in der Fachzeitschrift „Biological Conservation“ diskutieren 30 internationale Expertinnen und Experten sowohl die Gefahren als auch die Möglichkeiten zur Vermeidung weiteren Insektensterbens. So müsse dem Klimawandel entgegen gewirkt, hochwertige Flächen für den Naturschutz bereitgestellt und weltweit die landwirtschaftliche Produktion so geändert werden, dass eine Koexistenz der Arten gefördert wird.
„Es ist erstaunlich, wie wenig wir über die biologische Vielfalt auf globaler Ebene wissen. Bislang sind nur etwa 10 bis 20 Prozent der Insekten und der anderen wirbellosen Tierarten beschrieben und benannt. Und von denjenigen, die einen Namen haben, kennen wir kaum mehr als eine kurze mor-phologische Beschreibung, vielleicht noch einen Teil des genetischen Codes und einen Ort, an dem sie gesehen wurden“, sagt Pedro Cardoso, Biologe und Kurator beim finnischen Naturkundemuseum der Universität Helsinki und federführender Autor des Papers „Scientists’ warning to humanity on insect extinctions“.
Libellen: Artenreichtum in den Städten
Forscherinnen und Forscher der Abteilung Landschaftsökologie des Instituts für Geoökologie der TU Braunschweig haben herausgefunden, dass die Landnutzung einen wesentlichen Beitrag zur Diversität von Wasserinsekten, wie Libellen, leistet. „Agrarlandschaften sind zurzeit am wenigsten geeignet, eine hohe Artenvielfalt zu erhalten“, so Professor Frank Suhling. In Städten gebe es dagegen ein hohes Potenzial. In den 30 Städten, die untersucht worden sind, war ein großer Artenreichtum vorzufinden.
In Braunschweig wurden 70 Prozent der in Deutschland vorkommenden Libellen-Arten gefunden. „Ein Grund ist vermutlich, dass die Randbereiche der Städte eher Erholungszwecken dienen und dafür umweltverträglicher bewirtschaftet werden als das landwirtschaftliche Umland“, erklärt Professor Suhling. „Es gibt mehr naturnahe Landschaftselemente und weniger Einsatz von Pestiziden.“ Außerdem finden die Libellen ideale Bedingungen durch die Renaturierung von Fließgewässern oder die Anlage von Teichen.
Es scheinen sich insbesondere Arten in Städten wohl zu fühlen, die vom Klimawandel profitieren. Solche Arten waren früher eher selten. „Wir gehen davon aus, dass ihr häufiges Vorkommen negative Folgen für andere Arten hat.“
Ohne Insekten kein gesundes Ökosystem
Der Verlust von Lebensräumen, Umweltverschmutzung – einschließlich schädlicher landwirtschaftlicher Methoden – invasive Arten, die nicht an Grenzen Halt machen, Klimawandel, Ausbeutung landwirtschaftlicher Flächen und das Aussterben abhängiger Arten tragen auf unterschiedliche Weise zum Rückgang der Insektenpopulation und zum Aussterben von Insekten bei, stellen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fest.
„Mit dem Artenverlust verlieren wir nicht nur ein weiteres Stück eines komplexen Puzzles, das unsere Lebenswelt darstellt, sondern auch Biomasse, die beispielsweise für die Ernährung anderer Tiere in der Lebenskette unerlässlich ist, außerdem einzigartige Gene und Substanzen, die eines Tages zur Heilung von Krankheiten beitragen könnten“, so Cardoso.
Aber auch die Funktion unseres Ökosystems ist gefährdet. Dazu gehören auch die Bestäubung, da die meisten Nutzpflanzen auf Insekten angewiesen sind und Zersetzungsprozesse, die zum Nährstoffkreislauf beitragen.
Praktische Lösungen
Die Forscherinnen und Forscher schlagen in ihren beiden Artikeln praktische Lösungen vor, die sich auf bereits vorhandene, weltweit gesammelte Erkenntnisse stützen und dazu beitragen könnten, einen weiteren Verlust von Insektenpopulationen und das Aussterben verschiedener Arten zu vermeiden. Dazu gehören zum Beispiel die Stilllegung hochwertiger Flächen für den Naturschutz, ein Wandel in der Landwirtschaft zur Förderung der Koexistenz von Arten und die Eindämmung des Klimawandels.
Neun Tipps, um Insekten zu schützen
1. Vermeiden Sie häufiges Mähen Ihres Gartens; lassen Sie die Natur wachsen und füttern Sie Insekten.
2. Pflanzen Sie einheimische Pflanzen; viele Insekten benötigen diese, um zu überleben.
3. Vermeiden Sie Pestizide; gehen Sie organisch vor, zumindest in Ihrem eigenen Garten.
4. Entfernen Sie alte Bäume, Baumstümpfe und abgestorbene Blätter nicht; sie sind die Heimat unzähliger Arten.
5. Bauen Sie ein Insektenhotel mit kleinen horizontalen Löchern, die zu Nestern werden können.
6. Reduzieren Sie Ihren CO₂-Fußabdruck.
7. Unterstützen Sie Naturschutzorganisationen und arbeiten Sie ehrenamtlich in diesen Organisationen mit.
8. Führen Sie keine lebenden Tiere oder Pflanzen ein oder lassen Sie sie nicht in die Natur frei, da sie einheimischen Arten schaden können.
9. Seien Sie sich der kleinen Lebewesen bewusst; schauen Sie auch auf die kleine Seite des Lebens.
World Scientists’ Warning to Humanity
Die Paper „Scientists‘ warning to humanity on insect extinctions“ und “Solutions for humanity on how to conserve insects” wurden in der Fachzeitschrift „Biological Conservation publiziert. Vor mehr als 25 Jahren veröffentlichten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine „Warnung an die Menschheit“, in dem unter anderem Klimawandel, Abholzung und Schwinden der Artenvielfalt beschrieben wurde. Die „World Scientists‘ Warning to Humanity“ wurde 1992 vom Nobelpreisträger Henry Way Kendall verfasst und von 1.700 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern unterzeichnet. 25 Jahre später unterschrieben 15.364 Wissenschaftler eine von acht Autoren erstellte „World Scientists‘ Warning to Humanity: A Second Notice“. Diese ruft unter anderem dazu auf, das Bevölkerungswachstum zu begrenzen und unseren Pro-Kopf-Verbrauch an fossilen Brennstoffen, Fleisch und anderen Ressourcen drastisch zu reduzieren. Die Warnung wurde in der Fachzeitschrift „BioScience“ veröffentlicht.
Originalpublikation:
Scientists’ warning to humanity on insect extinctions. Biological Conservation. DOI: https:/doi.org/10.1016/j.biocon.2020.108426
Solutions for humanity on how to conserve insects. Biological Conservation. DOI: https:/doi.org/10.1016/j.biocon.2020.108427

13.02.2020, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau
Forschende fordern einheitliche Vorgaben für das Wildtiermanagement in europäischen Nationalparks
Wie erfolgt das Management von Wildtieren in europäischen Nationalparken und von welchen Faktoren wird es beeinflusst? Ein Team um Suzanne van Beeck Calkoen und Privatdozent (PD) Dr. Marco Heurich von der Professur für Wildtierökologie und Wildtiermanagement der Universität Freiburg hat die nationalen Unterschiede in europäischen Nationalparks untersucht. Aufgrund der stark variierenden Ergebnisse innerhalb Europas fordern die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einheitliche gesetzliche Rahmenbedingungen, um die dort lebenden Wildtiere besser zu schützen. Ihre Ergebnisse haben die Forschenden in der Fachzeitschrift „Journal of Environmental Management“ veröffentlicht.
Die Wissenschaftler zeigen, dass viele der europäischen Nationalparks die Ziele des Schutzgebietsmanagements, die von der Weltnaturschutzunion (IUCN) definiert werden, nicht erfüllen. „Im Gegensatz zu den USA und Kanada gibt es in Europa innerhalb der Nationalparks derzeit keine einheitlichen Vorgaben für den Umgang mit Huftieren wie Rehe und Rothirsche“, erklärt Van Beeck Calkoen. Der Mangel an einer gemeinsamen Politik und die Unterschiede zwischen den Artengemeinschaften, den Jagdtraditionen und dem kulturellen oder politischen Kontext haben, so die Forschenden, zu großen Unterschieden im Wildtiermanagement in den europäischen Ländern geführt. Um die Ziele der Nationalparks zu erfüllen und Strategien für den Umgang mit Wildtieren weiterzuentwickeln, fordern van Beeck Calkoen und andere Forschende deshalb eine einheitliche europäische Wildtierpolitik, die mit den IUCN-Richtlinien übereinstimmt: „Es braucht einen Rahmen, der eine gemeinsame Definition von Nationalparks mit klar spezifizierten Gesetzen und Vorschriften vorgibt“, sagt van Beeck Calkoen. Die Wissenschaftler betonen, dass die Parks ein integriertes adaptives Managementsystem benötigen, das alle Ökosystemprozesse, lokale Traditionen und sozio-politische Kontexte berücksichtigt sowie ein Netzwerk von Nationalparkbehörden, das den Austausch von Wissen und die Entwicklung des Managementsystems fördert.
Zu den primären Zielen der Nationalparks gehören sowohl der Schutz natürlicher Prozesse als auch der Artenschutz. Stehen diese Ziele im Widerspruch, entscheiden Parkverwaltungen über die entsprechenden Maßnahmen, indem sie die Schutzgüter der Nationalparks berücksichtigen. Um zu analysieren, ob die Maßnahmen mit dem Schutz der definierten Ziele übereinstimmen, bewerteten van Beeck Calkoen und ihr Team den Stand des Huftiermanagements in den europäischen Nationalparks anhand deren Natürlichkeit und anderen Variablen, die das Management beeinflussen könnten. Für ihre Arbeit sammelte das Team Daten von 209 europäischen Nationalparks in 29 Ländern.
„In mehr als zwei Drittel der Nationalparks werden die Huftierbestände durch Kontrolle der Bestände, Jagd oder beides reguliert“, erklärt Heurich, der die Studie geleitet hat. Darüber hinaus gibt es nur in 28,5 Prozent der Nationalparks eine Zone, die mindestens 75 Prozent der Gesamtfläche ausmacht und in die Menschen nicht eingreifen – und die damit die internationalen Standards erfüllt.
Originalpublikation:
Van Beeck Calkoen, S.T.S., Mühlbauer, L., Andrén, H., Apollonio, M., Balčiauskas, L., Belotti, E., Carranza, J., Cottam, J., Filli, F., Gatiso, T.T., Hetherington, D., Karamanlidis, A.A., Krofel, M., Kuehl, H.S., Linnell, J.D.C., Müller, J., Ozolins, J., Premier, J., Ranc, N., Schmidt, K., Zlatanova, D., Bachmann, M., Fonseca, C., Ionescu, O., Nyman, M., Šprem, N., Sunde, P., Tannik, M., Heurich, M. (2020): Ungulate management in European national parks: Why a more integrated European policy is needed. In: Journal of Environmental Management, Volume 260.
DOI: 10.1016/j.jenvman.2020.110068

13.02.2020, Museum für Naturkunde – Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung
Museum für Naturkunde Berlin erforscht stachelbewehrte Drachenschwänze
Ein Team von Forschenden unter Erstautor Till Ramm, Doktorand am Museum für Naturkunde Berlin, veröffentlichte in der Zeitschrift ‚Biology Letters‘ eine Studie zur Evolution von Schwanzstacheln bei Reptilien. Durch die Bearbeitung eines Datensatzes von 2877 Reptilienarten konnte gezeigt werden, dass die Evolution der Schwanzstacheln mit dem Habitat der Tiere zusammenhängt und durch ein komplexes Zusammenspiel von Umweltfaktoren und Gefahren durch Fressfeinde geprägt ist. Nicht wie bei einigen Dinosauriern als Waffe, sondern als passive Abwehr wurden die Schwanzstacheln der Reptilien wahrscheinlich entwickelt.
Reptilien sind weltweit verbreitet; von Blindschleichen in Deutschland über Agamen in Australien, Afrika und Asien hin zu Komodowaranen in Indonesien. Reptilien weisen eine Vielzahl von unterschiedlichen Körperformen und Lebensweisen auf, die meisten von ihnen haben jedoch mehr oder weniger lange Schwänze, die zum Beispiel zur Balance, zur Fortbewegung oder als Waffe eingesetzt werden. Letztere Strategie wurde auch von Dinosauriern, wie Stegosaurus und Ankylosaurus verfolgt, die ihre Schwänze als riesige stachelbewehrte Waffen einsetzten. Auch viele der heutigen Reptilienarten haben in ihrer über mehr als hundert Millionen Jahre andauernden Evolution Stacheln auf den Schuppen an ihren Schwänzen entwickelt. Bisher ist jedoch noch relativ wenig erforscht, wie und wofür diese Stacheln entstanden sind, und ob sie wie bei Dinosauriern tatsächlich als Waffe eingesetzt werden.
Nun fanden Wissenschaftler des Museums für Naturkunde in Berlin heraus: Echsen, die felsige Habitate bewohnen, haben signifikant öfter Schwanzstacheln entwickelt als ihre Verwandten, die zum Beispiel grabende oder kletternde Lebensweisen zeigen. Diese Ergebnisse, die von den Forschenden Till Ramm und Johannes Müller vom Museum für Naturkunde Berlin zusammen mit ihrer Kollegin Emily Roycroft von der University of Melbourne in der Zeitschrift ‚Biology Letters‘ veröffentlicht wurden, geben Aufschluss über mögliche Ursachen der unabhängigen Entwicklung ähnlicher morphologischer Merkmale innerhalb der Reptilien und klären die Frage nach der Entwicklung der Schwanzstacheln.
„Als Evolutionsbiologe will ich verstehen, wie Selektionsdrücke die große phänotypische Diversität des Lebens auf der Erde beeinflussen“ sagt Erstautor Till Ramm. Um herauszufinden, warum manche Echsen Stacheln an ihren Schwänzen entwickelten und andere nicht, sammelte er Daten zu 2877 Reptilienarten. Während bisher angenommen wurde, dass Schwanzstacheln direkt zur Abwehr von Fressfeinden dienen, konnten die Forschenden zeigen, dass das Habitat der Tiere einen entscheidenden Einfluss auf ihre Entwicklung hat. Sehr wahrscheinlich werden die Schwanzstacheln benutzt, um sich in Felsspalten so zu verkeilen, dass Fressfeinde keine Chance haben die Echsen herauszuziehen. Diese Strategie scheint so erfolgreich zu sein, dass sie innerhalb der Reptilien über dreißig Mal unabhängig voneinander entstanden ist. „Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass die Evolution von Verteidigungsstrategien in Reptilien wahrscheinlich durch ein komplexes Zusammenspiel von Umweltfaktoren und Prädationsdruck geprägt sind,“ schlussfolgert Prof. Johannes Müller.
Publiziert in: Ramm T, Roycroft EJ, Müller J. 2020 Convergent evolution of tail spines in squamate reptiles driven by microhabitat use. Biol. Lett. 20190848.
http://dx.doi.org/10.1098/rsbl.2019.0848

12.02.2020, Universität Zürich
Ausgestorbene Riesenschildkröte hatte fast 3 Meter langen Panzer mit Hörnern
Paläobiologen der Universität Zürich haben in Venezuela und Kolumbien Überreste einer ausgestorbenen Süsswasser-Schildkröte entdeckt. Das Reptil namens Stupendemys geographicus ist die grösste bekannte Schildkrötenart. Ihr Panzer ist 2,4 bis fast 3 Meter lang. Zudem hatte die Panzerschale der Männchen Hörner – eine Seltenheit bei Schildkröten.
Der tropische Norden Südamerikas ist einer der weltweiten Artenvielfalt-Hotspots. Wie Fossilien von Riesennagetieren und Krokodyliern – dazu zählen Krokodile, Alligatoren, Kaimane und Gaviale – belegen, waren die ausgestorbenen Tierarten einzigartig für die Region. Das heutige Wüstengebiet Venezuelas war vor 5–10 Millionen Jahren ein feuchtes, sumpfiges Gebiet voller Leben. Einer der damaligen Bewohner war die Schildkrötenart Stupendemys geographicus, die erstmals Mitte der 70er-Jahre beschrieben wurde.
100 Mal schwerer als ihr nächster Verwandter
Forschende der Universität Zürich (UZH) und aus Kolumbien, Venezuela und Brasilien berichten nun von aussergewöhnlichen Fossilienfunden der ausgestorbenen Schildkröte, die sie an neuen Orten in Venezuela und Kolumbien gefunden haben. «Der Panzer der Stupendemys erreichte bei einigen Individuen eine Länge von fast 3 Metern. Sie ist damit eine der grössten, wenn nicht sogar die grösste Schildkröte, die es je gab», sagt Marcelo Sánchez, Direktor des Paläontologischen Instituts und Museums der UZH. Die Schildkröte hatte ein geschätztes Körpergewicht von mehr als einer Tonne – fast das Hundertfache von jenem ihrer nächsten lebenden Verwandten: die im Amazonas lebende Grosskopf-Schienenschildkröte.
Männchen trugen Hörner am Panzer
Bei einigen Individuen zeigte der komplette Panzer ein eigenartiges und unerwartetes Merkmal: Hörner. «Die beiden Panzertypen zeigen, dass es bei Stupendemys zwei Geschlechter gab: Männchen mit gehörnten und Weibchen mit hornlosen Panzern», sagt Sánchez. Es handelt sich um das erste Beispiel bei den sogenannten Halswender-Schildkröten, bei dem sich männliche und weibliche Individuen anhand der Hörner am Panzer unterscheiden. Halswender-Schildkröten sind eine der beiden grossen Gruppen von Schildkröten. Sie ziehen ihren Kopf nicht in den Panzer zurück, sondern legen ihn seitlich darunter.
Trotz ihrer gewaltigen Grösse hatte die Riesenschildkröte einen natürlichen Feind: den Riesenkaiman Purussaurus. Die meisten Fundorte von Stupendemys stimmen mit jenen des grössten südamerikanischen Alligatorenverwandten überein. Nicht nur dessen Grösse und Ernährungsvorlieben, sondern auch Bissspuren und durchbohrte Knochen bei Stupendemys-Fossilien deuten darauf hin, dass Riesenkaimane Jagd auf die Riesenschildkröten machten.
Schildkröten-Stammbaum grundlegend überarbeitet
Neben Panzerbruchstücken entdeckten die Wissenschaftler auch Kiefer und andere Skelettteile von Stupendemys. «Nach der Analyse der Proben mussten wir die evolutionären Beziehungen dieser Art innerhalb des Schildkröten-Stammbaums grundlegend revidieren. Wir wissen nun, dass einige lebende Schildkrötenarten im Amazonasgebiet die nächsten lebenden Verwandten von Stupendemys sind», so Sánchez. Zudem zeigen die Fossilien aus Brasilien, Kolumbien und Venezuela, dass die geografische Verbreitung der Riesenschildkröte viel breiter war als bisher angenommen: Sie lebte im gesamten nördlichen Teil des südamerikanischen Kontinents.
Originalpublikation:
E-A. Cadena, T. M. Scheyer, J. D. Carrillo-Briceño, R. Sánchez, O. A Aguilera-Socorro, A. Vanegas, M. Pardo, D. M. Hansen, M. R. Sánchez-Villagra. The anatomy, paleobiology and evolutionary relationships of the largest side-necked extinct turtle. Science Advances. 12 February 2020. DOI: 10.1126/sciadv.aay4593

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