29.06.2020, Dachverband Deutscher Avifaunisten
Das Rebhuhn in Gefahr – Europaweite Bestandseinbrüche
Früher war das Rebhuhn ein gewöhnlicher Anblick in der Feldflur, heute sind die Vorkommen in weiten Teilen Europas stark geschrumpft und in manchen Regionen ist die Art bereits ausgestorben. Steht die Charakterart der Ackerflur und -brachen vor dem Aus? Bundesweit gibt es keine andere Vogelart, die in den letzten Jahren so stark im Bestand zurückgegangen ist. Der europäische Bestand ging um rund 93% zurück, aus der Schweiz wurde kürzlich sogar das vollständige Aussterben bekannt gegeben. Höchste Zeit aktiv zu werden und die verbliebenen Vorkommen des Rebhuhns zu schützen!
Als ursprünglicher Steppenvogel besiedelte das Rebhuhn Mitteleuropa erst im Mittelalter, als durch Rodungen und verstärkten Ackerbau sowie die Entwicklung von Heideflächen geeignete Lebensräume entstanden. Das Rebhuhn wurde zum Kulturfolger und besiedelt heute vor allem offenes, aber strukturreiches Acker- und Weideland sowie Brachflächen. Doch Ackerrandstreifen sind in der Feldmark selten geworden und Wildkräuter durch das Aufbringen von Pflanzenschutzmittel fast verschwunden. Die moderne Landwirtschaft hat so dazu geführt, dass für die Rebhühner kaum noch genug Nahrung vorhanden ist. Bei Altvögeln besteht diese neben jungen Pflanzentrieben vor allem aus Sämereien verschiedener Wildkräuter. Gerade in den ersten Lebenswochen werden hingegen fast ausschließlich Insekten und deren Larven gefressen. Hinzu kommt, dass die Rebhühner kaum noch Versteckmöglichkeiten vor Greifvögeln oder Füchsen finden. Als reine Bodenbrüter sind sie einem hohen Prädationsrisiko ausgesetzt. Untersuchungen haben gezeigt, dass drei Viertel der Brutverluste bereits vor dem Schlupf der Küken auftreten. Bei nur einer Brut pro Jahr, die im Mai/Juni stattfindet, sind Verluste schwer zu kompensieren.
Der deutsche Bestand des Rebhuhns ist sowohl langfristig als auch kurzfristig rückläufig. Anhand von Jagdstatistiken ist belegt, dass die Bestände des Rebhuhns bereits in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts deutlich zurückgingen. Diese Entwicklung setzte sich in den folgenden Jahrzehnten fort und hat sich bis heute sogar noch verstärkt. Betrachtet man den Zeitraum seit 1992, liegt der Bestandstrend des Rebhuhns bei -89%. Allein im Zeitraum 2004-2016 ging der deutsche Bestand um mehr als 50% zurück.
Die Hauptvorkommen hierzulande erstrecken sich heutzutage über weite Teile Norddeutschlands, während der Osten Deutschlands eher lückenhaft und in geringerer Dichte besiedelt ist. Weiter südlich konzentrieren sich die Vorkommen in der Mittelgebirgsregion und dem Alpenvorland auf Flussniederungen. In den Alpen fehlt die Art. Die Ergebnisse des bundesweiten Monitorings häufiger Brutvögel belegen zweifellos den katastrophalen Zusammenbruch der Bestände. In den meisten Gebieten Deutschlands hat sich der Rebhuhnbestand seit Anfang der 1980er Jahre mehr als halbiert. Einzelne Regionen verzeichnen bereits das vollständige Verschwinden der Art.
Da Rebhühner als Standvögel das ganze Jahr über in ihrem Brutrevier bleiben, sind sie stark von der Lebensraumqualität dieses Umfelds abhängig. Lebensraum- und Nahrungsverluste infolge intensiver Landwirtschaft sind wohl die Hauptursache für den dramatischen Rückgang. Angesichts der in fast allen Ländern Europas deutlich negativen Entwicklungen ist es unverständlich, dass die Weltnaturschutzunion IUCN die Art bislang noch als ungefährdet einstuft. Hierzulande wird das Rebhuhn auf der Roten Liste der Brutvögel Deutschlands sogar als „stark gefährdet“ kategorisiert. Aktuell geht man von einem Restbestand von 21.000 bis 37.000 Paaren aus. Die Lage in der Agrarlandschaft ist auch im Hinblick auf die ebenfalls stark negativen Bestandstrends von Kiebitz und Feldlerche alarmierend. Während es für den Kiebitz (mit einem langfristigen europäischen Bestandstrend von -55%) inzwischen einen europaweiten Artenaktionsplan gibt, steht dieser für das Rebhuhn bislang noch aus.
In optimalen Habitaten betrug die Siedlungsdichte des Rebhuhns früher bis zu 120 Paare auf 100 Hektar. Heute wird kaum einmal mehr als ein Brutpaar je 100 Hektar erreicht. Doch es gibt durchaus geeignete Schutzmaßnahmen. Die Aufwertung der Lebensräume steht dabei im Zentrum der Bemühungen. Bei konsequentem Verzicht auf Insektenvernichtungs- und Pflanzenschutzmittel lässt sich die Nahrungsgrundlage für Rebhühner und andere Feldvogelarten deutlich steigern. Die Sicherstellung von Brachflächen und eine Steigerung der Flächenanteile von Blühflächen sorgen für geeignete Bedingungen für die erfolgreiche Fortpflanzung. Nieder-Hecken und ein ausreichend kleinräumiges Mosaik von verschiedenen Kulturen kommen dem Rebhuhn ebenfalls zugute. Von den zum Schutz des Rebhuhns ergriffenen Maßnahmen profitieren auch zahlreiche andere Arten der Agrarlandschaft.
Rebhuhnschutzprojekt
Perdixnet
29.06.2020, Universität Osnabrück
Dem Artenschwund entgegenwirken – Forschungsprojekt will Biodiversität fördern – Umweltminister vor Ort
Artenreiche Kalkmagerrasen sind auf regelmäßige Pflegemaßnahmen angewiesen. In Zeiten der globalen Umweltveränderungen ist es jedoch schwierig abzuschätzen, welche Varianten des Habitatmanagements den größten Erfolg erzielen. In dem Forschungsvorhaben „Nachhaltiges Management der Magerrasen des Kaiserstuhls“ unter Leitung von apl. Prof. Dr. Thomas Fartmann von der Universität Osnabrück sollen auf der Grundlage von umfangreichen Erhebungen am Kaiserstuhl wissenschaftlich fundierte Handlungsempfehlungen zum biodiversitätsfördernden und nachhaltigen Management von Kalkmagerrasen erarbeitet werden. Die Stiftung Naturschutzfonds Baden-Württemberg unterstützt das Vorhaben mit rund 210.000 Euro
Zum Auftakt des Projektes besichtigte Minister Franz Untersteller in seiner Funktion als Vorsitzender der Stiftung Naturschutzfonds Baden-Württemberg am Montag, 29. Juni, die Untersuchungsflächen in Vogtsburg am Kaiserstuhl.
Der Kaiserstuhl ist ein Vulkangebirge, das aufgrund seiner besonderen geographischen Lage im Oberrheingraben und somit im Regenschatten der Vogesen thermisch stark begünstigt ist und sich durch eine außergewöhnlich artenreiche Fauna und Flora in großflächigen, national bedeutsamen Kalkmagerrasen auszeichnet. „Kalkmagerrasen sind durch eine hohe Biodiversität gekennzeichnet und zählen aufgrund ihrer großen Bedeutung für den Artenschutz in Europa zu den prioritären Lebensraumtypen der Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie“, betonte Untersteller die Bedeutung dieses Lebensraumes.
Seit der Mitte des 20. Jahrhunderts haben jedoch sowohl die Fläche als auch die Größe und die Qualität der Kalkmagerrasen-Lebensräume in Europa massiv abgenommen. Dies wirkt sich negativ auf die Artenvielfalt und die Diversität der Bestäuber-Netzwerke aus. Neben den Auswirkungen des Wandels der Landnutzung wirkt sich gegenwärtig der Klimawandel zunehmend negativ auf die Lebensgemeinschaften aus. Der Temperaturanstieg führt zu einer verlängerten Wachstumsperiode und aufgrund häufigerer Trockenphasen zu einer verminderten Produktivität. „Spezialisierte Arten mit geringer Mobilität zählen häufig zu den Verlierern des Klimawandels, während mobile Generalisten zumindest teilweise profitieren“, erklärte apl. Prof. Dr. Thomas Fartmann, Leiter der Abteilung für Biodiversität und Landschaftsökologie an der Universität Osnabrück.
Seit vielen Jahren wird am Kaiserstuhl ein breitgefächertes Habitatmanagement in den Kalkmagerrasen praktiziert, um den negativen Auswirkungen von Nutzungsaufgabe, Klimawandel und Stickstoffeinträgen auf die Lebensgemeinschaften zu begegnen.
Bisher fehlen fundierte wissenschaftliche Studien, die die Auswirkungen verschiedener Managementvarianten zum Erhalt der Biodiversität in Kalkmagerrasen unter den veränderten Bedingungen vergleichend evaluieren. Gemeinsam mit der ABL – Arten Biotope Landschaft – Bürogemeinschaft für Landschaftsökologie in Freiburg wird das Forscherteam um apl. Prof. Dr. Thomas Fartmann dies ermitteln. „Dazu sollen während der zweijährigen Projektlaufzeit bis März 2022 umfassende wissenschaftliche Erfassungen auf mehr als 40 Untersuchungsflächen stattfinden“, so Fartmann.
Anhand von verschiedenen Artengruppen, wie Gefäßpflanzen, Heuschrecken, Laufkäfern und Tagfaltern/Widderchen, die allesamt als exzellente Indikatoren für die Habitatqualität von Kalkmagerrasen gelten, werden sieben Varianten des Habitatmanagements miteinander verglichen. Die daraus abgeleiteten Handlungsempfehlungen für ein biodiversitätsförderndes und nachhaltiges Management von Kalkmagerrasen sollen durch intensive Öffentlichkeitsarbeit und Publikationstätigkeit auf regionaler, nationaler und internationaler Ebene vermittelt werden.
29.06.2020, Veterinärmedizinische Universität Wien
Gefährliche neue Stechmücken werden in Tirol heimisch
In Österreich sind rund 50 Stechmückenarten bekannt – und es kommen neue potenziell invasive Arten hinzu, wie eine soeben präsentierte Studie der Vetmeduni Vienna zeigt. Demnach verbreiten sich in Tirol mehrere ursprünglich aus Asien stammende Stechmückenarten. Damit steigt auch das Risiko für die Übertragung gefährlicher Viren wie Dengue, Chikungunya und Zika. Die ForscherInnen empfehlen deshalb die Überwachung der Stechmückenfauna.
Die zentralen Ergebnisse der Studie sind wenig erfreulich: Es gibt erste Anzeichen dafür, dass sich die asiatische Tigermücke (Aedes albopictus) etabliert, also in Tirol überwintert und nicht jedes Jahr neu eingeschleppt wird. Die japanische Buschmücke (Aedes japonicus) ist mittlerweile in Tirol heimisch, so wie auch in allen anderen Bundesländern in Österreich. Außerdem gelang den ForscherInnen der erstmalige Nachweis in Österreich für eine weitere Stechmückenart: die koreanische Buschmücke (Aedes koreicus).
Dazu Studienerstautor Hans-Peter Führer vom Institut für Parasitologie der Vetmeduni Vienna: „Der Nachweis der asiatischen Tigermücke, der japanischen Buschmücke und der koreanischen Buschmücke ist für die Bevölkerung, für die öffentliche Gesundheit und für die relevanten Entscheidungsträger von großer Bedeutung. Vor allem die asiatischen Tigermücken können gefährliche Krankheitserreger wie Dengue, Chikungunya und Zika übertragen. Einheimische Stechmücken sind dazu nicht in der Lage. Außerdem haben die neuen Stechmückenarten einige weitere unangenehme Begleiterscheinungen, da sie sehr lästig sind, in großen Massen auftreten können und auch tagsüber stechen.“
Häufige Verbreitung entlang von Autobahnen und erstmals auch in Städten
Untersucht haben die ForscherInnen die Verbreitung der Stechmücken mit sogenannten Ovitraps, einer Vorrichtung, auf der die Stechmücken ihre Eier ablegen. Im Rahmen des wissenschaftlichen Mückenüberwachungsprogramms wurden von Mai bis Oktober 2018 an 67 Standorten wöchentlich Ovitraps aufgestellt – 17 in Osttirol und 50 in Nordtirol. Die Probenahme erfolgte auf Autobahnen sowie in städtischen und ländlichen Gebieten. Die Verbreitung der stechenden Neuankömmlinge ist bereits recht hoch: An 18 von 67 Standorten (27%) wurden Eier gebietsfremder Stechmücken gefunden. Sowohl die asiatische Tigermücke als auch die japanische Buschmücke wurden auf Autobahnen und in städtischen Gebieten in Ost- und Nordtirol dokumentiert. Die koreanische Buschmücke konnte zudem in Osttirol erstmals nachgewiesen werden.
Hans-Peter Führer zum Grund für den häufigen Nachweis auf Autobahnen: „Gebietsfremde Mückenarten werden vorwiegend durch Gütertransfer eingeschleppt, sie können aber auch einfach mit dem Auto mitfahren. Daher sind Autobahnen die wichtigsten Eintrittspforten für invasive Mückenarten. Bereits in früheren Jahren wurde die asiatische Tigermücke entlang der Inntalautobahn gefunden. Neu sind aber wiederholte Nachweise im städtischen Gebiet, konkret in Innsbruck, Kufstein und Lienz.“
Originalpublikation:
Der Artikel „Monitoring of alien mosquitoes in Western Austria (Tyrol, Austria, 2018)“ von Hans-Peter Führer, Ellen Schöner, Stefanie Weiler, Bita Shahi-Barogh, Carina Zittra und Gernot Walder wurde in PLOS Neglected Tropical Diseases veröffentlicht.
https://journals.plos.org/plosntds/article?id=10.1371/journal.pntd.0008433
29.06.2020, Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL
Klimawandel: Der Frühling beginnt für Rehe zu früh
Während Pflanzen aufgrund des Klimawandels immer früher austreiben, verschiebt sich der Zeitpunkt der Rehgeburten nur langsam nach vorne. Dadurch verändert sich das Nahrungsangebot während der Jungenaufzucht. Betroffen sind vor allem Rehpopulationen in tieferen Lagen, wie eine Studie der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL nachwies.
Während Pflanzen aufgrund des Klimawandels immer früher austreiben, verschiebt sich der Zeitpunkt der Rehgeburten nur langsam nach vorne. Dadurch verändert sich das Nahrungsangebot während der Jungenaufzucht. Betroffen sind vor allem Rehpopulationen in tieferen Lagen, wie eine Studie der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL nachwies.
Wildtiere gebären ihren Nachwuchs zu dem Zeitpunkt, an dem die Umweltbedingungen einen optimalen Fortpflanzungserfolg ermöglichen. Rehkitze kommen deshalb zu Beginn der Vegetationszeit zur Welt. Zu dieser Zeit finden die säugenden Rehgeissen Gräser und Kräuter, die zart und gut verdaulich sind und einen hohen Energie- und Proteingehalt aufweisen. Da mit dem Klimawandel die Vegetationsentwicklung immer früher einsetzt, überlappen die Zeit mit dem besten Nahrungsangebot und die Setzzeit der Rehe, also der Zeitraum der Geburten, im Mittelland immer weniger oft. Dies zeigen die Resultate einer Studie unter der Leitung von Kurt Bollmann, Wildtierbiologe an der WSL.
Rehkitze mit Ohrmarken
Seit 1971 werden in der Schweiz Rehkitze mit Ohrmarken markiert und dabei Informationen zum Fundort erhoben. Für ihre Untersuchungen verglichen Maik Rehnus von der WSL und Marta Peláez von der Polytechnischen Universität in Madrid die Setztermine von 8983 Rehkitzen in den Jahren 1971 bis 2015 mit Langfristdaten zum Beginn der Vegetationszeit und zum Zeitpunkt, an dem das Heu der Wiesen zum ersten Mal geschnitten wurde. In diesem Zeitfenster sind die Nahrungsbedingungen für die säugende Rehgeiss optimal.
Die Vegetationszeit begann im Durchschnitt jedes Jahr 0,45 Tage früher, der erste Heuschnitt 0,32 Tage. In den untersuchten 45 Jahren hat sich somit der Vegetationsbeginn 20 Tage und der Heuschnitt 14 Tage nach vorne verschoben, die Setztermine mit 0,06 Tagen pro Jahr jedoch insgesamt nur drei Tage. Über alle Höhenlagen veränderten sich die Setztermine somit sieben- bzw. fünfmal langsamer als die Vegetation. Ein Grund für die langsame Anpassung des Setztermins ist der Umstand, dass die Fortpflanzung des Rehs durch das Tag/Nacht-Verhältnis gesteuert ist. Dieses verändert sich nicht durch den Klimawandel.
Optimale Bedingungen und Setztermine driften auseinander
In den tieferen Lagen kommen die Setztermine heute immer häufiger ausserhalb des Zeitraums mit optimalem Nahrungsangebot zu liegen, während sie in den höheren Lagen weiterhin im Optimum sind. Die Folgen sind laut den Forschenden ungewiss. «Dank der relativ kleinräumigen und mosaikartigen Bewirtschaftung der verschiedenen Landwirtschaftskulturen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten wachsen, findet das Reh auch nach den optimalen Bedingungen im Wiesland genügend Nahrung», sagt Bollmann. Es ist aber möglich, dass die Rehe in Zukunft im Mittelland seltener werden und die Hügel- und Berglagen stärker besiedeln werden, weil dort die Vegetationsentwicklung später einsetzt und somit besser mit den Setzterminen übereinstimmt.
Ob sich die Diskrepanz zwischen Setztermin und Wieslandentwicklung schlussendlich auf den Bestand auswirkt, hängt nicht nur von der Bewirtschaftung der anderen landwirtschaftlichen Kulturen, sondern auch von der Witterung im Winter und zur Aufzuchtzeit ab. Die Forschenden empfehlen darum, das Rehkitzmonitoring fortzusetzen und in den tieferen Lagen zu verdichten: «So können Bestandsveränderungen beim Reh rechtzeitig festgestellt und das Jagdmanagement entsprechend angepasst werden», sagt Rehnus, Erstautor der Studie.
29.06.2020, Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns
Wie weit fliegen Wildbienen auf Nahrungssuche? Ergebnisse von Markierungsexperimenten im Botanischen Garten München
Wie weit fliegen Bienen auf ihrer Futtersuche? Vor allem dann, wenn sie bereits ein Nest mit Proviant versorgen müssen, also an einen festen Ort gebunden sind, zu dem sie immer wieder zurückkehren? Dieser Frage gingen Botanikerinnen und Botaniker der Botanischen Staatssammlung München (SNSB-BSM) und der LMU München nach, indem sie über 2600 Wildbienen im Botani-schen Garten München-Nymphenburg markierten. Ihre Ergebnisse veröffentlichte das Forscherteam nun in der wissenschaftlichen Zeitschrift Journal of Hymenoptera Research.
Von Honigbienen weiß man durch Markierung, unter anderem mit Hilfe von Funksendern, wie weit die Arbeiterinnen vom Stock ausfliegen, um Nektar und Pollen zu sammeln. Allerdings sind die Ergebnisse der staatenbildenden Honigbienen, die dazu durchaus mehrere Kilometer weit fliegen können, nicht auf die solitären Wildbienen übertragbar. Eine ausfliegende Honigbienen-Arbeiterin muss sich wenig „Gedanken“ darüber machen, wie lange sie vom Stock fernbleibt, um Nahrung heranzuschaffen, denn im Stock verbleiben immer tausende ihrer Geschwister, die das Nest und den Nachwuchs bewachen und versorgen. Die allermeisten der ca. 580 heimischen Wildbienen hingegen sind Solitärbienen, das heißt ein einzelnes Weibchen versorgt ganz alleine ihren Nachwuchs: vom Nestbau zur Futtersuche, Pollensammeln, Verproviantierung und Eierlegen – bei den meisten Wildbienenarten ist dies ein „One-Women-Business“. Hier muss die Wildbiene streng abwägen: je länger sie ihr Nest unbewacht lassen muss, desto größer die Gefahr, dass das Nest durch Fressfeinde, Nesträuber oder Parasiten befallen wird. Wissenschaftler haben ebenso bemerkt, dass die Zahl der aufgezogenen Larven umso geringer ist, je weiter ein Wildbienenweibchen fliegen muss, um die nötige Menge an Pollen und Nektar (und gegebenenfalls auch noch Nistmaterial) für ihre Brutzellen heranzuschaffen.
Die Plätze, an denen Wildbienen ihre Nester bauen, liegen oft nicht in direkter Nachbarschaft zu ihren Nahrungsgründen – wie weit entfernt diese auseinanderliegen dürfen, damit sie für die Bienen noch erreichbar sind, war bisher noch nicht bekannt. In den Fällen, in denen die Nester und die Nahrungspflanzen sich in völlig verschiedenen Lebensräumen befinden (wenn die Wildbiene z.B. an Steilwänden in einen Steinbruch nistet, die Nahrungspflanzen aber nur in Wiesen wachsen), waren die Flugdistanzen leicht zu ermitteln indem man die Abstände zwischen den Lebensräumen ermittelte. Auch wurden bereits vor mehr als 100 Jahren Experimente durchgeführt, bei denen Wildbienen an ihrem Nest gefangen, markiert und dann in verschiedener Entfernung vom Nest wieder freigelassen wurden – man beobachtete, aus welcher Entfernung die Biene noch zurück zu ihrem Nest findet, und ermittelte so die maximalen Flugdistanzen. Diese sind für jede Bienenart unterschiedlich, aber generell fliegen große Bienenart weiter als kleine. Allerdings lieferten solche Experimente immer Maximaldistanzen, sprich Entfernungen, ab derer eine bestimmte Wildbienenart nicht mehr in ihr Nest zurückfindet. Um aber festzustellen, wie weit Wildbienen im natürlichen Verhalten vom Nest ausfliegen, um Nahrung zu sammeln war eine andere Methode nötig.
In der aktuellen Studie markierten die Forscherinnen und Forscher Wildbienen direkt an ihrem Nest, und zwar so, dass sie in ihrem natürlichen Sammelverhalten nicht beeinträchtigt werden. Nur so kann man sehen, in welcher Entfernung vom Nest Bienen natürlicherweise Pollen sammeln. Die Markierungsversuche wurden von Studenten und Wissenschaftlern der Ludwig-Maximilians-Universität München und der Botanischen Staatssammlung München (SNSB-BSM) durchgeführt: im Botanischen Garten München-Nymphenburg wurden in den Jahren 2017 und 2018 an zwei großen Insektennisthilfen Wildbienen individuell markiert, um diese dann im Botanischen Garten auf den Blüten wiederzufinden. Unter der wissenschaftlichen Leitung von Prof. Susanne Renner vom Institut für Systematische Botanik der LMU und Botaniker und Wildbienenkenner Dr. Andreas Fleischmann von der Botanischen Staatssammlung München wurden von Doktorandin Michaela Hofmann zusammen mit Bachelor-Studenten der LMU in den beiden Jahren insgesamt 2689 Wildbienen-Individuen markiert. Dazu wurde jedem Tier mit ungiftigem Schelllackkleber ein farbiges, nummeriertes Plastikplättchen auf ihren Rücken geklebt. Mit dieser Methode markieren Imker normalerweise ihre Bienenkönigin. Kleinere Wildbienenarten wurden mit individuellen Farbcodes aus ungiftigem Farblack auf ihrem Rücken markiert. Es wurden sechs Wildbienen-Arten untersucht – größere und kleinere, solche die im Frühjahr fliegen und typische Sommerarten, Arten mit breitem Nahrungsspektrum und Nahrungsspezialisten, die Pollen für ihre Larven nur an einer einzigen oder ganz wenigen Pflanzen sammeln (sogenannte oligolektische Arten). Die markierten Bienen wurden dann während ihrer Flugperiode täglich im Garten an möglichen Futterquellen gesucht. Darüber hinaus konnten auch Besucher des Botanischen Gartens beobachtete markierte Wildbienen melden und mit einem (Handy)Foto dokumentieren – die Daten aus diesem von den Besuchern sehr gut angenommen Citizen-Science-Projekt flossen ebenfalls in die Studie mit ein, insgesamt gab es 203 Rückmeldungen von gesichteten markierten Wildbienen durch Gartenbesucher.
Von den 2689 markierten Bienen wurden insgesamt 450 wiedergefunden, und die daraus resultierenden Entfernungen vom Nest berechnet. „Die sechs untersuchten Bienenarten haben eine Körperlänge von 6 mm bis 1,5 cm. Insgesamt betrugen die mittleren Flugdistanzen der Weibchen auf Futtersuche zwischen 73 und 121 m – die kleineren Bienenarten flogen dabei wie erwartet weniger weit, als die größeren“, so Prof. Susanne Renner.
Die Ergebnisse der Studie sind besonders relevant für den praktischen Umweltschutz. „Wildbienen brauchen in ihrem Lebensraum zum einen Nistplätze, etwa Totholz oder offene Bodenstellen, zum anderen die passenden Nahrungspflanzen, an denen sie Pollen und Nektar für sich und ihre Nachkommen sammeln können. Beides wird leider in unserer aus- und aufgeräumten Landschaft immer weniger“, so der SNSB-Botaniker und Vorsitzende der Bayerischen Botanischen Gesellschaft, Dr. Andreas Fleischmann. Natürliche, artenreiche Blumenwiesen, Streuobstwiesen, Hecken, Ackerränder, Waldsäume und Gewässerrandstreifen verschwinden durch landwirtschaftliche Intensivnutzung oder aber übertriebenen menschlichen Ordnungssinn zunehmend in unserer Landschaft. „Dabei sind dies für Wildbienen und viele andere Insekten- und auch Pflanzenarten die wichtigsten Lebensräume“, so Fleischmann. „Man kann diese nicht einfach durch die Aussaat von Blühstreifen ersetzen“. Man müsse die noch vorhandenen, intakten Lebensräume schützen und pflegen, und vor allem wieder miteinander vernetzen. Dafür kann auch die Anlage von naturnahen Flächen mit heimischen Pflanzen hilfreich sein, ebenso wie die Anlage von Nisthabitaten für Insekten. Mit der vorliegenden Studie ist nun auch eine Daumenregel gegeben, wie weit Nistlebensräume für Wildbienen von deren Nahrungsplätzen, sprich artenreichen, blühenden Flächen, entfernt sein dürfen. Für kleinere Wildbienenarten sind dies nur ein paar hundert Meter- idealerweise sollte sich also in nicht mehr als ca. 150 m Entfernung einer Insektennisthilfe eine Fläche mit den passenden heimischen Wildpflanzen befinden.
Originalpublikation:
Hofmann, M.M., Fleischmann, A. & Renner, S.S. 2020. Foraging distances in six species of solitary bees with body lengths of 6 to 15 mm, inferred from individual tagging, suggest 150 m-rule-of-thumb for flower strip distances. Journal of Hymenoptera Research 77: 105-117.
https://doi.org/10.3897/jhr.77.51182
30.06.2020, Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
Biber knabbern am Dauerfrost
Die großen Nagetiere verändern die Landschaften der Arktis massiv. Das könnte Folgen für die gefrorenen Böden und das Klima der Zukunft haben
Die Biber in Alaska profitieren vom Klimawandel und breiten sich in rasantem Tempo aus. In nur wenigen Jahren haben sie nicht nur viele Tundra-Regionen besiedelt, in denen sie früher nicht vorkamen. Sie errichten in ihrer neuen Heimat auch immer mehr Dämme und schaffen damit zahlreiche neue Seen. Das könnte das Auftauen des Dauerfrostbodens beschleunigen und damit den Klimawandel weiter ankurbeln, berichtet ein deutsch-amerikanisches Forscherteam im Fachjournal Environmental Research Letters.
Wenn es darum geht, eine Landschaft komplett umzukrempeln, macht einem Biber so schnell niemand etwas vor. Nur wenige andere Tiere sind in der Lage, ihren Lebensraum so gezielt umzugestalten, wie diese bis zu 30 Kilogramm schweren Nager im braunen Pelz. Mit scharfen Zähnen fällen sie Bäume und Sträucher und legen Staudämme an. Auf diese Weise setzen sie kleine Täler unter Wasser und schaffen neue Seen, die durchaus ein paar Hektar groß werden können. „Dabei gehen sie äußerst effektiv vor“, sagt Dr. Ingmar Nitze vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) in Potsdam. Oft bauen sie ihre Dämme genau an den Stellen, an denen sich mit wenig Aufwand ein großer Effekt erzielen lässt.
Schon häufig hat Ingmar Nitze das in den arktischen Regionen Alaskas gesehen, wo der Nordamerikanische Biber am Werk ist. Der Forscher ist Experte für Fernerkundung und interessiert sich besonders für jene Gebiete der Erde, in denen der Boden dauerhaft gefroren bleibt. Klimaforscher befürchten, dass dieser sogenannte Permafrost mit steigenden Temperaturen verstärkt auftauen und instabil werden könnte. Dann könnte er große Mengen Treibhausgase freisetzen, die den Klimawandel weiter ankurbeln.
Ingmar Nitze und seine Kollegen beobachten daher die Entwicklung solcher Landschaften mithilfe von Satellitenbildern. Interessant ist dabei zum Beispiel, wie sich die Seen und andere Wasserflächen dort verteilen. Denn da deren Wasser etwas wärmer ist als der Boden ringsum, können sie das Auftauen weiter beschleunigen. Und an diesem Prozess arbeiten die Biber offenbar kräftig mit.
Schon 2018 hatten Ingmar Nitze und Guido Grosse vom AWI gemeinsam mit US-amerikanischen Kollegen festgestellt, dass die Nager in einem gut 18.000 Quadratkilometer großen Gebiet im Nordwesten Alaskas in nur fünf Jahren insgesamt 56 neue Seen geschaffen hatten. Für seine neue Studie ist das Team vom AWI, von der University of Alaska in Fairbanks und der University of Minnesota in Minneapolis der Sache nun genauer nachgegangen. Mit detaillierteren Satellitendaten und längeren Zeitreihen haben sich die Wissenschaftler in zwei anderen Regionen Alaskas auf die Spuren der Nager gesetzt – und waren von den Ergebnissen selbst überrascht.
„Wir wussten natürlich, dass sich die Biber dort in den letzten Jahrzehnten kräftig ausgebreitet haben“, sagt Ingmar Nitze. Das liegt wohl zum einen am Klimawandel. Denn die steigenden Temperaturen lassen inzwischen in immer mehr kleinen Tälern Büsche wachsen, die den Tieren Nahrung und Baumaterial liefern. Auch die Seen, die früher im Winter bis dicht über den Grund zugefroren waren, bieten inzwischen biberfreundlichere Bedingungen mit dünneren Eisdecken. Dazu kommt, dass die Nager längst nicht mehr so intensiv gejagt werden wie früher. Die Zeiten für Biber in der Arktis sind also günstig.
„Wir hätten aber nicht erwartet, dass sie diese Chance so intensiv nutzen würden“, sagt Ingmar Nitze. So zeigt der Blick auf die hochauflösenden Satellitenaufnahmen des etwa hundert Quadratkilometer großen Studiengebietes in der Nähe der Stadt Kotzebue, welch gewaltiges Werk die Tiere dort geschaffen haben. Von nur zwei Dämmen im Jahr 2002 ist die Zahl der tierischen Bauwerke bis 2019 auf 98 angestiegen – ein Zuwachs von 5000 Prozent. Auch das größere Untersuchungsareal, das die gesamte nördliche Baldwin Halbinsel umfasst, erlebte einen Boom an Biberdämmen. „Wir sehen da ein exponentielles Wachstum“, erklärt der Forscher. „Ungefähr alle vier Jahre verdoppelt sich die Zahl dieser Strukturen.“
Das aber hat bereits Folgen für den Wasserhaushalt. Denn die Nager arbeiten offenbar gezielt in jenen Bereichen der Landschaft, die sie besonders leicht unter Wasser setzen können. Mal stauen sie dazu kleinere Bäche auf, mal den Ablauf schon bestehender Seen, deren Wasserfläche sie dadurch vergrößern. „Vor allem aber nehmen sie sich gern ehemalige Seebecken vor, die inzwischen ausgetrocknet sind“, berichten Benjamin Jones, Erstautor der Studie und Ingmar Nitze. In vielen Fällen sind die Böden dieser ehemaligen Seen erstklassige Standorte für Biberaktivitäten. Oft ist deren Grund noch feucht und mit Sumpfgebieten bedeckt, Schmelzwasser und Bäche fließen hier entlang. „Die Tiere haben intuitiv herausgefunden, dass das Aufstauen der Abflusskanäle an den Stellen der ehemaligen Seen eine effiziente Methode ist, um Lebensraum zu schaffen. So entsteht ein neuer See, der den eisreichen Permafrost im Becken abbaut, was zusätzlich dazu führt, dass die Tiefe des künstlichen Wasserkörpers zunimmt“, fügt Jones hinzu.
Das aber bleibt nicht ohne Folgen. So hat sich die Wasserfläche in der Region Kotzebue in den 17 untersuchten Jahren um 8,3 Prozent vergrößert. Und zwei Drittel dieses Zuwachses gehen auf das Konto von Bibern.
Die Forscher vermuten, dass es einen ähnlichen Bauboom auch in anderen Regionen der Arktis gibt. So wollen sie ihre Biber-Fahndung demnächst auch auf die komplette Arktis ausdehnen. „In Kanada zum Beispiel sind die Zuwächse wahrscheinlich noch größer“, sagt Ingmar Nitze. Und jeder zusätzliche See taut den Permafrost an seinen Ufern und an seinem Grund ein wenig an. Zwar kann sich der gefrorene Boden theoretisch auch wieder erholen, wenn die Biberdämme nach einigen Jahren brechen. Ob es dann noch kalt genug dafür sein wird, weiß allerdings niemand. Für Ingmar Nitze ist das alles Grund genug, die Landschaftsbauer auf vier Pfoten weiter im Auge zu behalten: „Wer die Zukunft des Permafrost abschätzen will, sollte auch an Biber denken.“
Originalpublikation:
B. M. Jones, K. D. Tape, J. A. Clark, I. Nitze, G. Grosse, J. Disbrow: Increase in beaver dams controls surface water and thermokarst dynamics in an Arctic tundra region, Baldwin Peninsula, northwestern Alaska. Environmental Research Letters, DOI: 10.1088/1748-9326/ab80f1
30.06.2020, Forschungsverbund Berlin e.V.
Überraschende Säugetiervielfalt im vietnamesischen Bidoup Nui Ba Nationalpark entdeckt
Eine aktuelle Erfassung von Wildtierarten hat eine überraschend hohe Vielfalt an Säugetierarten im Bidoup Nui Ba Nationalpark (Bidoup Nui Ba NP) enthüllt, einem großen Schutzgebiet im südlichen Teil des Annamiten-Gebirges in Vietnam. Die Präsenz zahlreicher seltener und gefährdeter Säugetiere in diesem Gebiet ist ein Hoffnungsschimmer für den langfristigen Erhalt der einzigartigen Biodiversität Vietnams.
Seit Oktober 2019 führt der Bidoup Nui Ba NP in Zusammenarbeit mit dem vietnamesischen Southern Institute of Ecology (SIE) und dem Berliner Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) die erste groß angelegte Erhebung der Artenvielfalt im gesamten Schutzgebiet mittels Kamerafallen durch. Die ersten Kamerafallendaten der noch weiterlaufenden Untersuchung enthüllte bereits jetzt eine außergewöhnlich hohe Vielfalt von mindestens 21 Säugetierarten, von denen sieben weltweit bedroht sind.
„Wir waren begeistert, eine so artenreiche und vielfältige Gemeinschaft an Säugetieren vorzufinden“, sagt Dr. Le Van Huong, Direktor des Bidoup Nui Ba NP. „Seltene Tiere, die in anderen Teilen Vietnams vom Aussterben bedroht sind, gedeihen noch immer in den Wäldern des Bidoup Nui Ba NP. Dieses Schutzgebiet ist ein wahrer nationaler Schatz und für die weltweite Biodiversität von großer Bedeutung.“
Das wichtigste Ergebnis der Artenerfassung sind mehrere Kamerafallenfotos des Riesenmuntjaks (Muntiacus vuquangensis), einer vom Aussterben bedrohten Hirschart, die nur im Annamiten-Gebirge vorkommt (endemische Art). Naturschutzforscher*innen gehen davon aus, dass diese Art in den meisten seiner früheren Verbreitungsgebiete in Vietnam bereits ausgestorben ist. Nachdem 2017 die ersten Fotos eines Riesenmuntjaks aufgenommen wurden, bestärken die neuen Aufnahmen die Einschätzung von Wissenschaftler*innen, dass der Bidoup Nui Ba NP eine der letzten Hochburgen für diese bedrohte Art in Vietnam sein könnte. Dieses Schutzgebiet ist daher für das langfristige Überleben der Art von entscheidender Bedeutung.
Neben dem Riesenmuntjak wurde mit den Kamerafallen auch eine weitere auf das Annamiten-Gebirge beschränkte endemische Art erfasst: der Fleckenroller (Chrotogale owstoni). Dieses auffallend gemusterte kleine Raubtier steht infolge der weit verbreiteten Wilderei zur Versorgung des Buschfleischhandels in Vietnam kurz vor der Ausrottung. „Wir haben bisher die Hälfte des Gebietes untersucht und bereits sieben Aufnahmen dieser Art gesammelt. Der Bidoup Nui Ba NP ist eines der wenigen Schutzgebiete in Vietnam, in dem so viele Aufzeichnungen des Fleckenrollers bisher gelungen sind“, erklärt An Nguyen, Projektkoordinator und Doktorand am Leibniz-IZW. „Unsere Daten deuten darauf hin, dass innerhalb des Nationalparks wahrscheinlich eine gesunde Population lebt.“
Zu den unerwarteten Ergebnissen gehört eine Reihe von Bildern eines Albino-Stachelschweins. Stachelschweine sind in vielen Schutzgebieten Vietnams noch relativ häufig anzutreffen, vollkommen weiße Tiere sind jedoch extrem selten.
Das Wissenschaftsteam war auch überrascht, dass sich unter den Aufnahmen zahlreiche Fotos von Malaienbären (Helarctos malayanus) befanden. Malaienbären sind mittlerweile in der Wildnis nur sehr selten anzutreffen, auch weil viele von ihnen gefangen und in Bärengallenfarmen in ganz Vietnam überführt worden. Das letzte bekannte Foto eines Malaienbären in freier Natur wurde vor fast 20 Jahren im Cat Tien Nationalpark aufgenommen. Die neuen Aufnahmen geben Hoffnung für das Überleben dieser in der Natur seltenen Art. Diese Hoffnung wird jedoch durch die Wilderei in Vietnam getrübt, wie eines der Kamerafallenfotos zeigt: Ein Malaienbär wies eine große Wunde an seinem Bein auf, verursacht durch eine Drahtschlinge. „In Vietnam spielt die Wilderei eine große Rolle beim Verlust der biologischen Vielfalt. Das Vorkommen von endemischen Tierarten im Bidoup Nui Ba Nationalpark im Vergleich zu anderen Schutzgebieten in den Annamiten zeigt, wie bedeutend und schützenswert dieses Gebiet ist“, erklärt Dr. Andreas Wilting, Wissenschaftler am Leibniz-IZW.
02.07.2020, Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
Steigende Wassertemperaturen bedrohen Vermehrung vieler Fischarten
Weil paarungsbereite Fische und ihr Nachwuchs besonders wärmeempfindlich sind, könnten künftig bis zu 60 Prozent aller Arten gezwungen sein, ihre angestammten Laichgebiete zu verlassen
Forschende des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) haben in einer neuen Metastudie wegweisende Erkenntnisse zu den Folgen des Klimawandels für die Fischbestände der Welt gewonnen. Die Risiken für Fische sind demnach viel größer als bisher angenommen, wenn man berücksichtigt, dass bestimmte Lebensstadien besonders empfindlich auf steigende Wassertemperaturen reagieren. Ein kritischer Engpass im Lebenszyklus der Fische ist die geringe Wärmetoleranz während der Fortpflanzung. Das bedeutet, die Wassertemperatur in den Laichgebieten entscheidet maßgeblich über den Fortpflanzungserfolg der Arten und macht Fische auf diese Weise besonders anfällig für den Klimawandel – im Meer ebenso wie in Seen, Teichen und Flüssen. Den Analysen zufolge gefährdet der ungebremste Klimawandel aufgrund steigender Wassertemperaturen den Fortpflanzungserfolg von bis zu 60 Prozent aller Fischarten, berichten die Wissenschaftler in ihrer Studie, die heute im Fachmagazin Science erschienen ist.
Lebewesen atmen, damit ihr Körper Energie erzeugen kann. Das gilt für uns Menschen ebenso wie für Fische. Bekannt ist zudem, dass der Energiebedarf des Menschen und der Tiere von der Temperatur abhängt: Wird es zum Beispiel wärmer, steigt der Energiebedarf exponentiell und mit ihm der Sauerstoffbedarf. Aus dieser Gesetzmäßigkeit leitet sich ab, dass Lebewesen einen Temperaturanstieg in ihrer Umgebung nur dann überstehen, wenn sie in der Lage sind, ihren Körper mit dementsprechend mehr Sauerstoff zu versorgen. Dieser Fähigkeit sind jedoch artspezifische Grenzen gesetzt. Wird eine solche Grenze überschritten, kollabiert das Herz-Kreislaufsystem.
Basierend auf diesem Wissen haben Forscherinnen und Forscher des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) in einer neuen Metastudie untersucht, in welchen Lebensphasen Meeres- und Süßwasserfische auf der ganzen Welt besonders wärmeempfindlich sind. Dazu trugen die Biologen wissenschaftliche Daten zur Wärmetoleranz von 694 Fischarten zusammen und analysierten, innerhalb welcher Temperaturbereiche Fische als laichbereites („trächtiges“) Tier, als Embryo im Ei, als Larve nach dem Schlupf sowie als erwachsenes Tier außerhalb der Paarungszeit überleben können.
Während der Paarungszeit am empfindlichsten
„Unserer Ergebnisse zeigen, dass Fische als Embryonen im Ei sowie als laichbereite Erwachsene deutlich wärmeempfindlicher sind als im Entwicklungsstadium der Larve oder als geschlechtsreifer Fisch außerhalb der Paarungszeit“, sagt Erstautor und AWI-Meeresbiologe Dr. Flemming Dahlke. „Im globalen Mittel können zum Beispiel Fische außerhalb der Paarungszeit in bis zu 10 Grad Celsius wärmerem Wasser überleben als laichbereite Fische und Fischeier.“
Der Grund für diese unterschiedliche Wärmetoleranz liegt in der Anatomie der Fische: Fischembryonen beispielsweise besitzen noch keine Kiemen, mit denen sie ihre Sauerstoffversorgung steigern könnten. Paarungsbereite Fische dagegen bilden Ei- und Spermienzellen aus. Diese zusätzliche Körpermasse muss ebenfalls mit Sauerstoff versorgt werden, weshalb das Herz-Kreislaufsystem laichbereiter Tiere schon bei niedrigeren Temperaturen enorm gefordert ist.
Jedes Grad Erwärmung erhöht den Druck auf die Fischbestände
Diese Erkenntnisse gelten über Artengrenzen hinweg und offenbaren, dass Fische vor allem während der Paarungszeit sowie im Embryonalstadium besonders empfindlich auf Wärme reagieren. Aus diesem Grund hat das Forscherteam in einem zweiten Schritt analysiert, in welchem Maße die Wassertemperaturen in den Laichgebieten der untersuchten Arten im Zuge des Klimawandels steigen werden. Dazu nutzten sie neue Klimaszenarien (Shared Socioeconomic Pathways – SSP), die auch dem nächsten Weltklimabericht zugrunde liegen werden.
Die Ergebnisse belegen, dass jedes Grad durchschnittlicher Erwärmung die weltweiten Fischbestände in größere Bedrängnis bringt. „Gelingt es der Menschheit, die Klimaerwärmung bis zum Jahr 2100 auf 1,5 Grad Celsius zu begrenzen, werden bis dahin nur etwa zehn Prozent der von uns untersuchten Fischarten ihre angestammten Laichgebiete aufgrund zu warmen Wassers verlassen müssen“, erläutert AWI-Biologe und Ko-Autor Prof. Hans-Otto Pörtner. Bleiben die Treibhausgasemissionen dagegen auf hohem bis sehr hohem Niveau (SSP5-8.5), wäre mit einer durchschnittlichen Erwärmung von fünf Grad Celsius und mehr zu rechnen, die bis zu 60 Prozent der Fischarten gefährden würde.
Begrenzte Anpassungsoptionen
Betroffene Arten wären dann gezwungen, sich entweder evolutionsbiologisch anzupassen – ein Prozess, der vermutlich viel zu lange dauern würde – oder aber ihre Fortpflanzung in eine andere Jahreszeit oder an einen anderen Ort zu verlagern. „Eine solche Verlagerung mag einigen Arten gelingen“, sagt Flemming Dahlke. „Wenn wir jedoch bedenken, dass Fische ihre Fortpflanzung über lange Zeiträume an spezielle Lebensräume angepasst haben und ihre Zyklen auf bestimmte Nahrungsangebote und Meeresströmungen abgestimmt sind, dann ist davon auszugehen, dass eine erzwungene Verlagerung der Laichgebiete große Probleme mit sich bringen kann.“ Fische in Flüssen und Seen stehen zudem vor dem Problem, dass ihr Lebensraum durch die Größe und geographische Lage der Gewässer begrenzt wird. In größere Tiefe oder kältere Regionen abzuwandern, ist für sie nahezu unmöglich.
Neues Detailwissen für bessere Vorhersagen
„Unsere Detailanalysen über alle Entwicklungsstadien der Fische hinweg helfen uns, besser zu verstehen, wie die Arten unter dem Klimawandel leiden und in welchem Maße der Verlust geeigneter Lebensräume die klimabedingte Umwälzung der Ökosysteme vorantreiben wird“, sagt Hans-Otto Pörtner.
Wo Fische abwandern oder ihre Reproduktionsraten sinken, wird es zu neuen Interaktionen zwischen den Arten kommen und die Produktivität der Ökosysteme zum Teil abnehmen. Entsprechende Prognosen zur Zukunft der weltweiten Fischbestände hatte der Weltklimarat bereits in seinem Sonderbericht zum Ozean und der Kryosphäre im Klimawandel veröffentlicht. „Unsere neuen Detailbetrachtungen werden nun einen Beitrag dazu leisten, diese Prognosen zu verbessern“, sagt Hans-Otto Pörtner.
Flemming T. Dahlke, Sylke Wohlrab, Martin Butzin & Hans-Otto Pörtner: Thermal bottlenecks in the lifecycle define climate vulnerability of fish, Science, 3. Juli 2020, DOI: 10.1126
03.07.2020, Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.
Der sechste Sinn der Tiere: Ein Frühwarnsystem für Erdbeben?
Die kontinuierliche Beobachtung von Tieren mit Bewegungssensoren könnte die Vorhersage von Erdbeben verbessern
Bis heute kann niemand zuverlässig vorhersagen, wann und wo ein Erdbeben auftreten wird. Augenzeugen haben jedoch immer wieder berichtet, dass sich Tiere vor einem Beben ungewöhnlich verhalten haben. In einem internationalen Kooperationsprojekt hat eine Gruppe des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie in Konstanz/Radolfzell und des Exzellenzclusters Centre for the Advanced Study of Collective Behaviour der Universität Konstanz nun untersucht, ob Kühe, Schafe und Hunde tatsächlich frühe Anzeichen von Erdbeben wahrnehmen könnten. Dazu haben sie in einer Erdbebenregion in Norditalien Sensoren an den Tieren befestigt und deren Bewegungen über Monate hinweg aufgezeichnet. Die Bewegungsdaten zeigen, dass sich die Tiere in den Stunden vor Erdstößen außergewöhnlich unruhig verhielten. Je näher die Tiere dem Epizentrum des bevorstehenden Bebens waren, desto früher verhielten sie sich auffällig. Die Bewegungsprofile verschiedener Tierarten in unterschiedlichen Regionen könnten also möglicherweise Hinweise auf Ort und Zeitpunkt eines bevorstehenden Erdbebens liefern.
Ob exakte Vorhersagen von Erdbeben möglich sind, ist unter Experten umstritten. Tiere scheinen die drohende Gefahr jedoch bereits Stunden zuvor zu spüren. So gibt es Berichte, dass Wildtiere unmittelbar vor starken Beben ihre Schlaf- und Nistplätze verlassen und Haustiere unruhig werden. Diese anekdotenhaften Erzählungen halten einer wissenschaftlichen Überprüfung aber häufig nicht stand, denn oft ist die Definition von auffälligem Verhalten zu unklar, der Beobachtungszeitraum zu kurz. Zudem könnten auch andere Einflussfaktoren das Verhalten der Tiere erklären.
Um tierische Aktivitätsmuster wirklich als eine Art Frühwarnsystem für Erdbeben nutzen zu können, müssten die Tiere messbare Verhaltensänderungen zeigen. Sollten sie außerdem tatsächlich auf schwache physikalische Veränderungen unmittelbar vor Erdbeben reagieren, wäre zu erwarten, dass sie besonders stark reagieren, je näher sie am Epizentrum des Bebens sind.
Tiere mit Bewegungssensoren
Ob Tiere dies wirklich tun, haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie in Radolfzell/Konstanz und des Exzellenzclusters Centre for the Advanced Study of Collective Behaviour der Universität Konstanz in einem internationalen Kooperationsprojekt untersucht. Dazu haben sie sechs Kühe, fünf Schafe und zwei Hunde, die sich bereits früher vor Erdbeben auffällig verhalten hatten, auf einem italienischen Bauernhof inmitten einer Erdbebenregion mit Beschleunigungssensoren am Halsband ausgestattet. Die Forschenden zeichneten die Bewegungen über mehrere Monate hinweg kontinuierlich auf. Während dieser Zeit meldeten offizielle Behörden etwa 18.000 Beben in der Region. Neben vielen kleinen und kaum spürbaren Beben waren darunter auch zwölf Erdbeben mit einer Stärke von vier oder höher auf der Richterskala.
Anschließend wählten die Forscher die Beben aus, die statistisch relevante Erdbewegungen am Bauernhof auslösten. Darunter waren starke Beben in bis zu 28 Kilometern Entfernung sowie schwächere Beben, deren Epizentrum sehr nah am Hof lag. Anstatt jedoch explizit nach Verhaltensauffälligkeiten im Zeitraum vor diesen Ereignissen zu suchen, wählten die Forscher einen umsichtigeren Ansatz. Sie markierten zunächst alle Verhaltensänderungen der Tiere, die nach objektiven, statistischen Kriterien auffällig waren. „So stellen wir sicher, dass wir nicht nur im Nachhinein Zusammenhänge feststellen, sondern wirklich ein Modell haben, das auch zukünftig für Vorhersagen verwendet werden kann“, sagt der Leiter der Studie, Martin Wikelski, Direktor am Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie und Principal Investigator am Exzellenzcluster Centre for the Advanced Study of Collective Behaviour.
Zur Auswertung der Daten – gemessen wurde die Körperbeschleunigung der Tiere, was ihren Aktivitätsgrad widerspiegelt – wurden zeitreihenanalytische Methoden aus der Ökonometrie herangezogen, die unter anderem im Finanzbereich zum Einsatz kommen. „Da jedes Tier je nach seiner Größe, Geschwindigkeit und Tierart unterschiedlich reagiert, weisen sie eine Heterogenität auf, die vergleichbar mit dem Verhalten von Investoren auf dem Finanzmarkt ist“, erläutert Ko-Autor Winfried Pohlmeier, Professor für Ökonometrie an der Universität Konstanz und Principal Investigator am Exzellenzcluster Centre for the Advanced Study of Collective Behaviour. Zudem berücksichtigten die Wissenschaftler auch andere Störfaktoren, wie etwa die natürlichen Veränderungen der tierischen Aktivitätsmuster über den Tag hinweg.
Auffällige Verhaltensmuster
Die Forschenden haben auf diese Weise bis zu 20 Stunden vor einem Beben auffällige Verhaltensmuster entdeckt. „Je näher sich die Tiere am Epizentrum der bevorstehenden Erschütterung befanden, desto früher änderten sie ihr Verhalten. Das ist genau das, was man erwarten würde, wenn physikalische Veränderungen vermehrt am Epizentrum des drohenden Erdbebens auftreten und mit zunehmender Entfernung schwächer werden“, erklärt Martin Wikelski. Dieser Effekt trat jedoch nur so deutlich auf, wenn die Forscher alle Tiere gemeinsam betrachteten. „Im Kollektiv scheinen die Tiere also Fähigkeiten zu zeigen, die auf individueller Ebene nicht so leicht zu erkennen sind“, so Wikelski.
Wie Tiere bevorstehende Erdbeben erspüren können, ist noch unklar. Möglicherweise können Tiere mit ihrem Fell die Ionisierungen der Luft wahrnehmen, die durch den großen Gesteinsdruck in Erdbebenzonen auftreten. Es ist auch denkbar, dass Tiere Gase riechen können, die vor einem Beben aus Quarzkristallen freigesetzt werden.
Wie ein tierisches Erdbeben-Frühwarnsystem aussehen könnte, zeigen in Echtzeit gemessene Daten der Forscher, die seit Dezember 2019 aufgenommen werden. Ein Chip am Halsband schickt die Bewegungsdaten alle drei Minuten an einen zentralen Computer. Dieser löst ein Warnsignal aus, wenn er eine deutlich erhöhte Aktivität der Tiere über mindestens 45 Minuten registriert.
Ein solches Warnsignal haben die Wissenschaftler bereits einmal empfangen: „Und tatsächlich, drei Stunden später erschütterte ein kleines Beben die Region, dessen Epizentrum direkt unter dem Stall der Tiere lag“, schildert Martin Wikelski.
Bevor das Verhalten von Tieren zur Erdbebenvorhersage genutzt werden kann, müssen die Forscher jedoch noch eine größere Anzahl an Tieren über längere Zeiträume in verschiedenen Erdbebenzonen der Welt beobachten. Hierfür wollen sie das globale Beobachtungssystem Icarus auf der Internationalen Raumstation ISS einsetzen, das in wenigen Wochen seinen wissenschaftlichen Betrieb aufnimmt.
Das ICARUS-Projekt unter Leitung von Martin Wikelski wird in Kooperation mit der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos sowie dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) finanziert und durchgeführt sowie von der Europäischen Weltraumbehörde ESA unterstützt.
Originalpublikation:
Martin Wikelski, Uschi Mueller, Paola Scocco, Andrea Catorci, Lev Desinov, Mikhail Belyaev, Daniel Keim, Winfried Pohlmeier, Gerhard Fechteler, P. Martin Mai
Potential short-term earthquake forecasting by farm-animal monitoring.
Ethology; 3 Juli 2020
https://doi.org/10.1111/eth.13078
