Neues aus Wissenschaft und Naturschutz

06.11.2013, Friedrich-Schiller-Universität Jena
Fossilienforschung mit Biss
Zoologe der Universität Jena baut Forschungsgruppe zur Evolution des Kauapparates auf
Es ist das härteste Material des menschlichen Körpers: Der Zahnschmelz hält nicht nur ein Menschenleben lang und erleichtert uns die Nahrungsaufnahme. Unsere Zähne sind es auch, die uns am längsten überdauern. So gehören Zähne und Teile des Kauapparates zu den häufigsten fossilen Funden, die von frühen Menschen und ihren Vorfahren übriggeblieben sind. „Einige von ihnen sind fünf Millionen Jahre und älter“, sagt der Evolutionsbiologe Dr. Kornelius Kupczik. An ihnen lasse sich ablesen, dass sich Zähne und Kiefer heutiger Menschen sehr stark etwa von denen der Neandertaler und anderer frühen Menschen unterscheiden. „Kurz gesagt: Das Gehirn wurde immer größer und die Zähne immer kleiner“, so Kupczik weiter, der an der Friedrich-Schiller-Universität Jena und dem Max-Planck-Institut für Evolutionäre Anthropologie Leipzig forscht.
Doch wie genau hat sich der Kauapparat des Menschen im Laufe der Evolution zu seiner heutigen Form entwickelt? Welche Rolle hat dabei die Ernährung gespielt? Wie arbeiten Muskulatur, Kiefer und Zähne zusammen und verleihen uns den richtigen Biss? Diese und andere Fragen wollen Dr. Kupczik und einige Fachkollegen in den kommenden fünf Jahren intensiv erforschen. Gefördert durch die Max-Planck-Gesellschaft mit insgesamt rund 2,5 Millionen Euro wird der Jenaer Forscher eine komplette Arbeitsgruppe zu diesem Thema aufbauen und leiten.
Angesiedelt wird die Gruppe im Rahmen des neugegründeten „Max Planck Weizmann Center for Integrative Archaeology and Anthropology“ am Leipziger Max-Planck-Institut für Evolutionäre Anthropologie sein. „Wir werden dabei eng mit dem Weizmann Institut in Israel und dem Institut für Spezielle Zoologie und Evolutionsbiologie der Uni Jena kooperieren“, kündigt Kupczik an. Insgesamt zehn bis zwölf Wissenschaftler aus unterschiedlichen Disziplinen werden sich der Evolution der Ernährung und des Kauapparates widmen, davon auch Doktoranden und Masterstudierende in Jena.
„Hier in Jena werden wir uns vor allem mit Hunden als Modellsystem befassen“, sagt der Evolutionsbiologe, der sich an der Jenaer Universität im Fachgebiet Zoologie habilitieren wird. „Mich interessiert die Frage, wie Form und Größe von Kiefer und die Beschaffenheit der Muskulatur die Kaukraft bestimmen.“ Dazu werden die Forscher unter anderem Röntgenvideoaufnahmen von kauenden Hunden analysieren, um die Bewegungsabläufe detailliert studieren zu können. „Aus diesen Daten lassen sich anschließend Computersimulationen und -modelle erstellen, an denen sich der Einfluss einzelner Parameter exakt bestimmen lässt.“ Das Uni-Institut für Spezielle Zoologie und Evolutionsbiologie, zu dem auch das Phyletische Museum gehört, verfügt über eine ausgewiesene Expertise auf dem Gebiet der Bewegungsforschung von Hunden.
Ein weiterer Vorteil der engen Zusammenarbeit mit dem Phyletischen Museum ist, dass die Forscher auf den großen Bestand von Hundeschädeln des Museums zugreifen können. Im Rahmen einer Doktorarbeit soll beispielsweise untersucht werden, wie sich Zahn- und Kieferformen auf die Funktionalität beim Kauen und Beißen auswirken. Dazu werden Ober- und Unterkiefer von über 100 lang- und kurzschnäuzigen Hunderassen genauestens unter die Lupe genommen. Hunde sind ein einzigartiges groß angelegtes Naturexperiment, da durch gezielte Zuchtauswahl und trotz geringer genetischer Unterschiede eine erstaunliche Vielfalt an Schnauzenformen entstanden ist. Damit stellen sie ein ideales Modellsystem zur Untersuchung evolutionärer Prozesse dar. „Am Beispiel des Hundegebisses sehen wir die Zusammenhänge von Morphologie und Funktionalität und können dann letztendlich auch Rückschlüsse auf die Evolution des menschlichen Kauapparates ziehen“, erwartet Dr. Kupczik.

08.11.2013, Leibniz-Gemeinschaft
Leibniz-Gemeinschaft bündelt ihre Kompetenzen zur nachhaltigen Sicherung der biologischen Vielfalt
Der Leibniz-Forschungsverbund „Biodiversität“ (LVB) hat jetzt seine Aktivitäten zur Sicherung der wertvollsten Ressource der Menschheit, der biologischen Vielfalt, durch Unterzeichnung eines Kooperationsvertrages auf eine solide Grundlage gestellt. Der Verbund vereint 22 Forschungsmuseen und Institute der Leibniz-Gemeinschaft aus den Sektionen Umweltwissenschaften, Lebenswissenschaften, Sozial-, Wirtschafts- und Raumwissenschaften sowie Mathematik, Natur- und Ingenieurwissenschaften. Gemeinsam werden innovative Lösungen entwickelt, um die biologische Vielfalt, von der genetischen Vielfalt bis hin zur Vielfalt der Lebensräume, langfristig zu sichern – zum Wohle für Mensch und Natur.
Durch die Unterzeichnung des Kooperationsvertrages wird die Koordination des Forschungsverbundes für zunächst fünf Jahre gesichert. Zugleich bedeutet es den Startschuss für gemeinsame Projekte und Aktivitäten im Bereich Biodiversität. Unter Federführung durch das Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung (IÖR) in Dresden und Beteiligung weiterer Partner des Forschungsverbundes startet gerade eine Studie zum Landschaftswandel in Deutschland. Der Landschaftswandel gilt als einer der stärksten aktuellen und zukünftigen Treiber für den Verlust von Biodiversität. Es werden die Triebfedern für einen beschleunigten Landschaftswandels identifiziert und Lösungen zum Schutz der Ökosystemvielfalt und dem Schutz von Landschaften entwickelt. Dies geschieht in Kooperation mit Bürgerinnen und Bürgern sowie Vertretern aus Politik.
Als weitere wesentliche Ursachen für den fortschreitenden Rückgang der Biodiversität gelten die rapide Ausbreitung gebietsfremder Arten, der Klimawandel sowie die Überdüngung von Land- und Wasserökosystemen. Bis zum Jahre 2050 muss mit einem Verlust von bis zu 50 Prozent der globalen Artenvielfalt gerechnet werden. Andererseits warten noch rund 90 Prozent aller Arten auf ihre Entdeckung – und verschwinden daher womöglich, bevor sie überhaupt erfasst werden. Dabei stellt die biologische Vielfalt die wichtigste Ressource der Menschheit dar: Sie ist Grundlage für die Gesundheit, trägt zur Ernährungssicherung bei und dämpft die Auswirkungen der Klimaveränderung. Zudem ist sie von hoher ethischer, kultureller und ästhetischer Bedeutung. Die dramatische Veränderung der biologischen Vielfalt zählt daher zu einer der größten gesellschaftlichen Herausforderungen, der sich der Leibniz-Forschungsverbund Biodiversität stellt.
Die Biodiversitätsforschung erfordert eine integrative und transdisziplinäre Herangehensweise: Es gilt, die Ziele der nationalen und internationalen Biodiversitätsabkommen mit den oft konkurrierenden Zielen der Klima-, Energie-, Landwirtschafts- und Wirtschaftspolitik in Einklang zu bringen.
Das Ziel des LVB ist es, gemeinsam nachhaltige Lösungsvorschläge und Synergien im Bereich der Biodiversitätsforschung zu entwickeln.
Folgende Forschungsschwerpunkte stehen dabei unter anderem im Vordergrund:
Untersuchung ökologischer, evolutionärer und ökonomischer Konsequenzen von neuartigen Lebensgemeinschaften, die keine gemeinsame Entwicklung aufweisen;
Erforschung von Ökosystemleistungen und deren Wechselwirkung mit der biologischen Vielfalt;
Abschätzung der zukünftigen Entwicklung der Biodiversität sowie die wesentlichen Treiber für Veränderungen in der Biodiversität;
Lösungssuche für die Speicherung komplexer Biodiversitätsdaten und deren öffentliche Verfügbarkeit.
Leibniz-Institute im Leibniz-Forschungsverbund Biodiversität:
ARL Akademie für Raumforschung und Landesplanung – Leibniz-Forum für Raumwissenschaften
ATB Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V.
DPZ Deutsches Primatenzentrum – Leibniz-Institut für Primatenforschung
DSMZ Leibniz-Institut DSMZ – Deutsche Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH
FZB Forschungszentrum Borstel – Leibniz-Zentrum für Medizin und Biowissenschaften
HPI Heinrich-Pette-Institut – Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie
IAMO Leibniz-Institut für Agrarentwicklung in Mittel- und Osteuropa
IfW Institut für Weltwirtschaft an der Universität Kiel
IGB Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei
IGZ Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau Großbeeren / Erfurt e.V.
IÖR Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung
IOW Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde
IPB Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie
IPK Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung
ISAS Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften
IZW Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung
MfN Museum für Naturkunde Berlin – Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung
PIK Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung
SGN Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung
ZALF Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung
ZFMK Zoologisches Forschungsmuseum Alexander König
ZMT Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie
Sprecher des Leibniz-Forschungsverbundes „Biodiversität“ ist Prof. Dr. Klement Tockner, Direktor des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), Berlin.

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