Neues aus Wissenschaft und Naturschutz

12.05.2020, NABU
Stunde der Gartenvögel knackt 100.000-Teilnehmer-Marke
Deutlich weniger Blaumeisen gemeldet
Auch Star, Grünfink und Zaunkönig im Minus
Mindestens 120.000 Menschen haben das Muttertagswochenende genutzt, um Vögel in Garten, Park oder auf dem Balkon zu zählen. Damit haben sich so viele wie noch nie zuvor an der 16. „Stunde der Gartenvögel“ vom NABU und seinem Bayerischen Partner, dem LBV, beteiligt. „Wir sind völlig überwältigt, das ist ein dickes Plus“, freut sich NABU-Bundesgeschäftsführer Leif Miller. Im vergangenen Jahr hatten gut 76.000 Naturfreundinnen und- freunde teilgenommen. Da noch bis 18. Mai nachgemeldet werden kann, könnten es in diesem Jahr sogar noch doppelt so viele wie 2019 werden. „Das verstärkte Interesse an der heimischen Natur durch die Corona-Krise und das beunruhigende Blaumeisensterben haben deutlich mehr Menschen bewegt, bei unserer Vogelzählung mitzumachen“, vermutet Miller.
Im Mittelpunkt des Interesses der diesjährigen Zählung stand die Blaumeise. Seit Anfang März waren beim NABU vermehrt Berichte über kranke und tote Blaumeisen eingegangen. Bis heute registrierte der NABU 19.000 solcher Meldungen, die 35.000 verstorbene Vögel betreffen. Als Ursache wurde inzwischen das Bakterium Suttonella ornithocola identifiziert, das offensichtlich ausschließlich bei Meisenarten Lungenentzündungen verursacht. Die in Deutschland bisher einmalige Vogel-Epidemie flaut seit Ende April deutlich ab. „Bundesweit betrachtet sind 22 Prozent weniger Blaumeisen pro Garten gemeldet worden“, berichtet NABU-Vogelschutzexperte Lars Lachmann. Statt 2,16 Blaumeisen pro Meldung sind es in diesem Jahr nur noch 1,66 – mit Abstand der niedrigste Wert seit Beginn der Zählungen im Jahr 2005.
Um herauszufinden, ob der Rückgang wirklich auf das Konto der Epidemie geht, haben die Forscher für jeden Landkreis die Veränderungen der Blaumeisenzahlen mit der Anzahl der Meldungen kranker Meisen verglichen. Es ergab sich ein eindeutiger Zusammenhang. „Je mehr Berichte toter Meisen aus einem Landkreis bei uns ankamen, desto größer waren dort auch die Bestandsrückgänge“, so Lachmann. „Wir können davon ausgehen, dass ein Rückgang von mindestens vier Prozent gegenüber dem Vorjahr direkt auf das diesjährige Blaumeisensterben zurückzuführen ist.“ Bei einem Gesamtbestand von etwa 7,9 Millionen erwachsenen Blaumeisen, den der jüngste offizielle Bericht zur Lage der Vogelwelt ausweist, wäre das eine Größenordnung von ungefähr 300.000 an der Krankheit verstorbenen Blaumeisen.
Im Durchschnitt konnten die Teilnehmer der Aktion in diesem Jahr innerhalb einer Stunde knapp 31 Vogelindividuen von gut elf verschiedenen Arten entdecken, bestimmen und melden. Wie immer in den letzten Jahren war dabei der Haussperling mit 5,3 Vögeln pro Garten der häufigste Gartenvogel. In den frühen Jahren der Aktion konnte die Amsel den Spatz dreimal überflügeln. Doch seit dem Aufkommen des Usutu-Virus vor zehn Jahren nehmen die Amselzahlen ab. Immerhin konnte sie in diesem Jahr mit 2,91 Vögeln pro Garten das Ergebnis des Vorjahres halten. Wie in jedem Jahr ist die Amsel aber weiterhin Deutschlands zuverlässigster Gartenvogel: Sie wurde in 94 Prozent aller Gärten innerhalb einer Stunde gesehen.
Große Verlierer dieses Jahres sind neben der Blaumeise auch der Star und – wie schon in den Vorjahren – der Grünfink. Auch beim kleinen Zaunkönig sinken die Zahlen konstant von Jahr zu Jahr.
Bei den größten Sorgenkindern unter den Siedlungsvögeln, Mehlschwalbe und Mauersegler wiederholten sich die katastrophalen Ergebnisse der Vorjahres zum Glück nicht, aber sie sind weiter weit entfernt von früheren Bestandszahlen.
Zu den Gewinnern zählen vor allem Ringeltaube und Türkentaube, die beide ihr bisheriges Bestergebnis einfliegen. Auch bei Eichelhäher und Buntspecht ist kein Ende des zunehmenden Trends in Sicht.
Beobachtungen können nach bis zum 18. Mai am besten online unter www.stundedergartenvoegel.de gemeldet werden. Das funktioniert auch mit der kostenlosen NABU-App Vogelwelt, erhältlich unter www.NABU.de/vogelwelt.
Aktuelle Zwischenstände und Ergebnisse sind auf www.stundedergartenvoegel.de abrufbar und können mit vergangenen Jahren verglichen werden. Wer Lust bekommen hat, weiter zu zählen, kann sich schon einmal den 29. Mai merken. Dann startet die nächste Citizen-Science-Aktion des NABU, der Insektensommer. (siehe weiter unten)

12.05.2020, Forschungsverbund Berlin e.V.
Mehr als die Summe ihrer Gene – neue Perspektiven für das Bestandsmanagement von Zootieren
Um den Zuchterfolg in Zoos und die Erhaltung der Vielfalt von Merkmalen und Verhaltensweisen bedrohter Arten zu verbessern, sei eine neue, breitere Perspektive erforderlich, die auch das Verhalten, die Lebensgeschichte, die Haltung und Umweltaspekte einschließt. So argumentieren Wissenschaftler*innen in einem kürzlich in der Fachzeitschrift „Journal of Zoo and Aquarium Research“ veröffentlichten Aufsatz.
Eine erfolgreiche Fortpflanzung in Gefangenschaft ist für das Überleben vieler Wildtierarten von entscheidender Bedeutung, doch der Fortpflanzungserfolg ist oft nicht vergleichbar mit dem in der freien Wildbahn. Gegenwärtig legen viele Strategien zur Erhaltungszucht in Zoos den Schwerpunkt auf die Maximierung der genetischen Vielfalt der Zoobestände. Um den Zuchterfolg in Zoos und die Erhaltung der Vielfalt von Merkmalen und Verhaltensweisen bedrohter Arten zu verbessern, sei jedoch eine neue, breitere Perspektive erforderlich, die auch das Verhalten, die Lebensgeschichte, die Haltung und Umweltaspekte einschließt. So argumentieren Wissenschaftler*innen in einem kürzlich in der Fachzeitschrift „Journal of Zoo and Aquarium Research“ veröffentlichten Aufsatz. Sie vergleichen verschiedene Ansätze zur Erhaltungszucht und kommen zu dem Schluss, dass eine einseitige Priorisierung genetischer Aspekte unter Ausschluss aller anderen Perspektiven wie dem Tierverhalten und der sozialen Organisation negative Auswirkungen haben kann. So treten beispielsweise Konflikte in kleinen Gruppen nicht verwandter erwachsener Tiere häufiger auf als in größeren Gruppen mit Verwandten. In solchen Gruppen besteht auch in weit höherem Maße die Möglichkeit, ein differenziertes Sozialisations- und Lernrepertoire zu entwickeln.
Viele Vogel- und Säugetierarten vermehren sich in der freien Natur besser als in Gefangenschaft. Wenn wildlebende Bestände bedroht sind, ist es für den Artenschutz von größter Bedeutung, dass die Populationen in Gefangenschaft gesund und stabil sind und die Erhaltungszucht floriert. In einem neuen Fachzeitschriften-Aufsatz werten die Wissenschaftler*innen Werner Kaumanns (LTM-Research and Conservation), Nilofer Begum (Freie Universität Berlin) und Heribert Hofer (Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung) Jahrzehnte wissenschaftlicher Literatur über die Reproduktion von Wildtieren in Gefangenschaft aus und vergleichen zwei bekannte Konzepte der Bestandsbetrachtung. Das „kleine Populationen“-Konzept konzentriert sich auf das genetische Reservoir der Art und versucht, die genetische Vielfalt des Bestandes in menschlicher Obhut zu maximieren, beispielsweise durch häufigen Partnerwechsel oder durch die Vermeidung der Zusammenstellung von Gruppen eng verwandter Individuen. Im „Populations-Rückgang“-Konzept hingegen zielen die Maßnahmen auf die Ursachen des Bestandsrückgangs ab und konzentrieren sich somit auf die Prozesse und Voraussetzungen für eine erfolgreiche Fortpflanzung. „Wir zeigen, dass mit dem Populations-Rückgangs-Konzept bessere Haltungsoptionen für die Zucht in menschlicher Obhut entwickelt werden können, ohne notwendigerweise in Widerspruch zum Ziel der Aufrechterhaltung von genetischer Vielfalt zu geraten“, sagt Hauptautor Kaumanns.
Die Autoren erläutern, dass – neben dem Überleben – die Fortpflanzung von eminenter Wichtigkeit in allen Arten ist. Der Erfolg der Reproduktion beeinflusst den Beitrag eines Tieres für künftige Generationen erheblich. „Dies bedeutet, dass viele Schlüsselmerkmale und evolutionäre Anpassungen mit der Fortpflanzung verbunden sind“, erklärt Seniorautor Hofer. „Tiere sind in hohem Maße darauf spezialisiert, sich fortzupflanzen. Gruppengrößen, Sozialisations- und Lernrepertoires, Verhaltensweisen, räumliche Anforderungen sowie viele andere Merkmale und Kontexte tragen gewöhnlich zum Reproduktionserfolg bei.“ Ob sich beispielsweise ein Affenweibchen positiv auf die Reproduktion und Stabilität des Bestandes in einem Zoo auswirkt, liege nicht nur an ihrem Erbgut, sondern mindestens ebenso in ihrem Verhalten und ihrer Erfahrung und Kompetenz bei der Aufzucht des Nachwuchses. „Es ist notwendig, dass in Zoos geeignete Bedingungen vorhanden sind, die sicherstellen, dass die Weibchen diese Fähigkeiten erwerben und weitergeben können“, sagt Hofer. Dies könne beispielsweise durch die Anwesenheit von Tanten oder Müttern in der Gruppe gewährleistet werden, in denen Weibchen aufwachsen.
Dieser Ansatz ist nicht auf Affen beschränkt: Es wäre auch bei Elefanten und anderen Arten mit komplexen Sozialstrukturen, wie der Tüpfelhyäne, von Vorteil, Müttern den Rahmen zu bieten, in dem sie die nötige Erfahrung sammeln können. „Es ist daher empfehlenswert, dass solche Schlüsselmerkmale in Plänen für die Erhaltungszucht und in Haltungsrichtlinien eine hervorgehobene Rolle spielen“, sagt Nilofer Begum, Doktorandin an der Freien Universität Berlin. Wenn die Zuchtbedingungen in Zoos oder Wildtierfarmen die natürlichen Zuchtbedingungen nicht respektierten, können sich Merkmale nachteilig auswirken und die Vielfalt der Ausprägungen von Merkmalen wie Verhaltensweisen bedrohen. Dies bedeute in der Praxis, dass sich Zoos mitunter auf weniger Arten konzentrieren und für die vorhandenen ein flexibleres Haltungssystem entwickeln sollten, welches die wesentlichen Merkmale der Nische oder des Lebensraums einer Art besser berücksichtigt. Nicht zuletzt sollten sie sicherstellen, dass sorgfältig zusammengestellte soziale Gruppen das generationenübergreifende Lernen und die Lösung von sozialen Problemen und Konflikten fördern.
Originalpublikation:
Kaumanns W, Begum N, Hofer H (2020): “Animals are designed for breeding”: captive population management needs a new perspective. Journal of Zoo and Aquarium Research 8(2). https://www.jzar.org/jzar/article/view/477

12.05.2020, Dachverband Deutscher Avifaunisten
Aktualisierung der weltweiten Gefährdungseinstufung von Rotmilan und Samtente
Für eine Aktualisierung der globalen Roten Liste der International Union for Conservation of Nature (IUCN) hat BirdLife International im April 2020 die Gefährdungseinstufung einiger Brut- und Rastvogelarten neu bewertet, die (nahezu) endemisch für die EU sind. Anlass zur Überprüfung gaben auch die im Jahr 2019 berichteten Daten der EU-Mitgliedsstaaten im Rahmen des Berichts nach Artikel 12 der Vogelschutzrichtlinie, welchen der DDA im Auftrag des Bundesamts für Naturschutz für Deutschland erarbeitet hat.
Der Rotmilan (Milvus milvus), mit seinem fast gänzlich auf Europa beschränkten Verbreitungsgebiet, ist eine der wenigen Vogelarten bei denen der weltweite Erhaltungszustand maßgeblich durch die Bestandsentwicklung in der Europäischen Union (EU) bestimmt wird. Bedingt durch anhaltende Bestandsrückgänge, besonders in den Kernverbreitungsländern Deutschland, Frankreich und Spanien, wurde der Rotmilan bisher stets weltweit in der Kategorie „Near Threatened“ (Vorwarnliste) geführt. Wie die aktuellen Daten aus diesen drei Ländern und die Konsultationen internationaler Artexperten zeigen, hat sich die Situation des Rotmilans dort nicht wesentlich verbessert. Die menschgemachten Gefährdungen durch Nahrungsmangel, Kollisionen, Stromschlag und Vergiftung bestehen weiterhin – was sich auch in einer „nur“ stabilen Bestandssituation in Deutschland, Frankreich und Spanien niederschlägt.
Erfreulicherweise aber zeigen die aktuellen Daten aus anderen europäischen Ländern, dass der weltweite Bestand des Rotmilans sich erholt hat. Die aktualisierte Schätzung von BirdLife geht davon aus, dass die Bestände in Großbritannien, Schweden und der Schweiz nun etwa 36 % aller Rotmilan-Brutpaare ausmachen. Für Deutschland bedeutet dies, dass der Anteil am weltweiten Bestand um 7 % auf jetzt 43 %zurückgegangen ist. In Anbetracht der Bestandserholung in einigen Ländern und trotz bestehender Gefährdungsursachen soll die globale Einstufung des Rotmilans daher nach der Einschätzung von BirdLife auf „Least Concern“ (nicht gefährdet) aktualisiert werden. Wie sowohl das Team von BirdLife als auch die internationalen Kommentare deutlich machen, kommt somit der Erfassung der nationalen Bestands- und Gefährdungssituation eine noch größere Bedeutung als bisher für den Schutz des Rotmilans zu.
Auch die Samtente (Melanitta fusca) zählt zu den Arten, bei denen die Bestandsentwicklung in Europa ausschlaggebend für die Bewertung des globalen Zustands ist. Dabei wird die Entwicklung des Winterbestands betrachtet, da die konzentrierten winterlichen Ansammlungen von Samtenten mit gezielten Erfassungen leichter abgedeckt werden können als das über abgelegene Gebiete verteilte Brutvorkommen. In den Mitgliedsländern der EU überwintern 90 % des Weltbestandes dieser Art, der überwiegende Teil davon in den Offshore-Bereichen der Ostsee. In den vergangenen Jahrzehnten hatten sowohl der Winterbestand als auch der europäische Brutbestand über einen kurzen Zeitraum massive Abnahmen gezeigt. Daran schloss sich eine Periode weniger starken Rückgangs an. Zusammengenommen wurde zuletzt von einem Rückgang von 30–49 % ausgegangen und die Samtente als „Vulnerable“ (Gefährdet) eingestuft.
Die Meldungen der EU-Mitgliedsländer für den aktuellen Artikel-12-Bericht der Vogelschutzrichtlinie ergaben nun, dass der Winterbestand der Samtente aktuell nicht weiter zurückgeht und sich in Teilen positiv entwickelt. BirdLife hat deshalb einen schwächeren Gefährdungsstatus zur Diskussion gestellt und eine Einstufung auf der Vorwarnliste („Near Threatened“) vorgeschlagen.
Aus der Konsultation internationaler Experten ging jedoch hervor, dass aktuelle Einschätzungen zum Status der Samtente mit großer Unsicherheit behaftet sind und ein Rückgang von >30 % über die letzten 3 Generationslängen nach wie vor wahrscheinlich ist. In den traditionellen Überwinterungsgebieten in Polen und Litauen, die den größten Anteil des Samtentenwintervorkommens beherbergen, wurden bis vor kurzem Abnahmen festgestellt. Diese werden nicht durch Zunahmen in den wesentlich schwächer genutzten westlichen Gebieten kompensiert. Dem Vorsorgeprinzip folgend wird die Samtente deshalb weiterhin als „Vulnerable“ eingestuft. Eine umfassende Bewertung der Bestandsgröße und -entwicklung wird durch die Mobilität der Art erschwert, die sich sowohl in kurzfristigen Bewegungen zwischen verschiedenen Regionen als auch in langfristigen Verschiebungen des Verbreitungsgebiets äußert. BirdLife fordert deshalb die betroffenen Mitgliedsstaaten zur häufigeren Durchführung international koordinierter Synchronerfassungen in den Überwinterungsgebieten auf, um die Basis für belastbare Gesamteinschätzungen von Populationsgrößen und Trends bis zum nächsten Artikel 12-Bericht im Jahr 2025 zu schaffen.

14.05.2020, NABU
NABU: Das große Krabbeln startet wieder
Insekten zählen und melden bei der Mitmachaktion Insektensommer
Marienkäfer im Mittelpunkt
Sechs Beine, roter Panzer, schwarze Punkte: Beim NABU-Insektensommer spielt der Marienkäfer in diesem Jahr eine besondere Rolle. Die Mitmachaktion findet vom 29. Mai bis 7. Juni und vom 31. Juli bis 9. August deutschlandweit statt. „Jeder kennt das beliebte Glückssymbol“, so NABU-Bundesgeschäftsführer Leif Miller. „Aber kaum jemand weiß, dass es in Deutschland etwa 70 Marienkäfer-Arten gibt. Am häufigsten entdecken wir den einheimischen Siebenpunktmarienkäfer und den Asiatischen Marienkäfer, der erst vor wenigen Jahren vom Menschen eingeschleppt wurde. Wie weit sich die invasive Art bereits verbreitet hat, soll nun der Insektensommer zeigen.“ Dafür sollen die Teilnehmer melden, wie oft sie den Asiatischen und den Siebenpunktmarienkäfer entdecken konnten.
Beobachten und zählen kann jeder und das fast überall: Garten, Balkon, Park, Wiese, Wald, Feld, Teich, Bach oder Fluss. Das Beobachtungsgebiet soll nicht größer sein als etwa zehn Meter in jede Richtung vom eigenen Standpunkt aus. Gezählt wird eine Stunde lang. Gemeldet werden die Beobachtungen online unter www.insektensommer.de oder mit der kostenlosen App NABU Insektenwelt.
Aber nicht nur die Marienkäfer – jeder gesichtete Sechsbeiner soll dem NABU gemeldet werden. Auf einige in Deutschland häufig vorkommende Arten soll dabei jetzt im Frühsommer aber besonders geachtet werden: außer den Marienkäfern sind das Steinhummel, Florfliege, Hainschwebfliege, Tagpfauenauge, Lederwanze, Blutzikade und Admiral. „Wer diese Tiere nicht kennt, kann sie ganz einfach mit dem NABU-Insektentrainer (www.insektentrainer.de) unterscheiden lernen“, so NABU-Insektenexpertin Laura Breitkreuz. Das Lernprogramm wird von der Firma Neudorff unterstützt. Und wenn man sich bei der Art nicht sicher ist, kann man auch einfach die Gruppe von Insekten angeben, zum Beispiel Schmetterling oder Käfer. „Ein warmer, trockener und windstiller Tag ist zum Insektenzählen am besten geeignet“, so Breitkreuz. „Eine Erkundungstour in die Insektenwelt ist schon auf kleinstem Raum möglich, wie zum Beispiel der Blick in die Blumentöpfe auf dem Balkon.“
Der NABU engagiert sich seit Jahren für den Schutz der Insekten. Sie sind unverzichtbar für uns Menschen und die gesamte Natur. In unseren Ökosystemen tragen sie zur Vermehrung von Pflanzen sowie zur Fruchtbarkeit des Bodens bei. Studien zeigen, dass die Insekten in Deutschland deutlich zurückgehen. Intensive Landwirtschaft, der Einsatz von Pestiziden und die Ausräumung der Landschaft sind nur einige Gründe für den Insektenschwund.
Die Daten der Zählaktion Insektensommer werden in Zusammenarbeit mit der Plattform www.naturgucker.de erfasst. Die Ergebnisse werden vom NABU ausgewertet und zeitnah veröffentlicht. Der Insektensommer findet dieses Jahr zum dritten Mal statt. Im vergangenen Jahr beteiligten sich 16.300 Menschen mit über 6.300 Beobachtungen.
Mehr Infos: www.insektensommer.de

14.05.2020, Museum für Naturkunde – Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung
Rechts vor Links schon bei Urzeit-Reptilien
Ein internationales Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Mark MacDougall vom Museum für Naturkunde Berlin und Robert Reisz von der University of Toronto untersuchte den Zahnabrieb bei einem fossilen Reptil. Die Forschenden erhielten den ältesten Nachweis von „Rechtshändigkeit“, wie in Current Biology publiziert wird. Es können neue Erkenntnisse über die Evolution dieses sogenannten lateralisierten Verhaltens und die Aufteilung des Gehirns in zwei Hemisphären gezogen und vermittelt werden.
Obwohl unsere Körper symmetrische rechte und linke Seiten haben, zieht es die Mehrheit der Menschen vor, für viele Aufgaben die rechte Hand zu benutzen. Lange Zeit wurde angenommen, dass dieses Verhalten nur beim Menschen vorkommt. Doch in den letzten Jahren wurden ähnliche Verhaltensweisen auch bei anderen Säugetieren sowie Vögeln, Amphibien, Reptilien und Fischen beobachtet. Die Verhaltensweise wurde oft mit der Aufteilung des Gehirns in zwei Hälften in Verbindung gebracht. Doch wie sich diese Verhaltensweise entwickelt hat und in die Vergangenheit zurückreicht, lässt sich schwer nachweisen. Fossilien überliefern überwiegend Knochen und Schalen, aber selten – zum Beispiel über Laufspuren – Beweise für Verhaltensweisen.
Ein Team von Forschenden, darunter die Hauptautoren Robert Reisz, Professor an der University of Toronto Mississauga / Kanada, und Mark MacDougall, Postdoktorand am Museum für Naturkunde Berlin, führte die erste Untersuchung des so genannten lateralisierten Verhaltens bei einem fossilen Reptil durch, allerdings nicht durch die Untersuchung der Extremitäten-Knochen, sondern durch die Untersuchung seiner Zähne. Anhand zahlreicher fossiler Exemplare konnten die Forschenden feststellen, dass ein 289 Millionen Jahre altes Reptil namens Captorhinus eine klare Präferenz dafür hatte, beim Fressen mehr die rechte Seite seines Kiefers zu benutzen.
„Das Vorhandensein dieses lateralisierten `rechtshändigen` Fressverhaltens bei einem so alten Tier liefert auch Hinweise darauf, dass die Aufspaltung des Gehirns in zwei Hemisphären vor langer Zeit stattgefunden haben könnte. Dies ist die erste Studie, die solche Beweise am Ursprung der Reptilienevolution sucht und findet“, sagt Dr. Mark MacDougall.
Captorhinus war ein kleines Reptil von weniger als einem Meter Länge, das sich vermutlich während des frühen Perm vor ca. 280 Millionen Jahren von Pflanzen und kleineren Tieren ernährte. Im Gegensatz zu anderen Reptilien waren seine Zähne entlang des Kiefers in mehreren Reihen angeordnet, was es Captorhinus ermöglichte, viel länger seine älteren Zähne zu benutzen. Durch Zählen der abgenutzten Zähne im linken und rechten Kiefer dieser Fossilien fanden die Forschenden heraus, dass sie im Durchschnitt häufiger auf der rechten Seite des Kiefers kauten als auf der linken Seite.
Veröffentlichung:
Reisz et al. (2020) Lateralized feeding behavior in a Paleozoic reptile. Current Biology. https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.04.026

05.05.2020, Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Ein Seitensprung mit Folgen
Die Umweltverschmutzung ist dafür verantwortlich, dass sich zwei Fischarten untereinander paaren, die dies normalerweise nicht tun. Bei ihren Nachkommen haben Wissenschaftler der Universität Würzburg, aus den USA und aus Mexiko jetzt Gene identifiziert, die für die Entstehung von Hautkrebs relevant sind.
Er ist ein beliebter Aquarienfisch – und seit gut 100 Jahren ein etabliertes Modell für die Krebsforschung: Xiphophorus, ein aus Mittelamerika stammender Fisch aus der Familie der lebendgebärenden Zahnkarpfen. In den 1920er-Jahren war Genetikern aufgefallen, dass nach der experimentellen Kreuzung verwandter Arten bei den Nachkommen häufig Hauttumoren entstehen. Offensichtlich gerät bei ihnen ein Gen außer Kontrolle, das die Krebsbildung auslöst. Die Tumoren entsprechen dem bösartigen Melanom beim Menschen.
Manfred Schartl, Seniorprofessor am Lehrstuhl für Entwicklungsbiochemie der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU), forscht bereits seit seiner Doktorarbeit an diesen Fischarten und an den Auslösern ihres Tumorwachstums. Gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus den USA und aus Mexiko hat er jetzt bei freilebenden Xiphophorus-Arten eine überraschende Entdeckung gemacht. Diese liefert neue Erkenntnisse über die genetischen Grundlagen der Melanom-Entwicklung und lässt sich auch auf den Menschen übertragen. In der neuesten Ausgabe der Fachzeitschrift Science stellen die Forscher die Ergebnisse ihrer Arbeit vor.
Überraschungsfund in Mexiko
„Ein Kollege von mir hat in Mexiko eine natürliche Xiphophorus-Population entdeckt, bei der sich zwei Arten untereinander paaren, die dies normalerweise nicht tun“, erklärt Manfred Schartl. Die Ursache dafür ist vermutlich die zunehmende Verschmutzung der Gewässer, in denen die Fische leben. Sie stört die Geruchswahrnehmung der Weibchen und damit die Partnerwahl. Was das Interesse der Wissenschaftler weckte: Die Nachkommen tragen häufig große schwarze Flecken, die sich als Melanome erwiesen – so wie im Fall der gezielten Kreuzungsexperimente im Labor.
Bei der Suche nach den Ursachen der Melanombildung wurden die Wissenschaftler im Erbgut fündig. „Wir haben bei der Genomanalyse dieser Fische einen starken Zusammenhang zwischen dem Auftreten der schwarzen Flecken und der Aktivität zweier Regionen auf dem Chromosom 21 nachweisen können“, erklärt Schartl. In der ersten Region sitzt das sogenannte xmrk-Gen, das für den ersten Schritt der Tumorentstehung verantwortlich ist. Es ist das gleiche Gen, das bereits bei den Laborzüchtungen als Krebsauslöser identifiziert wurde. In der zweiten Region befindet sich ein weiteres Gen, das mit der Ausbreitung des Tumors in das umgebende Gewebe in Verbindung gebracht wird, das sogenannte Melanosomentransporter-Gen.
Die Nadelspitze im Heuhaufen
Auch auf Chromosom 5 konnten die Forscher Regionen identifizieren, die mit dem Auftreten von Melanomen assoziiert sind, eine von ihnen trägt ein Gen namens cd97. Dieses Gen war in Zellen aus melanotischem Gewebe besonders aktiv. Dazu passt, dass auch Säugetiere – und somit auch der Mensch – ein zu cd97 vergleichbares Gen besitzen. Es war bereits bei der Metastasierung von Tumorzellen und der Invasivität des Tumors bei anderen Krebserkrankungen aufgefallen.
„Wir haben lange nach Genen gesucht, die den Verlauf der Krebserkrankung beeinflussen, sogenanten Tumor-Modifier Genen“, sagt Manfred Schartl. Jetzt habe man zumindest einen starken Hinweis auf die potenziellen Kandidaten. Oder, um es bildhafter auszudrücken: „Bei der Suche nach der Nadel im Heuhaufen haben wir jetzt zumindest die Nadelspitze entdeckt“, so der Biochemiker. Weitere Schritte seien nun nötig, um das Ergebnis mit Untersuchungen an Zellkulturen und funktionellen Analysen im Tierversuch zu vertiefen und die spezielle Bedeutung für das Melanom, auch beim Menschen herauszufinden.
Wie aber kommt es, dass bei Fischen, die sich nur innerhalb ihrer eigenen Art paaren, fast nie Melanome entstehen, verglichen mit Nachkommen, deren Eltern verwandten Arten angehören? „Im Normalfall verfügen die Fische über ein Tumorsuppressor-Gen, dessen Aufgabe es ist, das Melanom zu kontrollieren“, sagt Manfred Schartl. Paart sich nun aber ein Fisch mit einem Exemplar einer fremden Art, die dieses Gen nicht mehr in ihrem Erbgut trägt, fehlt den Nachkommen der Kontrolleur. In der Folge können sich schwarze Flecken und Melanome ungebremst entwickeln.
Ein Baustein bei der Entwicklung neuer Arten
Für die Wissenschaft interessant sind die jetzt veröffentlichten Forschungsergebnisse allerdings noch unter einem anderen Gesichtspunkt – fernab der Entstehung von Melanomen. „Unsere Arbeit identifiziert Gene, die einer Hybridunverträglichkeit bei Wirbeltieren zugrunde liegen“, heißt es in dem Science-Paper. Dahinter steckt der Gedanke, dass es für die Entstehung neuer Arten und deren Aufspaltung hilfreich ist, wenn sich die Angehörigen dieser Arten nicht mehr untereinander paaren können – wenn sie also in der Sprache der Wissenschaft keine „Hybride“ mehr bilden können.
Damit solche Hybride nicht überleben oder zumindest sich nicht mehr fortpflanzen können, brauche es den entsprechenden genetischen Rahmen. Bislang seien jedoch nur weniger als ein Dutzend Fälle bekannt, in denen einzelne Gene dafür sorgen, dass sich „Inkompatibilitäten“ bilden – zu wenig, um beurteilen zu können, ob diesen Prozessen gemeinsame genetische und evolutionäre Mechanismen zugrunde liegen. Mit dieser Arbeit sei es nun gelungen, weitere Gene zu identifizieren.
Originalpublikation:
Natural hybridization reveals incompatible alleles that cause melanoma in swordtail fish. Daniel L. Powell, Mateo García-Olazábal, Mackenzie Keegan, Patrick Reilly, Kang Du, Alejandra P. Díaz-Loyo, Shreya Banerjee, Danielle Blakkan, David Reich, Peter Andolfatto, Gil Rosenthal, Manfred Schartl, Molly Schumer, Science, DOI: 10.1126/science.aba5216

15.05.2020, Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE)
Leicoma Schwein vor dem Aussterben gerettet
Die am meisten gefährdete, einheimische Schweinerasse erholt sich. Über 60 Schweinezucht-Interessierte folgten einem Aufruf der BLE. Inzwischen gibt es Förderung in mehreren Bundesländern und Zuchtbücher in zwei Schweinezuchtverbänden.
Zum Internationalen Tag der Biologischen Vielfalt am 22. Mai 2020 gibt es eine Erfolgsmeldung aus der Schweinezucht: Von der nach wie vor gefährdetsten einheimischen Schweinerasse existieren heute wieder 83 im Herdbuch eingetragene Sauen und 21 Eber. Ein Erfolg, an dem sowohl Züchter als auch Politik beteiligt sind. Das Fleisch des Leicoma Schweins ist bekannt für seine hohe Qualität – Probieren könnte bald häufiger möglich sein.
Öffentlicher Aufruf erfolgreich
Im Jahr 2012 züchtete nur noch ein Betrieb Leicomas. Damals gab es weniger als 30 Zuchttiere der robusten Schweinerasse. Daraufhin startete das Informations- und Koordinationszentrum Biologische Vielfalt (IBV) einen Aufruf in der Presse nach interessierten Züchtern, um das Aussterben des Leicomas zu verhindern. Über 60 Interessenten konnte das IBV daraufhin an den verbleibenden Leicoma-Zuchtbetrieb vermitteln. Es folgten zahlreiche Aktivitäten in den Bundesländern.
Zum Beispiel wurden in Sachsen-Anhalt Leicoma Sauen erfolgreich mit tiefgefrorenen Spermareserven früherer Leicoma Eber besamt, um die Vielfalt innerhalb der Rasse zu erhalten. Auch half das Amt für Landwirtschaft, Flurneuordnung und Forsten Anhalt bei der Verteilung der letzten Leicoma Schweine an interessierte Betriebe. Mecklenburg-Vorpommern, Nordrhein-Westfalen, Sachsen und Sachsen-Anhalt bieten inzwischen eine Förderung für die Zucht von Leicoma Schwei-nen an. Nun zeigt sich der Erfolg mit einem dynamischen Anstieg der Tierzahlen und Zuchtbetriebe, schwerpunktmäßig in Mitteldeutschland. Inzwischen führen zwei Schweinezuchtverbände ein Zuchtbuch für Leicomas.
Hohe Fleischqualität, robuste Tiere
Auf den ersten Blick sieht das Leicoma aus wie ein gewöhnliches Schwein. Das herausragende Merkmal der Rasse ist die hohe Fleischqualität. Weitere Vorzüge sind seine Robustheit und seine ausgeprägte Mütterlichkeit. Derzeit können Erzeugnisse vom Leicoma Schwein meist direkt bei den Zuchtbetrieben gekauft werden. Verbraucherinnen und Verbraucher können mit ihrer Nachfrage den Erhalt des Leicomas in der Landwirtschaft unterstützen.

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