22.06.2020, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Forscher*innen untersuchen, wie sich Corona-Maßnahmen auf Tiere auswirken
Um die Ausbreitung der COVID-19 Pandemie zu stoppen, haben viele Länder die Bewegungsfreiheit ihrer Bevölkerung eingeschränkt. Die neue „COVID-19 Bio-Logging Initiative“, an der Wissenschaftler*innen der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie und der Universität Konstanz beteiligt sind, untersucht, wie Tiere auf den Rückgang menschlicher Aktivität reagiert haben. Dazu wurde die Bewegung von Tierarten vor, während und nach der Corona-Krise mit Mini-Sendern verfolgt. Wie das Team im Fachmagazin „Nature Ecology & Evolution“ schreibt, sollen anhand der Ergebnisse Strategien für ein besseres Miteinander von Mensch und Tier entwickelt werden.
Die letzten Monate haben gezeigt, dass sich die Corona-Beschränkungen nicht nur auf den Menschen, sondern auch auf die Natur auswirken. In den sozialen Medien gab es zahlreiche Beiträge über ungewöhnliche Begegnungen mit Wildtieren in Ballungsräumen. Scheinbar zeigten sich nicht nur mehr Tiere als sonst, es gab auch überraschende Besucher: Pumas wurden in der Innenstadt von Santiago, Chile, gesichtet, Delfine tauchten im untypisch ruhigen Hafen von Triest, Italien, auf und in diversen europäischen Städten wurden Wildtiere mehr als bisher wahrgenommen.
Andere Arten stellte der Corona-Lockdown vor neue Herausforderungen. Möwen, Ratten oder Affen, die in Ballungsräumen leben, fehlte plötzlich Nahrung. In entlegeneren Gebieten waren gefährdete Arten wie Nashörner oder Greifvögel durch eine verringerte Präsenz von Menschen einem erhöhten Risiko für Wilderei oder Verfolgung ausgesetzt.
Geht es nach einem internationalen Team von Wildtierforscher*innen könnte der Lockdown-Zeitraum mit ungewöhnlich eingeschränkter menschlicher Mobilität, die sie als „Anthropause“ bezeichnen, wertvolle Einblicke in die Interaktion zwischen Tieren und Menschen liefern. Er sei eine einzigartige Möglichkeit zum ersten Mal auf globalem Level zu untersuchen, inwieweit die moderne menschliche Mobilität die Tierwelt beeinflusst, schreibt das Team aktuell im Fachmagazin „Nature Evolution & Ecology“.
Um diese Gelegenheit zu nutzen, haben die Forscher*innen die „COVID-19 Bio-Logging Initiative“, gegründet. Das internationale Konsortium will Wanderungen, Verhalten und Stressniveau von Tieren vor, während und nach dem COVID-19 Lockdown untersuchen. Die Daten dafür stammen von sogenannten „Biologgern“, miniaturisierte elektronische Geräte, mit denen Tiere ausgestattet wurden.
„Weltweit haben Biolog*innen Tiere mit Mini-Sendern ausgestattet. Diese Biologger sind eine Fundgrube für Informationen zur Bewegung und zum Verhalten von Tieren, die wir jetzt zum Vorteil aller nutzen können, um die Wechselwirkungen zwischen Mensch und Tier besser zu verstehen“, erklärt der Hauptautor des Artikels, Prof. Christian Rutz, Biologe an der Universität St. Andrews in Großbritannien und Präsident der International Bio-Logging Society.
Erklärtes Ziel der Initiative ist es, die Daten einer Vielzahl an Tierarten zusammenzuführen, darunter Fische, Vögel und Säugetiere, um ein globales Bild der Lockdown-Effekte zu erstellen. Dr. Francesca Cagnacci, Wissenschaftlerin an der Edmund Mach Foundation in Trento, Italien, und Leiterin des Euromammals-Forschungsnetzwerks, sagt: „Die internationale Forschungsgemeinschaft hat sehr schnell auf unseren jüngsten Aufruf zur Zusammenarbeit reagiert und über 200 Datensätze für die Analyse angeboten. Wir sind sehr dankbar für diese Unterstützung.“
Den Mitgliedern der Initiative zufolge können mit den Daten bisher unlösbare Fragen beantwortet werden. „Wir können untersuchen, ob Tiere in unserer heutigen Landschaft vor allem durch bauliche Strukturen wie Straßen und Gebäude oder durch die Anwesenheit des Menschen beeinträchtigt werden. Das bietet großartige Möglichkeiten“, erklärt Dr. Matthias-Claudio Loretto, Marie-Skłodowska-Curie-Stipendiat am Konstanzer Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie.
Prof. Dr. Thomas Müller, Wildtierforscher am Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum und der Goethe-Universität Frankfurt, ergänzt: „Auch in Europa haben viele Wissenschaftsteams Tiere mit Sendern ausgestattet, deren Daten wir nutzen können. Damit könnte man solche Studien unter anderem an Wildkatzen, Bären, Rehen und Rothirschen durchführen.“
Die Erkenntnisse des Projekts werden zu innovativen Vorschlägen für ein besseres Zusammenleben von Mensch und Tier führen, so Prof. Dr. Martin Wikelski, Direktor am Konstanzer Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie und Mitglied des Exzellenzclusters Centre for the Advanced Study of Collective Behaviour der Universität Konstanz. „Niemand fordert Menschen auf, dauerhaft im Lockdown zu bleiben. Aber womöglich werden wir feststellen, dass relativ geringfügige Änderungen unseres Lebensstils und unserer Infrastruktur zu erheblichen Vorteilen für Ökosysteme und Menschen führen.“
Originalpublikation:
Rutz, Ch. et al. (2020): COVID-19 lockdown allows researchers to quantify effects of human activity on wildlife. Nature Ecology & Evolution, doi: 10.1038/s41559-020-1237-z
22.06.2020, Veterinärmedizinische Universität Wien
Das Genom von Haus- und Nutztieren: Was Kamele so besonders macht
Bei der Domestizierung von Kamelen wurde ein Sonderweg beschritten: Wie die meisten anderen Haus- und Nutztierarten wurden zwar auch die Kamele der Alten Welt in Richtung Zahmheit gezüchtet. Allerdings weisen sie keine sekundären Merkmale auf, die sonst mit einer bestimmten Rassenbildung einhergehen. Dies konnte nun ein von der Vetmeduni Vienna (Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie) geleitetes internationales Forschungsteam auf genetischer Ebene nachweisen.
Die Domestizierung beginnt mit der Auswahl von Tieren, die weniger Angst vor Menschen haben. Bei den meisten Haus- und Nutztieren wurden Selektionsmerkmale für Zahmheit durch intensive Züchtung in Richtung wirtschaftliche oder andere wünschenswerte Merkmale überlagert. Nicht so die Kamele der Alten Welt, also die asiatischen und afrikanischen Vertreter dieser Art. Sie haben eine große genetische Variation beibehalten, da die Kamelzüchter darauf achten, ein hohes Maß an phänotypischer Vielfalt in ihren Herden beizubehalten, und bisher im Allgemeinen die Selektion auf der Ebene einzelner Tiere vermieden wurde, mit Ausnahme von Merkmalen für Zahmheit und Toleranz des Menschen. Ohne die sekundären Merkmale, die mit einer bestimmten Rassenbildung verbunden sind, stellen Kamele somit ein Anfangsstadium des Domestizierungsprozesses dar.
Nachweis der genetischen Entsprechung der Domestizierung
Wie die Domestizierung der Kamele auf genetischer Ebene aussieht, hat nun ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Vetmeduni Vienna genauer untersucht. Dazu sequenzierten die ForscherInnen Genome von Dromedaren, Trampeltieren und ihren gefährdeten wilden Verwandten. Im Ergebnis zeigte sich, dass eine bestimmte Genselektion, die als „Domestikationssyndrom“ bezeichnet wird und z.B. Neotenie, also die Beibehaltung von Jugendmerkmalen, beschränktem Intellekt und Neuropathien assoziiert ist, mit Defiziten des Nervenkamms und veränderten schilddrüsenhormonbasierten Signalen übereinstimmt. Dazu Studienleiterin Pamela Anna Burger vom Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie der Vetmeduni Vienna: „Wenn wir unsere Ergebnisse mit anderen Nutztierarten vergleichen, gehen wir davon aus, dass der Kernsatz der Domestikationsgene erheblich kleiner ist als der Pan-Domestikationssatz – und überlappende Gene wahrscheinlich ein Ergebnis von Zufall und Redundanz sind.“ Diese Ergebnisse sind laut den ForscherInnen zusammen mit den im Rahmen der Studie gewonnenen umfangreichen genomischen Daten ein wichtiger Beitrag zum Verständnis der Evolutionsgeschichte von Kamelen und der genomischen Merkmale ihrer Domestizierung.
Kein gemeinsamer Satz von Domestikationsgenen
Die genomischen Scans identifizierten bei den zwei domestizierten Kamelarten Gene, deren Funktionen mit vielen Merkmalen des Domestikationssyndroms übereinstimmen. „Insbesondere fanden wir Hinweise auf eine Selektion in Genen, die sowohl mit NCCH (Neural Crest Cell Hypothese) als auch mit THH (Schilddrüsenhormonhypothese) assoziiert waren und nachweislich auch während der Domestizierung anderer Arten wie Huhn, Yak, Hund, Fuchs und Kaninchen selektiert wurden“, so Burger. Diese Ergebnisse führten laut den ForscherInnen zu zwei wichtigen Schlussfolgerungen: Erstens, dass sich NCCH und THH nicht gegenseitig ausschließen müssen – die Pfade sind nicht vollständig unabhängig und ihre relativen Beiträge können je nach Domestizierungsereignis variieren. Zweitens stützen die gewonnenen Daten die Annahme, dass es keinen gemeinsamen Satz von Domestikationsgenen zwischen Kamelen gibt, selbst über unabhängige Domestikationsprozesse von zwei evolutionär nahen Arten hinweg.
Wichtiger Beitrag, um wilde Kamele vor dem Aussterben zu bewahren
Wilde Kamele sind stark gefährdete Säugetiere und aufgrund ihres anhaltenden Bevölkerungsrückgangs einem erheblichen Aussterberisiko ausgesetzt. Die vorliegende Studie liefert eine große Menge genomischer Ressourcen für Kamele der Alten Welt. Diese Ressourcen werden laut den ForscherInnen die Anwendung von Züchtungs- und Selektionsschemata unterstützen, welche die genomische Vielfalt von Kamelen erhalten. Diese Bemühungen werden wiederum das Evolutionspotential der Wildarten bewahren, zusätzlich zur Erhaltung der Kamele als wertvolle Tierart in trockenen Umgebungen.
Originalpublikation:
Service: Der Artikel „Genomic signatures of domestication in Old World camels“ von Robert Rodgers Fitak, Elmira Mohandesan, Jukka Corander, Adiya Yadamsuren, Battsetseg Chuluunbat, Omer Abdelhadi, Abdul Raziq, Peter Nagy, Chris Walzer, Bernard Faye und Pamela Anna Burger wurde in Communications Biology veröffentlicht.
https://www.nature.com/articles/s42003-020-1039-5
23.06.2020, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Mehr als die Hälfte aller Schildkrötenarten von der Ausrottung bedroht
51 internationale Schildkröten-Fachleute – darunter Senckenberger Uwe Fritz – haben heute die umfassendste Studie über die globale Gefährdung von Schildkröten im Fachjournal „Current Biology“ veröffentlicht. Das Team der International Union for Conservation of Nature (IUCN) kommt zum Schluss, dass über die Hälfte aller 360 Schildkrötenarten von der Ausrottung bedroht sind. Laut der Studie wäre ein Handelsverbot für Wildfänge ein effektives Gegenmittel.
Jedes Jahr werden weltweit Hunderttausende von Schildkröten für den Wildtierhandel gesammelt, vor allem um sie als Heimtiere zu halten oder – insbesondere in Ostasien – zu essen. Im Mai beschlagnahmten mexikanische Behörden beispielsweise 15.000 Schildkröten, die nach China geschmuggelt werden sollten. In Madagaskar wurden 2018 innerhalb weniger Monate etwa 18.000 Tiere konfisziert.
„Viele Schildkrötenarten leben sehr lange und legen nur wenige Eier. Das bedeutet, dass gerade solche Arten durch das Abfangen von geschlechtsreifen Weibchen in kürzester Zeit ausgerottet werden können“, erklärt Professor Dr. Uwe Fritz von den Senckenberg Naturhistorischen Sammlungen in Dresden und fährt fort: „Wenn der Handel nicht verboten oder massiv eingeschränkt wird, werden wir in den nächsten Jahren zahlreiche Schildkrötenarten unwiederbringlich verlieren. Deren Fangzahlen und die Lebensraumvernichtung sind seit Jahrzehnten so groß, dass etwas mehr als die Hälfte aller 360 Arten akut bedroht ist.“
Fritz hat gemeinsam mit 50 internationalen Schildkröten-Fachleuten die umfassendste globale Studie zum Gefährdungsstatus aller Schildkrötenarten verfasst. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Schildkröten weltweit eine der am stärksten bedrohten Tiergruppen überhaupt sind und deren Handel eingestellt werden muss.
„Der Handel mit Wildtieren ist nicht nur für die entsprechenden Arten fatal, er birgt auch Gesundheitsrisiken für uns Menschen. Das neuartige SARS-Coronavirus stammt wahrscheinlich von Hufeisennasen-Fledermäusen, bevor es auf einem Wildtiermarkt auf den Menschen übertragen wurde,“ so der Leiter der Studie Craig Stanford von der University of Southern California.
Die Untersuchung fordert daher nachdrücklich, dass bestehende Schutzgesetze und das CITES-Übereinkommen – das den internationalen Handel mit gefährdeten und bedrohten Arten regelt – wirksam umgesetzt werden müssen, um der drohenden Vernichtung der Schildkrötenarten entgegenzuwirken.
Die Studie identifiziert zudem weltweit 16 „Schildkröten-Hotspots“, an denen besonders viele Schildkrötenarten leben. Der gezielte Schutz dieser geographischen Hotspots wäre eine besonders effektive Maßnahme viele Arten gleichzeitig zu schützen. „In diesen Gebieten könnten Beobachtungsstationen für Schildkröten aufgebaut werden, die für den Ökotourismus genutzt werden und so der lokalen Bevölkerung eine Einnahmequelle bieten“, ergänzt Koautor Russ Mittermeier von der Naturschutzorganisation „Global Wildlife Conservation“.
Auch könnten bestimmten Schildkrötenarten Zuchtprogramme helfen – solange ein natürlicher, intakter Lebensraum vorhanden ist, um die Tiere nach erfolgreicher Vermehrung in die Freiheit zu entlassen.
„Die Española-Riesenschildkröte von Galapagos und die australische Falsche Spitzkopfschildkröte konnten so in ‚letzter Minute’ vor dem Aussterben gerettet werden – wir müssen auf jeden Fall schnell handeln, bevor es zu spät ist“, warnt Fritz.
Originalpublikation:
Stanford et al., Turtles and Tortoises Are in Trouble, Current Biology (2020), https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.04.088
24.06.2020, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Vollständige Stammesgeschichte europäischer Tagfalter veröffentlicht
Ein deutsch-schwedisches Team hat, unter Federführung des Senckenberg-Wissenschaftlers Martin Wiemers, erstmalig die Stammesgeschichte sämtlicher Tagfalterarten Europas aufgeklärt. In der kürzlich im Fachjournal „ZooKeys“ erschienenen Studie präsentieren die Forschenden die Evolutionsgeschichte der derzeit existierenden 496 europäischen Tagfalterarten und deren verwandtschaftliche Beziehungen untereinander. Ihre Studie bietet ein wichtiges Instrument für die evolutionsgeschichtliche und ökologische Forschung sowie für Schutzmaßnahmen der bedrohten Insekten.
Aktuell gibt es 496 Tagfalterarten in Europa – doch die Bestände sind vielerorts gefährdet. Allein in Deutschland stehen über die Hälfte der Tagfalterarten auf der Roten Liste, 5 Arten sind bereits ausgestorben, sowie 12 weitere Arten vom Aussterben bedroht. Europaweit sind 37 Arten gefährdet, darunter insbesondere Arten mit insularer Verbreitung, eine nur von Madeira bekannte Art ist bereits ausgestorben. „Umso wichtiger ist es, die verwandtschaftlichen Beziehungen der Arten untereinander und ihre evolutionäre Geschichte zu verstehen“, erklärt Dr. Martin Wiemers vom Senckenberg Deutschen Entomologischen Institut im brandenburgischen Müncheberg.
Wiemers ist Erstautor einer gerade erschienenen Studie, in welcher die erste umfassende Stammesgeschichte der europäischen Tagfalter veröffentlicht wurde. „Wir haben hierzu sowohl vorhandene molekulare Daten aus verschiedenen genetischen Datenbanken gesammelt, als auch eigene Ergebnisse beigesteuert – darunter die DNA-Sequenzen von 18 sehr lokal verbreiteten Schmetterlingsarten, die bislang nicht zugänglich waren“, erläutert der Müncheberger Entomologe.
Schmetterlinge gelten als Indikatoren für stabile und gesunde Ökosysteme und tragen als Bestäuber von Pflanzen auch zum Überleben des Menschen bei. „Vereinfacht könnte man sagen: Geht es den Schmetterlingen schlecht, haben auch wir ein Problem“, so Wiemers und fährt fort: „Dennoch gab es bislang weder für Tagfalter noch für irgendeine andere größere Insektengruppe einen vollständigen und zeitlich kalibrierten Stammbaum für einen ganzen Kontinent.“
Die neuen Ergebnisse sollen zukünftig dabei helfen, lokale Diversitätsmuster besser zu verstehen, aktuelle und historische Vorgänge in der Natur voneinander zu trennen und die Dynamik von Artengemeinschaften zu begreifen – um letztlich das Aussterben der wichtigen Insekten zu verhindern.
Originalpublikation:
Wiemers M, Chazot N, Wheat CW, Schweiger O, Wahlberg N (2020) A complete time-calibrated multi-gene phylogeny of the European butterflies. ZooKeys 938: 97-124. https://doi.org/10.3897/zookeys.938.50878
25.06.2020, Universität Zürich
Delfine erlernen neues Wissen ähnlich wie Menschenaffen
Delfine erlernen neue Techniken zum Beutefang nicht nur von ihren Müttern, sondern auch direkt von ihren Gefährten. Das zeigt eine Studie der Universität Zürich von mehr als 1’000 Tümmlern in der westaustralischen Shark Bay. Die Meeressäuger verfügen damit über ähnliche kulturelle Verhaltensweisen wie Menschenaffen.
Delfine wenden zum Teil aussergewöhnliche Techniken an, um an Futter zu gelangen. Eine davon, «Shelling» genannt, nutzen die Meeressäuger der Shark Bay in Westaustralien: Versteckt sich ihre Beute während der Jagd im leeren Gehäuse einer Riesenschnecke, befördern sie das Schneckenhaus mit ihrem Schnabel an die Wasseroberfläche, wo sie das gefangene Beutetier in ihr Maul schütteln.
Delfine lernen auch direkt von ihren Artgenossen
Normalerweise geben Delfinmütter solche Techniken zur Nahrungssuche an ihre Kälber weiter – was als vertikale Übertragung von Verhalten bezeichnet wird. Bisher ging man davon aus, dass Delfine nur auf diese Weise neue Methoden zur Futterbeschaffung erlernen können. Eine von Michael Krützen, Direktor des Anthropologischen Instituts der Universität Zürich (UZH), initiierte Studie zeigt nun, dass sich die Taktik des «Shelling» zum Fangen von Fischen in erster Linie innerhalb und nicht zwischen den Generationen ausgebreitet hat – also horizontal übertragen wurde. «Unsere Ergebnisse liefern den ersten Beweis, dass Delfine auch fähig sind, als erwachsene Tiere direkt von ihren Artgenossen zu lernen und nicht nur von ihren Müttern», sagt Krützen. Das ergab die Analyse von Verhaltens-, genetischen und Umweltdaten.
Kulturelles Verhalten ähnelt jenem von Menschenaffen
«Die Erkenntnis ist ein wichtiger Meilenstein. Sie zeigt, dass das kulturelle Verhalten von Delfinen und anderen Zahnwalen jenem von Menschenaffen noch viel ähnlicher ist, als man bisher dachte», so Krützen. Denn auch Gorillas und Schimpansen erlernen neue Verhaltensweisen zur Futtersuche sowohl vertikal wie auch horizontal. Obwohl ihre Evolutionsgeschichte und ihre Lebensräume sehr unterschiedlich sind, gibt es gemäss dem Anthropologen Krützen auffallende Ähnlichkeiten zwischen der Gruppe der Zahnwale und der Familie der Menschenaffen: «Beide sind langlebige Säugetiere mit grossen Gehirnen, die über zahlreiche Fähigkeiten zur Innovation und zur Weitergabe von kulturellen Verhaltensweisen verfügen.»
Verhaltensbeobachtung während mehr als 10 Jahren
Ihre Entdeckung machten die Forschenden zwischen 2007 und 2018 im westlichen Golf von Shark Bay. Von einem Boot aus beobachteten sie Indopazifische Grosse Tümmler (Tursiops aduncus) und dokumentierten, wie sich das «Shelling»-Verhalten innerhalb der Population ausbreitete. In diesem Zeitraum identifizierten sie mehr als 1’000 Individuen aus rund 5’300 Begegnungen mit Delfingruppen. «Insgesamt dokumentierten wir 42 einzelne ‹Shelling›-Ereignisse, die von 19 verschiedenen Delfinen durchgeführt wurden», sagt Studienleiterin Sonja Wild, ehemalige Doktorandin an der Universität Leeds und heute Postdoktorandin an der Universität Konstanz.
Raschere Anpassung an ändernde Umweltbedingungen
Dass freilebende Delfine neue Jadgtaktiken ausserhalb der Beziehung von Mutter und Kalb erlernen können, erweitert auch das Verständnis darüber, wie sie sich durch Verhaltensänderung an schwankende Umweltbedingungen anpassen können. «Die Fähigkeit, direkt von Artgenossen zu lernen, ermöglicht eine rasche Verbreitung neuer Verhaltensweisen in den Populationen», sagt Wild.
So starb durch eine beispiellose Hitzewelle Anfang 2011 eine grosse Zahl von Fischen und wirbellosen Tieren in der Shark Bay, darunter auch die in den riesigen Gehäusen lebenden Schnecken. «Möglicherweise hat der durch das Klimaereignis verursachte Beuteschwund die Delfine dazu veranlasst, neues Verhalten zur Nahrungssuche von ihren Gefährten zu übernehmen. Zudem dürfte der Überfluss an toten Riesenschneckenhäusern mehr Möglichkeiten geboten haben, die ‹Shelling›-Technik zu erlernen», sagt Sonja Wild.
Originalpublikation:
Sonja Wild, William J.E. Hoppitt, Simon J. Allen, Michael Krützen. Integrating genetic, environmental and social networks to reveal transmission pathways of a dolphin foraging innovation. Current Biology. 25 June 2020. DOI: 10.1016/j.cub.2020.05.069
