Neues aus der Wissenschaft

26.03.2013, Dachverband Deutscher Avifaunisten (DDA) e.V.
Jahresbericht zum Vogelmonitoring in Sachsen-Anhalt 2011
cover_vogelmonitoring_st_2011_lgZum neunten Mal hat die Staatliche Vogelschutzwarte Sachsen-Anhalts in Steckby innerhalb der Berichte des Landesamtes für Umweltschutz Sachsen-Anhalt einen Jahresbericht zum Vogelmonitoring herausgegeben.
Vier Beiträge befassen sich mit Erfassungen seltener Brutvogelarten: S. Fischer und G. Dornbusch haben die landesweiten Bestände seltener Brutvögel und der Koloniebrüter für das Jahr 2011 zusammengestellt, U. Mammen und Kollegen berichten über Brutvorkommen wertgebender Brutvogelarten im FFH-Gebiet Buntsandstein- und Gipskarstlandschaft bei Questenberg, M. Schulze und B. Schäfer fassen die Ergebnisse der landesweiten Brachpieper-Erfassung im Jahr 2011 zusammen und U. und K. Mammen diskutieren die Ergebnisse einer landesweiten Probeflächen-Erfassung von Mittel-, Grau- und Schwarzspecht im Jahr 2011.
Das Monitoring häufiger Brutvögel betreffen zwei Beiträge: S. Trautmann und Kollegen geben einen Zwischenbericht zum Monitoring häufiger Brutvogelarten in Sachsen-Anhalt und S. Fischer wertete die Ergebnisse von zehnjährigen Punkt-Stopp-Zählungen im Zerbster Ackerland aus. Die Ergebnisse der Wasservogelzählperiode 2011/12 in Sachsen-Anhalt stellt abschließend M. Schulze dar.
Das Heft steht als PDF zum Download auf der Seite des Landesamtes für Umweltschutz Sachsen-Anhalt zur Verfügung.

27.03.2013, Universität zu Köln
Kölner Wissenschaftler entdecken neuen Tierstamm
Die Einzeller „Picozoa“ sind nur drei tausendstel Millimeter groß und in allen Ozeanen der Welt verbreitet
Nicht jeden Tag wird ein neuer Tierstamm entdeckt und noch viel seltener durch Botaniker. In der Zeitschrift PLoS ONE beschreiben die Arbeitsgruppen von Professor Melkonian (Köln) und Professor Medlin (Plymouth, England) Einzeller, die kleiner als 0,003 Millimeter und in allen Ozeanen der Welt verbreitet sind, als neuen Tierstamm Picozoa. Ursprünglich waren die sehr kleinen Organismen für Algen gehalten worden. Allerdings konnten Wissenschaftler sie bislang nur durch ihre DNA-Sequenzen charakterisieren und nicht im Labor kultivieren.
Dr. Ramkumar Seenivasan (Köln) ist es im Rahmen seiner Doktorarbeit nun gelungen, die Organismen im Labor zur Vermehrung zu bringen und ihr Verhalten und ihre Struktur genauer zu untersuchen. Dabei stellte sich heraus, dass es sich bei den Einzellern nicht um Algen, sondern um sogenannte Protozoen handelt.
Überraschend war dabei, dass ihre Feinstruktur sich von der aller bislang bekannten Zellen mit Zellkern unterscheidet: Die Zelle besteht aus zwei Hälften, eine Hälfte enthält alle wichtigen Zellbestandteile einer typischen Zelle, die zweite Hälfte besteht aus einem Membransack und einer komplexen Zellskelett-Struktur für die Nahrungsaufnahme. Letztere besitzt einen schlitzförmigen Zellmund, dessen Öffnung zu klein ist, um Bakterien (die bevorzugte Nahrung vieler Protozoen) aufzunehmen.
Ein Liter Meerwasser kann bis zu 300 000 Zellen der Picozoa enthalten. Da stellt sich natürlich die Frage, wovon sich die Organismen ernähren. Die Weltmeere enthalten eine große Zahl kleinster organischer Partikel, unter anderem Kolloide und Viren. Über den Inhalt der Nahrungsvakuolen erhielten die Forscher Hinweise, dass kleine marine Kolloide die bevorzugte Nahrung der Picozoa darstellen. Die Organismen „schlucken“ große Mengen Meerwasser, wodurch sich ihr Membransack aufbläht und filtern dabei das Meerwasser nach Partikeln geeigneter Größe. Die Picozoa können deshalb als „Bartenwale des marinen Pico-Kosmos“ bezeichnet werden.
Veröffentlichung

27.03.2013, Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.
Bei Schimpansen sind Jagd und Fleischkonsum Männersache
Max-Planck-Forscher bestätigen Freilandbeobachtungen zum Jagdverhalten und Fleischkonsum erwachsener männlicher Schimpansen mittels Isotopenanalyse
Der regelmäßige Fleischgenuss ist nicht nur für menschliche Primaten charakteristisch. Das zeigten Freilandbeobachtungen unserer nächsten lebenden Verwandten, der Schimpansen, die Wirbeltiere jagen und ihre Beute verspeisen. Welchen Stellenwert Fleisch auf dem Speiseplan der Tiere einnimmt, ist jedoch größtenteils noch ungeklärt, denn Verhaltensbeobachtungen allein können den Fleischkonsum nicht beziffern. Ein interdisziplinäres Forscherteam vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig analysierte jetzt stabile Isotope aus den Haaren und Knochen wilder Schimpansen und verglich das Ergebnis mit den Verhaltensbeobachtungen: Jagd und Fleischkonsum sind bei Schimpansen Männersache. Diese Ergebnisse bestätigen Belege aus Freilandbeobachtungen im Taï-Nationalpark an der Elfenbeinküste.
Die Forscher untersuchten ein breites Spektrum an Umweltproben aus dem Taï-Nationalpark und ermittelten zunächst die isotopischen Basisdaten, um sich einen Überblick über die chemische Zusammensetzung des Lebensraums der Schimpansen zu verschaffen. Diese Proben enthielten auch Nahrungsbestandteile, die sich auf dem Speiseplan der Schimpansen wiederfinden: Früchte und dazu saisonal Nüsse, Ameisen und Termiten sowie Colobus-Affen.
Anschließend analysierten die Forscher Keratin aus Schimpansenhaaren und Kollagen aus den Knochen bereits verstorbener Tiere und ermittelten so die Stickstoffisotopenwerte von männlichen und weiblichen Schimpansen. Anhand dieser Werte können die Forscher den Speiseplan der Tiere im Detail nachvollziehen. Das Ergebnis: Der Fleischkonsum ist bei einigen männlichen Schimpansen groß genug, um sowohl im Haarkeratin (kurzfristiger Konsum) als auch im Knochenkollagen (langfristiger Konsum) Isotopensignale entdecken zu können. „Obwohl sowohl erwachsene Männchen und Weibchen als auch Jungtiere ihr Nahrungseiweiß hauptsächlich durch den Genuss von Früchten und Nüssen abdecken, zeigen unsere Daten, dass einige erwachsene Männchen ihren Proteinhaushalt maßgeblich durch das Fleisch gejagter Tiere ergänzen“, sagt Geraldine Fahy vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie.
Die Ergebnisse der Isotopenuntersuchung bestätigen Beobachtungsdaten zum Jagdverhalten und Fleischkonsum bei Schimpansen, die Christophe Boesch und sein Team in mehr als 30 Jahren im Taï-Nationalpark erhoben hatten. „Unsere Beobachtungen männlich-dominierten Jagdverhaltens und des Fleischkonsums bei erwachsenen Taï-Schimpansen werden durch die neuen Ergebnisse untermauert“, sagt Christophe Boesch, der die Abteilung Primatologie am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie leitet. „Geschlechtsspezifische Unterschiede beim Nahrungserwerb und -konsum blieben während der Evolution der Homininen erhalten und stellen somit keine Neuentwicklung auf der menschlichen Evolutionslinie dar“.
„Die bei Schimpansen beobachteten Verhaltensmuster unterscheiden sich maßgeblich von denen heute lebender Jäger- und Sammler, bei denen das Wild innerhalb der Gruppe aufgeteilt wird“, ergänzt Jean-Jacques Hublin, Leiter der Abteilung Humanevolution, die die Isotopenmessungen durchführte. „Vergleiche zwischen Menschen und unseren nächsten Verwandten sind entscheidend, um die Ursprünge der Jagd und Fleischaufteilung bei den ersten Homininen besser zu verstehen.“

27.03.2013, Veterinärmedizinische Universität Wien
Vom Winde verweht: Wie genau sind Wärmebildmessungen bei Pferden?
Entzündete Regionen an den Beinen von Pferden sind wärmer als ihre Umgebung und geben deshalb mehr Wärmestrahlung ab. Wärmebilder werden schon länger eingesetzt, um die Ursache für Lahmheiten zu finden. Bisher gab es aber kaum Studien zur Genauigkeit dieser Methode. Ein Forschungsteam der Vetmeduni Vienna hat nun zwei Studien vorgelegt, die ihre Verlässlichkeit testen. Die Position der Wärmebildkamera hat kaum Einfluss, Luftzug beeinträchtigt die Messungen aber deutlich. Die beiden Studien sind im „Journal of the American Veterinary Medical Association“ und im „Equine Veterinary Journal“ erschienen.
Die auch Wärmebildmessung genannte Infrarotthermografie wird seit ihrer Einführung vor 50 Jahren von Tierärzten eingesetzt, um den Ursachen für Lahmheiten bei Pferden auf die Spur zu kommen. Die schnell und einfach einzusetzende Methode basiert auf einer simplen Idee: Die Körperoberfläche sendet Infrarotstrahlen aus, je wärmer, desto mehr. Eine Infrarotkamera fängt diese Strahlung ein und erzeugt ein Bild, in dem Temperaturunterschiede in verschiedenen Farben dargestellt werden. Die Methode kann lokale Entzündungen oder oberflächliche Veränderungen im Blutfluss aufzeigen, die auf die Ursache für Lahmheiten hinweisen können.
Messgenauigkeit bisher kaum untersucht
Soviel zur Theorie. In der Praxis ist bis heute noch wenig untersucht, wie verlässlich diese Methode eigentlich ist. Im tierärztlichen Alltag herrscht oft Zeitdruck, zudem halten die Pferde meist nicht still, was für instabile Kamerawinkel und unterschiedliche Abstände zur Linse sorgt. Ob und wie die Qualität der Wärmemessung dadurch leidet, war bisher unklar. Bei den Messungen wird zudem empfohlen, am Ort der Messung auf völlige Windstille zu achten. Aber auch zum Einfluss von Zugluft oder Wind auf die Temperaturmessungen gibt es bisher keine Untersuchungen.
Kameraposition nicht ausschlaggebend
Simone Westermann und ihre Kollegen von der Abteilung für Pferdechirurgie an der Veterinärmedizinischen Universität Wien (Vetmeduni Vienna) haben sich jetzt gemeinsam mit Adrian Ion von der Technischen Universität Wien in zwei neu erschienenen Studien dieser Fragen angenommen. Sie stellten fest, dass die Infrarotthermografie sehr verlässliche Ergebnisse liefert, und zwar fast völlig unbeeinflusst davon, ob die Kamera einen oder eineinhalb Meter vom Pferd entfernt stand oder sich der Aufnahmewinkel um bis zu 20 Grad verschob. Westermann gibt also Entwarnung zum Thema Kameraposition: „Tierärzte sollten eigentlich keine Schwierigkeiten haben, die weiten Toleranzen bei Abstand und Winkel einzuhalten, da ist die Methode also gut praxistauglich.“
Zugluft verfälscht Messungen deutlich
Nicht so gut schnitt die Messmethode jedoch ab, wenn auch nur der leiseste Luftzug herrschte. Schon bei Windgeschwindigkeiten von einem Meter pro Sekunde fiel die gemessene Temperatur um 0,6 Grad Celsius ab, bei drei bis vier Metern pro Sekunde waren es sogar 2,6 Grad weniger. Die so entstehenden abweichenden Temperaturen reichen unangenehmerweise aus, um zu falschen Diagnosen zu kommen. Zudem stellten die Forschenden beinahe zufällig fest, dass bei Pferden die Vorderbeine immer leicht unterschiedliche Temperaturen haben. Westermann kommentiert die Ergebnisse: „Von enormer Bedeutung für die Verlässlichkeit der Temperaturmessungen mit Wärmekameras ist, dass im Raum, in dem gemessen wird, absolute Windstille herrscht. Ob die Infrarotkamera immer genau am gleichen Ort steht, ist dabei nicht so wichtig. Zudem sollten Tierärzte berücksichtigen, dass die Vorderbeine von Pferden von vornherein leichte Temperaturunterschiede aufweisen, um bei der Untersuchung von Lahmheiten mit Infrarotthermografie zu verlässlichen Diagnosen zu kommen.“
Der Artikel “The effect of airflow on thermographically determined temperature of the distal forelimb of the horse” der Autoren Simone Westermann, Christian Stanek, Johannes P. Schramel, Adrian Ion und Heinz H. F. Buchner ist der Zeitschrift „Equine Veterinary Journal” vorab online veröffentlicht und wird in Kürze auch gedruckt erscheinen.
Der Artikel “Effects of infrared camera angle and distance on measurement and reproducibility of thermographically determined temperatures of the distolateral aspects of the forelimbs in horses” von Simone Westermann, Heinz H. F. Buchner, Johannes P. Schramel, Alexander Tichy und Christian Stanek wurde kürzlich im “Journal of the American Veterinary Medical Association” (Vol. 242, pp. 388-395) veröffentlicht.

27.03.2013, Universität Zürich
Der Pflasterzahnsaurier ist ein Europäer
Pflasterzahnsaurier gehörten zu den ersten Meeresreptilien. Mit ihren typischen Knackzähnen ernährten sie sich von Muscheln und Krustentieren. Wann und wo diese hochspezialisierten Meeresreptilien entstanden sind, war bis anhin unklar. Vor kurzem wurde in den Niederlanden ein 246 Millionen Jahre alter Schädel eines jungen Pflasterzahnsauriers entdeckt. Paläontologen der Universitäten Zürich und Bonn belegen nun, dass es sich dabei um einen der ersten dieser Saurier handelt, und er in Europa entstanden ist.
Während rund 50 Millionen Jahren besiedelten Pflasterzahnsaurier die flachen, küstennahen Regionen des Tethys-Meeres. Auffälligstes Merkmal der Placodonten, wie diese Saurier auch genannt werden, war ihr Gebiss: Ihr Oberkiefer besass im Gaumen und auf dem Kieferknochen je eine Reihe plattenförmiger Zähne, während der Unterkiefer nur eine Zahnreihe aufwies – Zähne, ideal um Muscheln und Krustentiere zu zerbeissen.
Die Entstehung dieser Pflasterzahnsaurier war bis anhin nicht schlüssig geklärt. Ein neuer Fund aus einer 246 Millionen Jahre alten Sedimentschicht beleuchtet nun den Ursprung und die stammesgeschichtliche Entwicklung der Placodonten. Wie das schweizerisch-deutsche Team unter der Leitung von Torsten Scheyer, Paläontologe an der Universität Zürich zeigt, handelt es sich beim Schädelfund aus Winterswijk (NL) um die ursprünglichste Form aller bekannten Pflasterzahnsaurier. Das Jungtier lebte vor 246 Millionen Jahren. Sein rund zwei Zentimeter grosser Schädel ist sehr gut erhalten, und seine Merkmale heben ihn von den bisher bekannten Placodonten ab.
Doppelte Zahnreihe mit spitzen Zähnen
Die bislang bekannten ursprünglichsten Placodonten besitzen die für die Gruppe charakteristische Doppelbezahnung im Oberkiefer und haben kugelförmige Zähne. Die namengebenden plattenförmigen Zähne treten erst bei den voll entwickelten Pflasterzahnsauriern auf. «Das Winterswijker-Exemplar hat im Unterschied zu allem bisher Bekannten keine plattenförmigen oder kugeligen Knackzähne, sondern eher kegelförmige, spitze Zähne», erläutert Scheyer den Befund, «sodass beim Zubeissen die spitzen Zähne des Unterkiefers präzise in den Raum zwischen Gaumen- und Oberkieferknochenzähnen griffen.»
Dass es sich beim neuen Fund tatsächlich um einen Placodonten handelt, belegt die für die Gruppe typische doppelte Zahnreihe im Oberkiefer. Gemäss den Forschern war das Gebiss von Palatodonta bleekeri, so der wissenschaftliche Name des Winterswijk-Exemplars, darauf spezialisiert, weiche Beutetiere fest zu halten und zu durchdringen. Dazu Scheyer: «Die Doppelbezahnung des Fundes kombiniert mit seinem hohen Alter lassen den Schluss zu, dass es sich um einen sehr ursprünglichen Placodonten handelt, aus dem sich dann die späteren Formen entwickelt haben.» Die Ausbildung der Knackzähne und die Spezialisierung auf eine Ernährung aus Muscheln und Krustentiere erfolgten folglich innerhalb der Entwicklungsgeschichte der Pflasterzahnsaurier.
Entstehung in Europa sichergestellt
Der kleine Palatodonta bleekeri-Schädel wirft ein neues Licht auf die Debatte um das Entstehungsgebiet der Pflasterzahnsaurier: Die bisherigen Funde liessen sowohl eine Entstehung in den Schelfmeergebieten des heutigen Chinas als auch in Europa zu. Aufgrund des hohen Alters des niederländischen Fundes und seiner ursprünglichen Form gilt jetzt die europäische Entstehung der Pflasterzahnsaurier als gesichert. Scheyer und Kollegen hoffen auf weitere spannende Funde aus Winterswijk, um die Entwicklungsgeschichte der Placodonten weiter voran zu treiben.
Literatur:
James M. Neenan, Nicole Klein, Torsten M. Scheyer. European origin of placodont marine reptiles and the evolution of crushing dentition in Placodontia. Nature Communications. March 27, 2013. doi: 10.1038/ncomms2633

27.03.2013, Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.
Mäuseväter prägen Nachwuchs bei der Partnerwahl
Mischlinge aus unterschiedlichen Hausmaus-Populationen paaren sich bevorzugt mit Individuen aus der Ursprungsgruppe des Vaters
Die Partnerwahl ist ein Schlüsselfaktor bei der Entstehung neuer Tierarten. Die Wahl für einen ganz bestimmten Partner kann die evolutionäre Entwicklung einer Art entscheidend beeinflussen. Bei Mäusen wird die Attraktivität des Gegenübers über Geruchsstoffe und akustische Signale im Ultraschallbereich vermittelt. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Evolutionsbiologie in Plön haben untersucht, ob sich Hausmäuse (Mus musculus) auch dann noch miteinander paaren, wenn sie aus lange voneinander getrennten Populationen stammen. Die Forscher haben dazu Mäuse aus einer deutschen und einer französischen Population zusammengesetzt. Während sich die Mäuse zu Beginn noch querbeet miteinander paarten, zeigten sich die deutsch-französischen Mischlingskinder deutlich wählerischer: Sie kopulierten bevorzugt mit Partnern aus der Stammpopulation des Vaters. Den Wissenschaftlern zufolge beschleunigt diese väterliche Prägung die Auseinanderentwicklung zweier Hausmauspopulationen und fördert somit die Artbildung.
Bei der sogenannten allopatrischen Artbildung werden die Individuen einer Art durch äußere Einflüsse wie Gebirge oder Meeresarme voneinander getrennt. Die räumliche Isolation führt auf Dauer dazu, dass sich in den Teilpopulationen unterschiedliche Mutationen ansammeln und sich so genetische Unterschiede herausbilden. Die Tiere können sich nicht mehr erfolgreich miteinander fortpflanzen und es entstehen zwei neue Arten.
Um herauszufinden, welche Rolle die Partnerwahl bei solchen Artbildungsprozessen spielt, haben Wissenschaftler um Diethard Tautz vom Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie eine umfangreiche Studie an Hausmäusen durchgeführt – einem klassischen Modellorganismus der Biologie. „Um zu untersuchen, ob sich bereits in der Frühphase der Artbildung Unterschiede im Paarungsverhalten der Mäuse zeigen, haben wir wildlebende Hausmäuse in Südfrankreich und Westdeutschland gefangen. Beide Populationen sind seit etwa 3.000 Jahren räumlich voneinander getrennt, das entspricht etwa 18.000 Generationen“, sagt Diethard Tautz. Die räumliche Isolation hat dazu geführt, dass sich französische und deutsche Mäuse genetisch unterscheiden lassen.
Die Plöner Forscher haben dafür eine halb-natürliche Umgebung geschaffen – eine Art „Playboy-Anwesen“ für Mäuse. Dies bestand aus einer mehrere Quadratmeter großen Fläche, die mit hölzernen Wänden, „Nestern“ aus Plastikzylindern und Plastikröhren räumlich strukturiert wurde. Zudem gab es eine Fluchtröhre mit mehreren Eingängen, die in ein benachbartes Käfigsystem führte. „Wir haben die Umgebung so konstruiert, dass alle Tiere freien Zugang zu allen Bereichen hatten, durch die zusätzlichen Strukturelemente aber auch Territorien ausbilden oder sich in Nester zurückziehen konnten“, erklärt Tautz. „Die Fluchtröhre ist ein Kontrollelement. Nutzen die Mäuse diese nur selten als Rückzugsgebiet – wie in unserem Experiment – dann herrscht im zentralen Raum keine Überbevölkerung.“
In diesem Zentralraum hatten deutsche und französische Mäuse nun Zeit und Platz, miteinander zu kopulieren und Nachkommen zu zeugen. „Zu Beginn paarte sich eigentlich jeder mit jedem. Doch bei den Nachkommen zeigte sich dann etwas Überraschendes“, sagt Tautz. Denn die Mäuse mit deutsch-französischen Eltern paarten sich später selbst bevorzugt mit Partnern, die nur die „Nationalität“ des Vaters hatten. „Hier gibt es offenbar eine väterliche Prägung, die Mischlinge dazu bewegt, sich für eine Seite zu entscheiden, eben die des Vaters“, schließt der Biologe aus den Ergebnissen seiner Studie. „Diese Prägung muss aber erst erlernt werden, das heißt die Tiere müssen in Anwesenheit des Vaters aufwachsen, was in der Käfighaltung, aus der sie kamen, nicht der Fall war.“
„Wir wissen, dass Mäuse im Ultraschallbereich miteinander kommunizieren und dass diese Sprache gerade bei Männchen Individualität und Verwandtschaft ausdrücken kann. Wir vermuten, dass diese väterlichen Gesänge ähnlich wie beim Gezwitscher von Singvögeln eine erlernte und eine genetische Komponente haben“, so Tautz. Französische und deutsche Mäuse könnten also tatsächlich verschiedene Sprachen sprechen, die vom Vater teils gelernt, teils geerbt werden. Einzelne Mäuse paaren sich entsprechend nur dann bevorzugt miteinander, wenn sie auch die gleiche Sprache sprechen.
Die deutsche und die französische Maus-Population waren ganz offensichtlich lange genug räumlich voneinander getrennt, dass sich auf der Ebene der Partnerwahl bereits erste Anzeichen einer Auseinanderentwicklung der Art zeigen. Darüber hinaus beschleunigt ein weiterer Aspekt des Sexualverhaltens die Artbildung. Mäuse haben zwar viele verschiedene Geschlechtspartner, die Forscher haben aber auch Partnertreue und Inzucht gefunden. Die Neigung zu Sex unter Verwandten fördert die Bildung genetisch einheitlicher Gruppen. Beides zusammen verstärkt den Artbildungsprozess.
Im nächsten Schritt will Diethard Tautz nun herausfinden, ob die Laute der Mäuse bei der väterlichen Prägung entscheidend sind oder ob möglicherweise doch auch Geruchssignale eine Rolle spielen. Darüber hinaus möchte der Biologe die Gene identifizieren, die an der Partnerwahl beteiligt sind.
Originalpublikation:
Inka Montero, Meike Tesche and Diethard Tautz
Paternal imprinting of mating preferences between natural populations of house mice (Mus musculus domesticus)
Molecular Ecology (2013), doi: 10.111/mec.122271

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