Neues aus Wissenschaft und Naturschutz

21.07.2014, Veterinärmedizinische Universität Wien
Weißbüschelaffen: Genom sequenziert
In einer aktuellen Studie im renommierten Journal Nature Genetics sequenzierte und analysierte ein internationales Forschungsteam, darunter die Bioinformatikerin Carolin Kosiol von der Vetmeduni Vienna, das gesamte Genom des Weißbüschelaffen. Damit wurde erstmals die gesamte DNA eines Neuweltaffen sequenziert. Über Vergleichsanalysen mit anderen Affengenomen fand das Forschungsteam genetische Grundlagen des Kleinwuchses und der besonderen Fortpflanzungsbiologie der Kleinstaffen.
Der Weißbüschelaffe gehört zu den sogenannten Neuweltaffen beheimatet in Südamerika. Diese sind genetisch weiter entfernt vom Menschen als die Menschenaffen und die Makaken, deren Genome bereits sequenziert wurden. „Gerade diese genetische Distanz und die besondere Position der Neuweltaffen im Primatenstammbaum liefert nun wichtige Erkenntnisse über die evolutionären Wurzeln des Menschen“, so Kosiol.
Die Weißbüschelaffen, oder –äffchen, gehören zur Familie der Krallenaffen. Sie leben ausschließlich in Südamerika und sind nur etwa 20 Zentimeter klein. Ihr Kleinwuchs ist jedoch nicht die einzige biologische Besonderheit. Die Weißbüschelaffen haben auch ganz besondere Strategien, wenn es um die Fortpflanzung geht. Innerhalb einer Gruppe pflanzt sich lediglich ein dominantes Paar fort. Alle anderen Gruppenmitglieder helfen bei der Aufzucht der Jungtiere, produzieren aber selbst keine Nachkommen. Das dominante Pärchen kann sich also sehr rasch reproduzieren, da es von den Gruppenmitgliedern intensiv unterstützt wird.
Genetische Grundlagen des Kleinwuchses
Das internationale Team um Humangenetikerin Kim Worley vom Baylor College of Medicine in Texas, USA, untersuchte im Rahmen der Studie die genetischen Grundlagen des Kleinwuchses bei den Weißbüschelaffen. Die Fachleute verglichen DNA-Sequenzen verschiedener Affenarten und fanden bestimmte Gene, die einer positiven Selektion unterliegen. Diese Gene evolvieren besonders schnell, das heißt, die Rate der protein-verändernden Mutationen ist höher als die Rate der Mutationen die keine Veränderung der Proteinfunktion verursachen. Dies ist ein Hinweis darauf, dass diese Gene einem besonders hohen Selektionsdruck unterliegen ihre Funktion zu verändern und damit den Organismus an neue Umweltbedingungen anzupassen. Beispielsweise unterliegt eine Gruppe von Wachstumshormon-Genen (GH-IGF) dieser positiven Selektion und ist vermutlich für den Kleinwuchs der Affen verantwortlich. Zusätzlich wurden auch Spuren der positiven Selektion auf Stoffwechsel- und Körpertemperaturgene, die in Verbindung mit einer kleinen Körpergröße stehen, gefunden.
Die Genetik der Zwillingsgeburten erforscht
Die Studie liefert auch ein besseres Verständnis von Zwillingsgeburten. Im Unterschied zum Menschen gebären Weißbüschelaffen fast ausschließlich Zwillinge. Zwillingsgeburten bei Weißbüschelaffen laufen im Gegensatz zum Menschen ohne Komplikationen ab.
Die ExpertInnen identifizierten das sogenannte WFIKKN1-Gen, das mit Zwillingsgeburten assoziiert sein dürfte. „Die Mutationen, die das Weißbüschel-Gen aufweist, waren wahrscheinlich der entscheidende ‚Schalter‘, der von den in Primaten üblichen Einzel- zu Zwillingsgeburten geführt hat “, so Kosiol. Die Erkenntnisse könnten auch zu einem besseren Verständnis von Mehrlingsschwangerschaften beim Menschen beitragen.
Weißbüschelaffen-Zwillinge sind grundsätzlich zweieiig, entstehen also aus zwei unterschiedlichen Eizellen, die sich genetisch unterscheiden. Allerdings besitzen diese Zwillinge immer einen 10 bis 50-prozentigen Anteil der Blutzellen ihres Geschwister-Zwillings. Die Zwillinge tauschen also bereits im Uterus Blutstammzellen aus und werden so zu genetischen Chimären, eine Besonderheit der Weißbüschelaffen. „Die Genetik der Primaten ist besonders interessant für unser Verständnis der Evolution von Primaten, Menschen und der Arten im Allgemeinen“, erklärt Co-Autorin Carolin Kosiol. „Die Evolution hat Spuren im Genom hinterlassen, durch den Vergleich von Genomen können wir diese nun erforschen.“
Service:
Der Artikel „The Common Marmoset Genome Provides Insight into Primate Biology and Evolution“ wird am 20.7.2014 im Journal Nature Genetics veröffentlicht. http://dx.doi.org/10.1038/ng.3042

21.07.2014, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Neue Mitglieder im Tiefsee-Club – Zwei neue Kalkschwamm-Arten in antarktischen Tiefen entdeckt
Die Wissenschaftlerin Dr. Dorte Janussen vom Senckenberg Forschungsinstitut hat gemeinsam mit einem skandinavischen Forscherteam zwei neue Kalkschwamm-Arten aus dem antarktischen Weddell-Meer beschrieben. Bisher wurden rund um die Antarktis insgesamt 50 Arten dieser alten Tiergruppe mit Kalkskeletten beschrieben. 44 der Kalkschwammarten gibt es ausschließlich in den antarktischen Gewässern. Die zugehörige Studie ist kürzlich im Fachjournal „Zootaxa“ erschienen.
Kalkschwämme sind meist nur wenige Zentimeter groß, haben ein fragiles Skelett und werden häufig als reine Flachwasserbewohner beschrieben. „Es gibt sie aber durchaus auch in tieferen Gewässern“, erklärt PD Dr. Dorte Janussen, Meeresbiologin am Senckenberg Forschungsinstitut in Frankfurt. „Die geringe Größe und die Zerbrechlichkeit der kalkigen Skelett-Elemente dieser Schwämme ist wohl ein Grund dafür, dass bisher nicht viele der im Tiefwasser lebenden Organismen entdeckt wurden.“
Janussen und ihr Doktorand Christian Göcke haben nun – gemeinsam mit dänischen und norwegischen Kollegen – zwei neue Arten antarktischer Kalkschwämme beschrieben. „Wir haben die Schwämme bei einer Expedition im Jahr 2008 aus einer Tiefe von etwa 600 Metern aus dem antarktischen Weddellmeer geborgen“, erzählt die Frankfurter Meeresbiologin und ergänzt: „Die Schwammfauna im antarktischen Ozean ist einzigartig. Nur sechs der 50 dort lebenden Kalkschwammarten wurden auch in anderen Gebieten gefunden“.
Janussen hatte vor rund zehn Jahren die ersten in der antarktischen Tiefsee gefundenen Kalkschwämme beschrieben: Die Schwämme Dermatreton scotti und Guancha sp. wurden aus einer Tiefe von 1120 Metern, der Schwamm Pericharax sogar aus 4065 Metern Tiefe an Deck des Forschungsschiffes Polarstern geholt. „Das Vorkommen von kalkigen Organismen unterhalb von 4000 Metern und damit unterhalb der Karbonat-Kompensations-Tiefe ist wirklich erstaunlich“, betont Janussen und fügt hinzu: „Aufgrund des hohen Kohlendioxid-Partialdrucks löst sich Kalk normalerweise unterhalb dieser Grenze auf. Die Skelette der von uns gefundenen Schwämme zeigen aber keinerlei Zeichen der Auflösung.“
Die Wissenschaftlerin vermutet, dass eine im Mikroskop beobachtete organische Lamelle oder Membran das kalkige Skelett der Schwämme vor dem umgebenden Meerwasser schützt.
„Bisher wurden aus Tiefen unter 2000 Metern nur vereinzelt Kalkschwammarten beschrieben“, erzählt Janussen. „Dies liegt sicherlich auch daran, dass die Sammelmethoden in der Tiefsee – besonders für kleine, zerbrechliche Meeresbewohner – nicht immer geeignet sind, um alle dort lebenden Tiere zu erfassen.“
Die neusten Entdeckungen in der Antarktis zeigen aber, dass Kalkschwämme keineswegs „Exoten“ unter den Tiefwasserbewohnern sind und deren Artenvielfalt wahrscheinlich viel höher ist, als bisher angenommen.

21.07.2014, Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen
Naturerbe bedroht: 45 Wildbienenarten in NRW bereits ausgestorben
Artensterben birgt wirtschaftliche Risiken für Obst- und Rapsanbau in NRW
Düsseldorf (agrar-PR) – Umweltminister Johannes Remmel warnt vor wirtschaftlichen Einbußen im Anbau von Obst und Raps, sollte sich das Artensterben auch in NRW weiter forcieren. „Täglich verschwinden etwa 130 Tier- und Pflanzenarten von unserem Planeten. Dieses Artensterben birgt auch große Risiken für uns Menschen“, sagte der Minister. So sind etwa in NRW von den 364 heimischen Wildbienenarten bereits 45 Arten ausgestorben.
Weitere 129 Arten sind akut in ihrem Bestand gefährdet. „Das Verschwinden von wilden Bienen ist besorgniserregend, denn dadurch stehen wichtige Bestäuber für unsere Wild- und Nutzpflanzen nicht mehr zur Verfügung“, erläuterte Remmel. „Wir sind dabei, die Festplatte unserer Natur unwiederbringlich zu löschen. Das gilt auch für unser Bundesland, in dem rund 45 Prozent der Tier- und Pflanzenarten gefährdet sind.“
Auf der 10. Station seiner Sommertour „WildesNRW“ informierte sich Minister Remmel beim Bieneninstitut der NRW-Landwirtschaftskammer in Münster, welche Aufgaben Wild- und Honigbienen übernehmen und wie sie geschützt werden können.
Alle Bienenarten stehen aufgrund ihrer starken Bedrohung und ihrer hohen ökologischen Bedeutung als Bestäuber von Blütenpflanzen ganzjährig unter Schutz. Ihre Nester dürfen nicht zerstört werden. Wilde Bienen leisten neben der Honigbiene einen wichtigen Beitrag zur Bestäubung von zum Beispiel Erdbeerfeldern oder Apfelplantagen, von Blüten in der freien Natur oder in Schreber- und Hausgärten.
Die Hauptursache für den Schwund von Wildbienen ist, dass durch eine immer intensivere Nutzung von landwirtschaftlichen Flächen Kulturlandschaften ohne Artenvielfalt entstehen.
Die Folge ist ein fehlendes Futterangebot durch ein immer magereres Angebot an Blüten in Frühjahr, Sommer und Herbst. Zudem reagieren Wildbienen und Honigbienen sehr empfindlich auf den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln. Ein unsachgemäß angewendetes Beizmittel für Maiskörner hat 2008 in Baden-Württemberg zum Tod tausender Honigbienenvölker geführt.
Imker machen sich schon lange Sorgen um das Wohlergehen ihrer Honigbienenvölker: Parasiten wie die Varroa-Milbe, der Nesoma-Pilz oder Viren sowie eine in den USA jüngst entdeckte parasitäre Fliege schwächen die Bienen und können ganze Völker ausrotten. Der Verlust von Honigbienenvölkern kann starke wirtschaftliche Einbußen im Anbau von Obst und Raps nach sich ziehen. Der Verlust von heimischen Wildbienenarten wiegt umso schwerer, da diese nicht mehr als Ersatz für die Honigbiene einspringen können.
Das Artensterben birgt für Minister Remmel große Risiken für den Menschen. Nur langsam setze sich die Erkenntnis durch, dass es beim Artenschutz um mehr geht als das Überleben der letzten Wildkatze oder der letzten Wald-Biene, so der Minister. Remmel: „Verloren gegangene Artenvielfalt kann der Mensch nicht wieder herstellen. Durch den Verlust von Arten, Genen und Lebensräumen verarmt die Natur, ganze Ökosysteme und damit auch der Mensch geraten in Gefahr.“
In Nordrhein-Westfalen halten etwa 12.500 Imkerinnen und Imker 74.000 Bienenvölker. Die Bienen produzieren in Nordrhein-Westfalen im Jahr etwa 2.200 Tonnen Honig im Wert von etwa 17,7 Millionen Euro. Die Bestäubungsleistung der Honigbiene spielt im Naturhaushalt, für die Artenvielfalt sowie in der Agrarwirtschaft eine wichtige Rolle und ist unverzichtbar.
Durch den Bienenflug werden die Erträge zahlreicher Nutzpflanzen in der Landwirtschaft gesteigert. Deshalb unterstützt das Land Maßnahmen zur Gesunderhaltung der Honigbienen sowie die Imkerinnen und Imker bei ihren diversen Aktivitäten. Auch eine Verbreiterung der Nahrungsgrundlage in der Agrarlandschaft ist sehr wichtig.
Wie Gartenbesitzerinnen und Gartenbesitzer etwas zum Schutz von Wildbienen und anderen Insektengruppen beitragen können, zum Beispiel mit dem Bau eines Insektenhotels, wird erläutert unter:
www.wildbienen.de
www.natur-in-nrw.de/HTML/Tiere/Insekten/nisthilfen.html
www.wildbienen-umweltbildung.de/cms/front_content.php?idcat=lang=
Faltblatt zur neuen Naturschutzpolitik in NRW
Broschüre zu den 14 Naturparken und dem Nationalpark Eifel
Verlust der biologischen Vielfalt bedroht das wilde NRW
In Nordrhein-Westfalen leben über 43.000 verschiedene Tier-, Pilz- und Pflanzenarten. Dieser Artenreichtum ist die Folge des Nebeneinanders zweier großer, sehr verschiedener Naturräume: Dem atlantisch geprägten Tiefland und dem kontinental geprägten Bergland.
Jede dieser Regionen bietet eine historisch gewachsene Vielfalt von Lebensräumen (Biotopen) mit ihren typischen Tieren und Pflanzen, vom kleinsten Insekt über unseren „Urwald-Baum“, die Rotbuche, und den Wanderfalken als weltweit schnellstem Lebewesen bis hin zum größten Wildtier in NRW, dem europäischen Wisent. Ein Schatz direkt vor unserer Tür. Aber auch ein Schatz, der bedroht ist und den es zu bewahren gilt.
Weltweit ist die biologische Vielfalt massiv bedroht. Seit Jahrzehnten ist ein dramatischer Rückgang der Arten zu beobachten. So liegt die gegenwärtige Verlustrate in einigen Regionen der Welt etwa 100 bis 1.000 Mal höher als die natürliche Aussterberate. Auch in NRW geht der Verlust an biologischer Vielfalt weiter.
Unsere Landschaften und Lebensräume haben sich durch die Eingriffe des Menschen stark verändert. Dies zeigt zum Beispiel ein Blick auf die Wälder in Deutschland: Von Natur aus wären rund zwei Drittel der Fläche Deutschlands von unserem Ur-Baum, der Rotbuche, bedeckt. Heute sind es real aber nur noch knapp sechs Prozent der Fläche.
Unser Naturerbe in NRW zu erhalten, ist eine Herkulesaufgabe, denn auch in NRW konnte bisher das Artensterben nicht aufgehalten werden: Etwa 45 Prozent der untersuchten Tier- und Pflanzenarten sind gefährdet, vom Aussterben bedroht oder bereits ausgestorben.
Nach der aktuellen „Roten Liste NRW“ sind dabei Schmetterlinge (rund 55 Prozent), Moose (60 Prozent), Kriechtiere (etwa 71 Prozent) sowie Vögel und Wildbienen/Wespen (jeweils rund 52 Prozent betroffen) überdurchschnittlich gefährdet.
Die Ursachen des Artensterbens sind häufig menschengemacht: Hierzu gehören unter anderem die zu intensive Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Flächen, die Zerstörung und Zerschneidung naturnaher Lebensräume und der fortschreitende Flächenfraß. So gehen täglich in NRW etwa 10 Hektar an wertvollen Lebensräumen für eine Vielzahl von Tier-, Pilz- und Pflanzenarten verloren.
Das NRW-Umweltministerium will dem fortschreitenden Verlust der biologischen Vielfalt mit einer neuen Biodiversitätsstrategie und einem neuen Landesnaturschutzgesetz entgegenwirken. Beide Vorhaben sollen in den nächsten beiden Jahren umgesetzt werden.

22.07.2014, Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen
Wanderfalke kehrt nach NRW zurück
Parlamentarischer Staatssekretär Horst Becker informiert sich auf der zwölften Station der Sommertour „WildesNRW“ über den schnellsten Vogel der Welt
Düsseldorf (agrar-PR) – In NRW gelten derzeit 30 bis 40 Wirbeltierarten als ausgestorben oder verschollen. Dazu gehören neben dem Wolf oder dem Wildpferd vor allem viele Vogelarten wie der Fischadler oder das Auerhuhn. Bis Ende der Siebziger Jahre gehörte auch der Wanderfalke dazu. Hauptursache dafür war die Schadstoffbelastung durch Pestizide. Nur durch gezielte Schutzmaßnahmen sowie den Rückgang der Pestizidbelastung stieg die Brutpaarzahl wieder deutlich. Die ersten erfolgreichen Wiederbesiedlungen erfolgten in NRW ab dem Jahr 1989. „Artenschutz und die Wiederansiedlung von Tieren ist machbar.
Wir brauchen nur den Mut und ein Stück Pioniergeist, um der Natur nicht nur zu nehmen, sondern auch zurückzugeben“, erklärte der Parlamentarische Staatssekretär Horst Becker heute beim Besuch einer Wanderfalkenbrut an der St. Suitbertus Kirche in Düsseldorf-Bilk. Auf der zwölften Station der Sommertour „WildesNRW“ informierte sich der Staatssekretär über die Wiederansiedlung und Funktion des Wanderfalken im urbanen Raum.
„Direkt vor unserer Haustür befindet sich im urbanen Raum ein Stück Wildnis. Dieser Schatz vor unserer Tür will immer wieder neu entdeckt, muss aber auch geschützt werden“, sagte Becker, als er den zweithöchsten Kirchturm Düsseldorfs bestieg, um einen Wanderfalkennistplatz zu besichtigen. „Die heimische Artenvielfalt, der Schatz vor unserer Tür ist bedroht, das gilt auch immer noch für den Wanderfalken“, ergänzte Becker. „Wir sind dabei, die Festplatte unserer Natur unwiederbringlich zu löschen und müssen gegensteuern. Etwa 45 Prozent der untersuchten Tier- und Pflanzenarten sind gefährdet, vom Aussterben bedroht oder bereits ausgestorben. Dabei sind die Ursachen des Artensterbens häufig menschengemacht. Vor allem eine zu intensive Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Flächen und die Zerschneidung von Lebensräumen hinterlassen deutliche Spuren. Mit unseren Projekten zur Wiederansiedlung, geben wir vielen Lebensräumen und Biotopen Tier- und Pflanzenarten mit wichtigen Funktionen zurück.“
Als sicher ausgestorben in NRW gelten die Säugetiere Braunbär, Elch, Wisent, Auerochse, Wildpferd, Wolf und die Fledermausart Kleine Hufeisennase. Hinzu kommen mindestens 23 Vogelarten, dazu gehören unter anderem Wiedehopf, Blauracke, Brachpieper, Kampfläufer, Goldregenpfeifer, Fischadler sowie Auer- und Birkhuhn. Bei den Fischarten gelten Finte, Maifisch, Stör und Stint als ausgestorben. Beim Maifisch kann sich die Situation in Zukunft wieder ändern, sobald sich eine sichere Population durch die Wiederansiedlung im Rhein etabliert hat.
Der Wanderfalke findet inmitten der von Kohle und Industrie geprägten Landschaften des Ruhrgebiets seine bevorzugten Lebensräume. Er nutzt die Schornsteine, Kirch- und Kühltürme, um dort seine Nester zu bauen. In seinen natürlichen Lebensräumen, wie Felslandschaften oder Steinbrüchen, ist er dagegen eher selten zu finden.
Die Ägypter nannten den Wanderfalken nur den Sonnenvogel, weil sie glaubten, dass er jeden Morgen die Sonne an den Himmel zog. Heute ist der Wanderfalke (Falco peregrinus) vor allem auch deshalb bekannt, weil er das schnellste Lebewesen auf der Erde ist: Im Sturzflug erreicht er spektakuläre Geschwindigkeiten von mehr als 300 Kilometer pro Stunde. Damit ist er fast so schnell wie ein Formel 1-Wagen. Im Jahr 2013 gab es wieder 189 Wanderfalken-Brutpaare in Nordrhein-Westfalen. Mit derzeit 339 flüggen Jungtieren wurde aktuell ein neuer Höchstwert erreicht.
Im Süden Düsseldorfs besteht seit einigen Jahren eine erfolgreiche Kooperation zwischen der Kirchengemeinde St.-Bonifatius und der Arbeitsgemeinschaft Wanderfalkenschutz (AGW) im NABU-Landesverband zum Wohl des Wanderfalken. Die AGW, die in diesem Jahres ihr 25jähriges Jubiläum feiert, setzt sich ausschließlich für den praktischen Schutz und Erhalt der Wanderfalken ein. Derzeit sind rd. 100 Mitglieder aktiv, während der Brutsaison sogar noch mehr. Die Mitglieder stellen Nistkästen an Bauwerken auf, erfassen den Brutbestand und beringen die Jungvögel.
Durch ambitionierte Naturschutzprojekte konnten in den letzten Jahren aber auch deutliche Erfolge erzielt werden. Durch die Ausweisung von 100 Wildnisgebieten in den Wäldern des Landes und weiteren Schutzgebieten wurden wichtige Lebensräume für gefährdete Arten geschaffen. Einst ausgestorbene Tier- und Pflanzenarten sind mittlerweile wieder in Nordrhein-Westfalen heimisch und in ihrem Bestand gefährdete Arten konnten sich wieder erholen.
So zählen die Bachforelle und viele Libellenarten zu den Gewinnern der Renaturierung und Verbesserung der Gewässergüte vieler Fließgewässer.
Ehemals ausgestorbene Arten wie der Lachs sind mithilfe eines aufwändigen Wiederansiedlungsprojektes in Rheinnebenflüssen, vor allem der Sieg wieder heimisch. Auch der bis vor einigen Jahren ausgestorbene Fischotter ist in das Münsterland zurückgekehrt. „Die Verbesserung der Waldlebensräume zeigt Erfolge“, sagte Hans-Jürgen Schäfer, Abteilungsleiter Naturschutz bei Wald und Holz NRW. „Wildkatze und Schwarzstorch kehren mehr und mehr in unsere Wälder zurück. Die Rückkehrer sind für uns das Signal, dass sich die jahrzehntelangen Investitionen in die Zukunft unserer Wälder und den Artenschutz gelohnt haben“, sagte Schäfer.
„Seit 1997 liegen aus Nordrhein-Westfalen vereinzelte Hinweise auf Luchse in der Eifel, im Rothaargebirge und aus dem Teutoburger Wald vor, deren Herkunft jedoch unklar ist.“ Damals gab es auch erste Hinweise, dass ein Luchs sich im Raum Hellenthal, Kreis Euskirchen, aufhalten sollte. Seit 2008 wird im südlichen Teutoburger Wald ein weiterer Luchs beobachtet. Der Luchs war seit dem 17. Jahrhundert aus unseren Wäldern verschwunden. Der letzte Luchs in Westfalen wurde am 29. November 1745 erlegt. Der Wolf ist auf dem Gebiet des heutigen Nordrhein-Westfalens Mitte des 19. Jahrhundert ausgerottet worden.

23.07.2014, Universität Bielefeld
Klimawandel: Überlebenschance von Seebären sinkt
Biologe der Universität Bielefeld veröffentlicht Langzeitstudie in Nature
Wissenschaftler der Universität Bielefeld und des British Antarctic Survey (BAS) in Cambridge (England) haben herausgefunden, wie der Klimawandel eine Population von antarktischen Seebären beeinflusst. In der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift „Nature“ zeigen die Forscher, dass der Klimawandel zu einer Verknappung der Nahrung geführt hat und somit einen erheblichen Einfluss auf die Genetik und den Bestand der Seebären ausübt: Die erschwerten Umweltbedingungen haben dazu geführt, dass fast ausschließlich diejenigen Weibchen überleben und sich fortpflanzen, die eine hohe genetische Vielfältigkeit aufweisen. Durch den Verlust der übrigen Tiere ist die Populationsgröße stark zurückgegangen.
Die Ergebnisse beruhen auf einer Langzeitstudie zu Größe, Gewicht, Jungenanzahl und genetischer Vielfalt der Seebären auf der antarktischen Insel Südgeorgien. Das BAS ermöglichte es den Forschern zu erkunden, wie sich die Lebensläufe der Tiere im Laufe der Zeit und abhängig von Klima und Nahrungsverfügbarkeit gewandelt haben. Um die Veränderungen beurteilen zu können, analysierten Dr. Jaume Forcada (BAS) und der Bielefelder Biologe Dr. Joe Hoffman Daten, die bis in das Jahr 1981 zurückreichen.
Forcada, Erstautor der nun erschienenen Studie, erklärt: „Weibliche Seebären werden heutzutage mit einem niedrigeren Gewicht geboren als noch vor 20 Jahren. Diejenigen, die überleben und sich paaren, sind tendenziell größer und bekommen ihr erstes Junges später im Leben. Solche Veränderungen werden typischerweise mit Nahrungsstress in Verbindung gebracht.“ Der Wissenschaftler erläutert wie es zu dieser Reduktion des Nahrungsangebots gekommen ist: „Eine wichtige Nahrungsquelle für die Seebären ist antarktischer Krill. Die Daten, die über Jahrzehnte auf Südgeorgien gesammelt wurden, zeigen, dass Veränderungen der Seebärenzahlen mit denen des Krillbestandes einhergehen. Auch wenn Krill insgesamt sehr häufig ist, wird seine Verfügbarkeit in den Jagdrevieren der Seebären durch ökologische Schwankungen bestimmt. Derartige Umweltveränderungen werden durch das Klima beeinflusst, insbesondere durch die lokale Witterung, die Ausdehnung des Meereises und ozeanografische Bedingungen. Ungünstige Klimabedingungen werden typischerweise mit einem geringen Vorkommen von Krill in Verbindung gebracht, wodurch sich der Überlebens- und Paarungserfolg der Seebären verringert.“ Krill sind garnelenartige Krebstiere, die zu Plankton zählen.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass Weibchen, die bis zur Mutterschaft überleben, eher heterozygot waren. Heterozygot meint mischerbig, genauer: Individuen, deren Eltern sich genetisch stärker voneinander unterscheiden, erben für viele Merkmale unterschiedliche Varianten desselben Gens, eine von der Mutter, die andere vom Vater. Ein heterozygotes Individuum ist somit genetisch variabler als eines, das homozygot ist. Bei vielen Arten wird Heterozygotie mit besseren Überlebens- und Fortpflanzungschancen in Verbindung gebracht. Heterozygote Seebärenweibchen haben eine größere Wahrscheinlichkeit zu überleben und Junge zu bekommen, aber ihre Jungen haben diesen Vorteil nur, wenn sie selbst heterozygot sind. Heterozygotie wird jedoch nicht vererbt: Ob ein Seebären-Junges heterozygot oder homozygot ist, hängt davon ab, mit welchem Männchen sich ein Weibchen paart, ist also stark vom Zufall geprägt. Das bedeutet, dass viele Seebären geboren werden, die wenig heterozygot und deshalb schlechter in der Lage sind, mit der sich wandelnden Umwelt zurechtzukommen.
„Wir haben herausgefunden, dass Seebärenmütter im Durchschnitt heterozygoter sind als noch vor 20 Jahren. Das liegt daran, dass die heterozygoten Tiere eine größere Chance haben, trotz der veränderten Umweltbedingungen zu überleben. Starke natürliche Selektion durch Umwelteinflüsse kann zu schneller Evolution von Anpassungen führen. Allerdings scheint die Evolution der Seebären insofern begrenzt zu sein, als dass überlebende Weibchen ihre Heterozygotie nicht an ihre Nachkommen weitergeben“, erläutert Joe Hoffman, Co-Autor der Studie, von der Universität Bielefeld. „Deshalb muss mit jeder neuen Generation der Selektionsprozess komplett neu beginnen und nur jene Individuen, die zufällig heterozygot geboren wurden, haben eine gute Chance zu überleben. Da sich das Klima weiterhin wandelt, erreichen nur wenige Seebären-Junge das Erwachsenenalter, sodass der Bestand rückläufig ist.“
Der Klimawandel verändert den umweltbedingten Selektionsdruck auf viele Tier- und Pflanzenarten, und Forscher wissen noch nicht, wie unterschiedliche Populationen auf die neuen Umweltbedingungen reagieren werden. Veränderungen in einer Art können außerdem Auswirkungen auf das gesamte Ökosystem haben. Die Studie von Forcada und Hoffman zeigt, wie wichtig Langzeitstudien sind, um die Wechselwirkungen innerhalb eines Systems zu verstehen und seine Reaktion auf den globalen Klimawandel vorhersagen zu können. Die verringerte Verfügbarkeit von Krill in den Jagdgründen der Seebären-Population von Südgeorgien hat die natürliche Selektion auf die Raubtiere verstärkt, die aber bisher nicht in der Lage sind, sich hieran anzupassen.
Die genetische Studie wurde unterstützt von einer Marie Curie-Maßnahme des 7. EU-Forschungsrahmenprogramms sowie eines Stipendiums der Deutschen Forschungsgemeinschaft, verliehen an Joseph Hoffman.
Originalveröffentlichung:
Jaume Forcada, Joseph Ivan Hoffman, Climate change selects for heterozygosity in a declining fur seal population, Nature, http://dx.doi.org/10.1038/nature13542, erschienen am 24. Juli 2014.

23.07.2014, Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.
Fledermäuse nutzen Polarisationsmuster zur Orientierung
Max-Planck-Forscher entdecken neue Sinnesleistung bei Säugetieren
Tiere können zur Orientierung verschiedenste Sinneswahrnehmungen einsetzen. Beispielsweise verwenden Vögel das Polarisationsmuster des Sonnenlichtes in der Atmosphäre, um ihr Orientierungssystem zu kalibrieren. Nun haben Forscher vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen und von der Queen’s University Belfast zusammen mit Kollegen aus Israel ausgerechnet bei einer nachtaktiven Säugetierart, dem Großen Mausohr, die Fähigkeit zur Orientierung mit Hilfe von polarisiertem Licht entdeckt. Diese Fledermäuse nutzen das Polarisationsmuster im Abendhimmel, um ihren inneren Kompass zu kalibrieren.
Im Laufe der Evolution haben sich vielfältige Sinnesorgane entwickelt, die den einzelnen Arten vielfältige Möglichkeiten geben, ihre Umgebung wahrzunehmen. So können zum Beispiel manche Insekten, Fische und Vögel ultraviolettes Licht sehen. Die Wahrnehmung von polarisiertem Licht ist bislang nur bei wenigen Tiergruppen beobachtet worden, hauptsächlich bei Insekten, Vögeln und Reptilien. Polarisiertes Licht entsteht durch die Streuung des Sonnenlichts in der Atmosphäre. Das dabei entstehende Polarisationsmuster dient vielen Tieren als Kompass. Bekannte Beispiele sind die Orientierung von Honigbienen und Zugvögeln mittels polarisierten Lichts. Auch Menschen sind zu einem gewissen Grad fähig, polarisiertes Licht zu sehen: So genannte Haidinger Büschel erscheinen als diffuse, gelbliche Formen im Auge. Dass Säugetiere diese Sinneswahrnehmung auch nutzen können, war bislang noch nicht bekannt.
Dies hat nun ein internationales Team von Fledermausforschern um Stefan Greif vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen bewiesen. Sie fanden heraus, dass das Große Mausohr (Myotis myotis) das polarisierte Licht der Abenddämmerung zur Kalibrierung ihres Orientierungssystems nutzt, das sich am Erdmagnetfeld der Erde ausrichtet.
Dazu fingen die Forscher 70 Mausohr-Weibchen in der Orlova Chuka-Höhle im Nordosten Bulgariens. Sie setzten einen Teil der Fledermäuse einer um 90 Grad verschobenen Polarisationsrichtung zum natürlichen Spektrum aus, der andere Teil der Tiere wurde in die gleichen Boxen, nur ohne Filter, gesetzt. Die Tiere wurden in den Boxen an zwei verschiedene, der Ausgangsposition entgegen gesetzte Orte gebracht. Um die Flugroute der Tiere zu verfolgen, versahen die Forscher die Fledermäuse mit kleinen Sendern und ließen sie lange nach Einbruch der Dunkelheit frei. Diejenigen Tiere, die bei Sonnenuntergang einem um 90 Grad verschobenen Polarisationsmuster ausgesetzt waren, flogen danach in eine Richtung, die um 90 Grad von der abwich, in welche die Kontrolltiere flogen.
Mit diesem einfachen Experiment konnten die Forscher erstmals zeigen, dass Fledermäuse das Polarisationsmuster im Abendhimmel nutzen, um ihren inneren Magnetkompass zur Orientierung zu kalibrieren. Wie genau dies funktioniert, ist allerdings noch unklar. “Weitere verhaltensphysiologische Studien sind nötig, um den genauen Mechanismus zu entschlüsseln“, sagt Stefan Greif, Erstautor der Studie.
Originalpublikation:
Stefan Greif, Ivailo Borissov, Yossi Yovel, Richard A. Holland
A functional role of the sky’s polarization pattern for orientation in the greater mouse-eared bat
Nature Communications, veröffentlicht online am 22.07.2014 (DOI: http://dx.doi.org/10.1038/ncomms5488)

24.07.2014, Dachverband Deutscher Avifaunisten
10% aller Vogelarten im Naturschutz bisher übersehen
Mehr als 350 als neue Arten anerkannte Vogelarten wurden erstmalig von BirdLife International im Rahmen der Aktualisierung der Roten Liste der IUCN für Vogelarten genauer untersucht. Beunruhigenderweise mussten mehr als 25 % dieser neuen Vogelarten als gefährdet eingestuft werden, gegenüber 13% aller Arten, die in der Gefährdungskategorie herabgesetzt werden konnten. Die bisher „übersehenen“ Arten werden damit zu dringenden Vorrangarten für Naturschutzmaßnahmen.
Der erste Teil einer zweiteiligen, umfassenden taxonomischen Neueinstufung der Vogelarten der Roten Liste hat sich auf die Nicht-Singvögel, wie Greifvogelarten, See- und Wasservögel sowie Eulen, konzentriert. Als Ergebnis wurden 361 Arten als eigenständig anerkannt, die zuvor als Unterarten behandelt worden waren. Die neue Gesamtzahl der Non-Passerines von 4472 legt nahe, dass die frühere Klassifikation die Artenvielfalt der Vögel um mehr als 10% unterschätzt hat.
Arten wie der „Belem-Hokko“ Crax pinima in Brasilien und der Desertas-Sturmvogel Pterodroma deserta auf Madeira wurden sofort als weltweit bedroht eingestuft. Im Fall des „Blaubart-Helmkolibri“ Oxypogon cyanolaemus, in Kolumbien könnte es für Schutzmaßnahmen bereits zu spät sein, denn die letzten Sichtungen der Art liegen fast 70 Jahre zurück.
Die neuen Kriterien zur Ausweisung von Arten als eigenständig ermöglichen eine direkt vergleichbare Bewertung des Schutzstatus aller Vogelarten. Daraus lassen sich mit höherer Genauigkeit auch die für Vögel, Natur und Menschen wichtigsten Flächen ableiten — die Flächen auf unserem Planeten, die Schutz am nötigsten haben.
Unter den Beispielen für neue Arten findet sich der Somali-Strauß, der bisher als Unterart des nicht gefährdeten Afrikanischen Strauß galt. Der Somali-Strauß Struthio molybdophanes, beheimatet in Somalia, Äthiopien, Djibouti und Kenia, wird nun als eigenständig anerkannt und ist aufgrund rapider Bestandsabnahmen durch Jagd, Sammeln von Eiern und direkte Verfolgung als gefährdet eingestuft — die Situation könnte sich drastisch verschärfen, wenn nicht bald etwas gegen den negativen Trend unternommen wird. Am Somali-Strauß wird deutlich, wie wichtig bessere Kenntnis der Arten sowie die Durchführung von Naturschutzmaßnahmen in sehr schwierigen Gebieten sind, wie Andy Symes, BirdLife′s Global Species Officer betont. Unabdingbar ist hierzu die Einschätzung des Schutzstatus einzelner Arten, aber auch die Identifikation der Flächen, die vorrangig unter Schutz gestellt werden müssen, so Jane Smart, Global Director, IUCN Biodiversity Conservation Group. „Dank der andauernden Arbeit zur Bewertung von Arten und Flächen von BirdLife sollte die frühzeitige Erkennung von Gefährdungen für Arten wie den Somali-Strauß zu rechtzeitigen Maßnahmen zum Erhalt der Art und besonders schützenswerter Gebiete beitragen.“
Neben der Einstufung neuer Arten wurde für die Rote Liste 2014 auch der Status der bisher bekannten Arten wieder neu bewertet. Der farbenprächtige Bugunhäherling Liocichla bugunorum kommt in nur drei kleinen Flächen im ostindischen Himalaya vor, wo nur eine Handvoll Brutpaare festgestellt werden konnten. Aufgrund des Neubaus einer Straße durch seinen Lebensraum und unkontrollierte Feuer wurde die Art als „vom Aussterben bedroht“ eingestuft.
Dank erfolgreicher Schutzbemühungen konnte sich der Bestand des Bartgeiers in Europa erholen — weltweit nimmt die Art jedoch weiterhin ab. Gründe hierfür sind Vergiftung, Störungen und Zusammenstöße mit Stromleitungen, sodass der Bartgeier nun auf der Vorwarnliste bedrohter Arten steht.
Im Rahmen der Aktualisierung der Roten Liste 2014 hat sich gezeigt, wo die wichtigen und gefährdeten Schwerpunktgebiete für Vögel liegen. Viele der neu anerkannten Arten finden sich in Südostasien, wo die Artenvielfalt besonders gefährdet ist. Teilflächen dieser Region sind bereits als weltweit besonders bedeutend für endemische Arten, die nirgendwo sonst auf der Erde vorkommen, identifiziert. Einige dieser Flächen beherbergen sogar mehr einzigartige Arten als bisher angenommen, wie beispielsweise die indonesischen Inseln Talaud und Sangihe sowie Bereiche der Philippinen, darunter die Insel Cebu. Hier muss umgehend mit dem Schutz von verbliebenem Lebensraum begonnen werden, um die Zukunft vom Aussterben bedrohter Arten wie des Sangihe-Rostfischers Ceyx sangirensis und der „Cebu-Amethysttaube“ Phapitreron frontalis zu sichern — beide Arten sind seit kurzem nicht mehr beobachtet worden, könnten aber in kleiner Zahl noch ein Dasein fristen. Auch auf Java sind die Umstände für Naturschutz beunruhigend. Neu anerkannte Arten wie der gefährdete „Java-Sultanspecht“ Chrysocolaptes strictus und der Brustbandeisvogel Alcedo euryzona, der auf der Roten Liste sofort in die Kategorie „vom Aussterben bedroht“ aufgenommen wurde, zeigen die Vielfalt einzigartiger Vögel auf dieser Insel. Javas hohe Bevölkerungsdichte und andauernde Urbanisierung beeinträchtigen Schutzbemühungen jedoch erheblich, so dass „Java-Sultanspecht“ und Brustbandeisvogel schon bald verschwunden sein könnten.
Für Dr. Stuart Butchart, BirdLife′s Head of Science, ist die Rote Liste ein unerlässliches Instrument nicht nur zur Identifikation der Arten, die Schutz am nötigsten haben, sondern auch zur Ausweisung von besonders zu schützenden Lebensräumen und Flächen, Important Bird und Biodiversity Areas eingeschlossen, die einen wichtiger Schwerpunkt im Naturschutz darstellen. So wird die aktualisierte Rote Liste 2014 für Vogelarten sicher dabei helfen, die Prioritäten für zukünftige Naturschutzarbeit festzulegen.

24.07.2014, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Nordseebewohner mit Strichcode – Barcodebibliothek für Meerestiere aufgebaut
Wissenschaftler von Senckenberg am Meer in Wilhelmshaven haben eine DNA-Datenbank für Nordsee-Tiere aufgebaut. Insgesamt hat die Forschergruppe Erbgut-Informationen von bislang über 500 Arten und 3500 Individuen gespeichert, inklusive zahlreiche Fische und Krebse. Erste Ergebnisse sind in den Fachjournalen „Molecular Ecology Resources“ und „Organisms, Diversity & Evolution“ erschienen.
Seit mehr als hundert Jahren gibt es in der Nordsee kommerzielle Fischerei. Heute liefert das Schelfmeer etwa 5 Prozent des globalen Fischbedarfes – mit der Konsequenz, dass heimische Fischarten, wie Kabeljau, Scholle oder Seezunge im Bestand bereits deutlich reduziert sind.
„Um potentiell bedrohte Arten zu schützen und Bestandaufnahmen kommerziell wichtiger Fische vorzunehmen, müssen diese aber erst einmal eindeutig identifiziert werden“, sagt Dr. Michael Raupach aus der Abteilung Deutsches Zentrum für Marine Biodiversitätsforschung (DZMB) von Senckenberg am Meer in Wilhelmshaven. Der Meeresbiologe ist Leiter der Nachwuchsforschergruppe „Molekulare Taxonomie Mariner Organismen“ und baut dort seit knapp vier Jahren eine Sequenzbibliothek für die Nordseefauna auf.
„Unsere ‚Sequenzbibliotheken‘ beinhalten so genannte DNA-Barcodes – genetische Identifizierungs-Codes, vergleichbar mit dem Strichcode an der Supermarktkasse – sowie weitere molekularbiologische Marker“, erklärt Raupach. Durch den Vergleich mit den gespeicherten Daten in einer solchen Bibliothek können einzelne Individuen schneller erkannt und Veränderungen in der Nordseefauna zeitnah dokumentiert werden.
Und die Erfolgsquoten bei der Identifizierung der Tiere ist hoch: „Mit unserer Barcode-Datenbank können wir 93 nordatlantische Fischarten mit hundertprozentiger Sicherheit bestimmen“, erläutert der bei der Studie federführende Wilhelmshavener Meeresforscher Dr. Thomas Knebelsberger. Dies schließt insbesondere eine nun einwandfreie Bestimmung von Fischeiern und -larven ein.
„Das macht unsere Forschung aus: Der Einsatz von modernen Methoden mit dem Ziel die Artenvielfalt zu verstehen, zu schützen und natürliche Ressourcen nachhaltig zu nutzen“, freut sich Prof. Dr. Dr. h. c. Volker Mosbrugger, Generaldirektor der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, über das 2012 im Wettbewerb „365 Orte im Land der Ideen“ ausgezeichnete Projekt. Senckenberg ist dabei auf einer Linie mit der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina, die empfiehlt die neuen Möglichkeiten der Taxonomie optimal zu nutzen und die Beschreibung aller Arten Mitteleuropas voranzutreiben.
Die Barcode-Datenbank kann zudem Licht in bisher ungeklärte wissenschaftliche Fragestellungen bringen. „Mithilfe unserer Daten sowie morphologischen Merkmalen konnten wir endlich den Artstatus der in der Nordsee invasiven Krabbe Hemigrapsus takanoi klären“, ergänzt Raupach, welcher die Studie in Kooperation mit Dr. Achim Wehrmann und Alexandra Markert aus der Abteilung Meeresforschung durchführte. Die aus Asien eingeschleppte Art wurde in Deutschland und ihren Heimatländern häufig mit der sehr ähnlich aussehenden Krabbe Hemigrapsus penicillatus verwechselt.
„Besonders in Gebieten, in denen intensive Aquakultur betrieben wird oder der Hafenbetrieb in Zukunft ausgeweitet werden soll, ist eine klare Identifizierung von eingewanderten Tieren hinsichtlich der Abschätzung ihres Risikopotentials enorm wichtig“, fasst Raupach zusammen.
Weitere, derzeit in Vorbereitung befindliche Barcoding-Studien sollen die genetische Variabilität von weiteren Krebsarten sowie Stachelhäutern und Weichtieren der Nordsee analysieren.
Publikationen
Knebelsberger, T., Landi, M., Neumann, H., Kloppmann, M., Sell, A. F., Campbell, P. D., Laakmann, S., Raupach, M. J., Carvalho, G. R. and Costa, F. O. (2014), A reliable DNA barcode reference library for the identification of the North European shelf fish fauna. Molecular Ecology Resources. doi: 10.1111/1755-0998.12238
Alexandra Markert & Michael J. Raupach & Alexandra Segelken-Voigt & Achim Wehrmann (2014): Molecular identification and morphological characteristics of native and invasive Asian brush-clawed crabs (Crustacea: Brachyura) from Japanese and German coasts: Hemigrapsus penicillatus (De Haan, 1835) versus Hemigrapsus takanoi Asakura & Watanabe 2005. Org Divers Evol
DOI 10.1007/s13127-014-0176-4

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