Neues aus Wissenschaft und Naturschutz

15.12.2014, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Vögel an der Elbe stärker mit Schadstoffen belastet als im Wattenmeer
Wissenschaftler vom Forschungs- und Technologiezentrum Büsum (FTZ) der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) fanden bei Austernfischern an der Elbmündung höhere Schadstoffwerte als auf der Hallig Oland. Die Forscher untersuchten in einer aktuellen Studie, wie stark Austernfischer, die im Kaiser-Wilhelm-Koog an der Elbmündung brüteten, mit Chemikalien aus Industrie und Landwirtschaft belastet sind. Die Ergebnisse verglichen sie mit Untersuchungen an Brutvögeln von der Hallig Oland, die 90 Kilometer entfernt im nordfriesischen Wattenmeer liegt. Die Austernfischer aus dem Elbegebiet wiesen deutlich höhere Werte auf als ihre Artgenossen auf der Hallig.
Die Herstellung und der Einsatz der meisten gefundenen Substanzen, wie zum Beispiel Polychlorierte Biphenyle (PCBs) oder das Insektizid DDT, sind allerdings längst nicht mehr erlaubt. „PCBs wurden bis in die 1980er Jahre in der Industrie verwendet, beispielweise als Weichmacher, in Dichtungen, Isoliermitteln oder Kunststoffen. Im Mai 2001 wurden sie wegen ihrer krebserregenden und hormonähnlichen Wirkung auf die inneren Organe weltweit verboten“, erklärt Dr. Philipp Schwemmer vom FTZ in Büsum, der die Ergebnisse der Studie zusammen mit Kollegen aus Belgien und Schweden in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Environmental Research“ veröffentlicht hat. „Austernfischer ernähren sich von Kleintieren wie Muscheln, Würmern und Schnecken, die sie mit ihrem langen Schnabel auf Wattflächen erbeuten. Da die Vögel am Ende der Nahrungskette stehen, sind sie gute Indikatoren für mögliche Umweltbelastungen. Auch wenn die gefundenen Schadstoff-Werte für die Tiere nicht lebensbedrohlich sind, zeigen die Ergebnisse eindrucksvoll, wie lange solche Substanzen auch nach einem Verbot in der Umwelt nachweisbar sein können“, sagt Schwemmer. Das Insektenvernichtungsmittel DDT, das wegen seiner schädigenden Wirkung bereits seit den 1970er Jahren in Westdeutschland verboten wurde, konnte bei den Vögeln an der Elbmündung ebenfalls nachgewiesen werden.
Noch bis Mitte der 1980er Jahre war die Umweltverschmutzung von Nordsee und Wattenmeer durch PCBs, Öl, Pestizide, Schwermetalle und Abwasser aus Industrie und Landwirtschaft ausgeprägt. Ein wattenmeerweites Überwachungsprogramm zeigt, dass die Belastung der genannten Substanzen durch eine aktive Umweltpolitik aller Nordseeanrainerstaaten inzwischen kontinuierlich zurückgegangen ist. Dies gilt vor allem auch für die PCB-Belastung, die seit dem Verbot in den 1980er Jahren abgenommen hat, zur Zeit jedoch auf einem relativ niedrigen Niveau stagniert.
Auf Grund des europaweiten, starken Rückgangs wurde der Austernfischer vom Verein Jordsand zum Vogel des Jahres 2014 ausgewählt. Allein im schleswig-holsteinischen Wattenmeer gingen die Brutbestände im Verlauf der letzten 15 bis 20 Jahre um 50 Prozent zurück.
Originalpublikation:
Philipp Schwemmer, Adrian Covaci, Krishna Das, Gilles Lepoint, Sven Adler, Stefan Garthe: “Assessment of contaminant levels and trophic relations at a World Heritage Site by measurements in a characteristic shorebird species”. Environmental Research 136 (2015), Seite 163-172
Journal Homepage: www.elsevier.com/locate/envres
Folgende Schadstoffe wurden in der Studie untersucht:
PCBs = Polychlorierte Biphenyle
HCH (Hexachlorxyclohexan – u.a. Lindan)
– Lindan ist ein Neurotoxin, krebserregend, negative Einflüsse auf das endokrine System
– Herstellung und Einsatz bis heute, zum Teil eingesetzt in Medikamenten
– Starker Rückgang seit den 1990er Jahren (gemessen in Miesmuscheln, Aalmuttern und Vogeleiern)
DDT (DDT-Dichlordiphenyltrichlorethan):
– Seit den 1940er Jahren als Insektizid eingesetzt
– Abbauprodukte haben allerdings hormonähnliche Wirkungen.
– Anreicherung in Nahrungskette, negative Auswirkungen auf endokrines System, Neurotoxin
– Starke Akkumulation bei Greifvögeln: starke Verdünnung von Eischalen
– DDT wird nicht mehr in Europa verwendet (Stockholmkonvention 2004), aber immer noch in Malaria-Regionen
– Seit Beginn der 1990er Jahre starke Rückgänge in Miesmuscheln und Aalmuttern, Vogeleiern
HCB( Hexachlorbenzol):
– Pflanzenschutzmittel (Fungizid)
– Abbauprodukte sind bioaktiv: Anreicherung im Fettgewebe, es können Schäden an Leber, Niere, Schilddrüse und Fortpflanzungsorganen entstehen, wahrscheinlich krebserregend
– Hohe Toxizität über alle trophische Ebenen (von Pflanzen bis zu Endkonsumenten)
– Seit 1981 in Deutschland verboten, 2004 durch Stockholmkonvention fast weltweit verboten
– Rückgänge bzw. Stagnation (v.a. im westlichen Wattenmeer) im Sediment, Rückgänge in Miesmuscheln und Vogeleiern
PBDE (Polybromierte Diphenylether ? Flammenschutzmittel):
– Zählen zu einer neueren Gruppe von Substanzen, die derzeit im Wattenmeer nicht regelmäßig überwacht werden. Eine Intention der vorliegenden Studie war es, zu testen, ob diese Stoffgruppe im östlichen Wattenmeer bei Endkonsumenten (=Austernfischern) nachweisbar ist
– Die Produktion dieser Stoffe ist seit 2000 verboten, seit 2006 dürfen sie nicht mehr verwendet werden.

15.12.2014, BUND
Die Gefleckte Heidelibelle ist Libelle des Jahres 2015
Der Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND) und die Gesellschaft deutschsprachiger Odonatologen (GdO) haben die Gefleckte Heidelibelle (Sympetrum flaveolum) zur Libelle des Jahres 2015 gekürt. Während die Libellenart früher häufig war, ist sie heute nur noch selten zu entdecken. Dies liegt vor allem am Biotopschwund: Feuchtwiesen, Überschwemmungsflächen in Flussauen und Moortümpel, an denen sich die Libellenart von Mai bis Oktober bevorzugt aufhält, werden immer seltener. Daher steht die Gefleckte Heidelibelle mittlerweile bundesweit als gefährdete Art auf der Roten Liste. In Bayern, Baden-Württemberg, Thüringen, im Saarland und in Rheinland-Pfalz ist sie sogar „stark gefährdet“. In Norddeutschland kommt die Gefleckte Heidelibelle noch deutlich häufiger vor als im Süden.
Die Libelle des Jahres 2015 gehört zur Familie der Libellulidae, eine Gruppe der Großlibellen. Das auffälligste Unterscheidungsmerkmal zu anderen Arten der Gattung Heidelibellen sind die großen gelben Flecken an der Basis ihrer Flügel. Sie sind sowohl bei den orange-rot gefärbten Männchen als auch bei den beige-gelben Weibchen sehr auffällig. Bis sich aus den Eiern die farbenprächtige Libelle mit einer Flügelspannweite von 50 bis 60 Millimetern entwickelt, dauert es knapp ein Jahr.
Die Gefleckte Heidelibelle besiedelt vor allem stehende Gewässer, in welchen viele Wasserpflanzen wachsen und der Wasserstand stark schwankt. Ihr macht es nichts aus, wenn solche Tümpel und Teiche im Sommer teils oder ganz austrocknen. Dies ist der Art sogar förderlich, denn sie vermeidet dadurch Konkurrenz und ihre schnell wachsenden Larven können sich auch in der kurzen Zeit gut entwickeln. In Überschwemmungsbereichen von Fließgewässern oder wechselfeuchten Wiesen und Weiden findet die Libelle des Jahres 2015 ideale Lebensbedingungen. Daher profitiert sie indirekt von Naturschutzmaßnahmen für Wiesenvögel und Amphibien, die diesen Lebensraum mit ihr teilen.
Zu schaffen macht es der Gefleckten Heidelibelle jedoch, wenn durch menschliche Eingriffe der Wasser- und Grundwasserhaushalt in ihren bevorzugten Gewässern negativ verändert wird. Beispielsweise verschwinden Überschwemmungsbereiche, die für diese Libellenart so wichtig sind, wenn Fließgewässer begradigt werden. Durch oberflächennahe Drainagen kann außerdem der Grundwasserstand sinken, so dass sich der Lebensraum der Gefleckten Heidelibelle und anderer bedrohter Insektenarten rapide verändert – oder gar ganz verschwindet. Die Libelle des Jahres 2015 könne nur durch den konsequenten Schutz ihrer Biotope und natürlicher Landschaftsprozesse wie Fließgewässerdynamik und wechselnde Wasserstände erhalten werden, mahnen daher die GdO und der BUND.
Seit 2011 wählen die Gesellschaft deutschsprachiger Odonatologen (Libellenkundler) und der BUND die „Libelle des Jahres“ aus, um auf die Vielfalt der Arten und ihre Bedrohung aufmerksam zu machen. Von den 80 heimischen Libellenarten stehen 48 auf der Roten Liste gefährdeter Insekten.

16.12.2014, Eberhard Karls Universität Tübingen
Jäger drängten Mammuts schon vor 30.000 Jahren zurück
Tübinger Forscher finden Hinweise gegen die These vom klimatisch bedingten Aussterben der großen Pflanzenfresser
Intensive Jagd durch den Menschen hat offenbar schon vor etwa 30.000 Jahren zu einem Rückgang der Mammutpopulationen in Westeuropa geführt. Zu diesem Ergebnis kommen Forscherinnen und Forscher der Universität Tübingen sowie der Senckenberg-Gesellschaft für Naturforschung in einer Studie. Wie die Wissenschaftler um die Biogeologin Dr. Dorothée G. Drucker im Fachmagazin „Quaternary International“ berichten, lässt sich bei der Analyse von Knochen, Zähnen sowie Mammutelfenbein aus der Phase des sogenannten Gravettien (etwa 30.500 bis 22.000 Jahre vor unserer Zeit) zeigen, dass die klimatischen Bedingungen wie auch die Versorgung mit Nahrung und Trinkwasser für die großen Pflanzenfresser dieser Epoche stabil waren.
Trotzdem ist während des Gravettiens ein deutlicher Rückgang der Funde von Gebrauchs- oder Kunstgegenständen aus Mammutknochen oder –elfenbein festzustellen. Drucker und der Tübinger Biogeologe Professor Hervé Bocherens vom Senckenberg Center for Human Evolution and Paleoenvironment (HEP) werteten dazu vor allem Funde von der Schwäbischen Alb, sowie aus dem südwestfranzösischen Dordogne-Tal aus. Mit Unterstützung durch Forscher des Nationalmuseums für Naturgeschichte in Paris fanden Drucker und Bocherens nun weitere Hinweise für die These, dass das langsame Verschwinden der großen Pflanzenfresser mit einer intensiven Bejagung zusammenhing.
Dazu analysierten sie die stabilen Isotopenzusammmensetzungen von Mammut-, Pferde- und Rentierknochen. Die Verhältnisse der Kohlenstoff, Schwefel und Stickstoffisotope geben Hinweise auf die Stabilität der ökologischen Nische. Dabei fanden sie bei allen drei Tierarten überwiegend konstante Isotopenkonzentrationen während des Gravettiens, die ökologischen Bedingungen für diese Arten waren also nach wie vor gegeben.
Eine auffällige Veränderung zeigte sich allerdings bei den Überresten der Pferde im Schwäbischen Jura. Hier stieg im Laufe der Zeit die Konzentration des Stickstoff-Isotops 15N allmählich an und näherte sich während des Gravettiens den Werten des Mammuts an. Daraus schließen die Wissenschaftler, dass die Pferde in diesem Gebiet allmählich die ökologische Nische des sich im Rückzug befindlichen Mammuts einnahmen. Um zu klären, ob es hierfür klimatische Argumente gibt, untersuchten sie zudem den Gehalt des Sauerstoff-Isotops 18O ‒ Veränderungen im Gehalt dieses Isotops wären ein Hinweis auf klimatische Veränderungen.
Es hätten sich jedoch keine wesentlichen Hinweise auf dramatische klimatische Veränderungen in dieser Epoche gefunden, erklärt Drucker. „Deshalb ist es sehr wahrscheinlich, dass der Rückgang der Mammutpopulationen in Südwestdeutschland durch den Menschen verursacht wurde.“ Die eiszeitlichen Jäger und Sammler hätten damit schon vor mehr als 20.000 Jahren ganz erheblich in das von ihnen bewohnte Ökosystem eingegriffen.
Originalpublikation:
Dorothee G. Drucker, Carole Vercoutere, Laurent Chiotti, Roland Nespoulet, Laurent Crepin, Nicholas J. Conard, Susanne C. Münzel, Thomas Higham, Johannes van der Plicht, Martina Laznickova-Galetova, Herve Bocherens: “Tracking possible decline of woolly mammoth during the Gravettian in Dordogne (France) and the Ach Valley (Germany) using multi-isotope tracking (13C, 14C, 15N, 34S, 18O)”; Quaternary International, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.quaint.2014.11.028

16.12.2014, Veterinärmedizinische Universität Wien
Viel oder wenig – Wölfe können Mengen besser unterscheiden als Hunde
Für soziale Lebewesen macht es Sinn, sich Mengen vorstellen zu können. Beispielsweise dann, wenn es um die Suche nach Futter geht oder wenn eingeschätzt werden soll, ob die gegnerische Gruppe in der Mehrzahl ist. Wissenschafterinnen vom Messerli Foschungsinstitut an der Vetmeduni Vienna haben untersucht, wie gut Hunde Mengen unterscheiden können. Sie fanden heraus, dass Wölfe bei dieser Aufgabe viel besser abschneiden als ihre domestizierten Artgenossen. Eine mögliche Erklärung ist, dass diese Fähigkeit, oder die Voraussetzung dafür, durch Domestikation verloren gegangen ist. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Frontiers in Psychology veröffentlicht.
Um Mengen unterscheiden zu können, brauchen Menschen und Tiere ein gewisses numerisches Vorstellungsvermögen. Löwen, Schimpansen und Hyänen wehren sich beispielsweise nur dann gegen eine Gruppe von Angreifern, wenn sie selbst in der Mehrzahl sind. Diese Tiere verwenden numerische Informationen also für ihr soziales Leben.
Numerisches Vorstellungsvermögen getestetFriederike Range und Zsofia Virányi vom Messerli Forschungsinstitut an der Vetmeduni Vienna haben im Jahr 2012 (http://journal.frontiersin.org/Journal/10.3389/fpsyg.2012.00505/full) bereits gezeigt, dass Wölfe zwischen verschiedenen Futtermengen unterscheiden können. In ihrer aktuellen Studie untersuchten sie, ob auch Hunde diese Fähigkeit besitzen, oder ob sie diese Art der numerischen Vorstellungskraft im Laufe der Domestizierung verloren haben.
Range und ihre Kolleginnen von der Abteilung für Vergleichende Kognitionsforschung testeten dafür 13 Mischlingshunde, die im Wolf Science Center in Ernstbrunn, aufgewachsen sind und dort in mehreren Rudeln leben. Die Forscherinnen testeten das Vorstellungsvermögen der Hunde, indem sie ihnen nacheinander einzelne Käsestücke zeigten, die dann gleich in einer undurchsichtigen Röhre verschwanden. Im Experiment gab es dazu zwei Röhren, eine links und eine rechts. Die Hunde sollten unterscheiden, in welcher Röhre mehr Käsestückchen gelandet waren. Mit einem Druck auf den richtigen Buzzer wurden die Hunde dann mit den Käsestückchen aus der Röhre belohnt. Den Menschen, der die Stücke in die Röhre fallen ließ, sahen die Tiere nicht. Die Beeinflussung durch den Menschen ist somit so gut wie ausgeschlossen.
„Wir haben bewusst so getestet, dass die Hunde die gesamte Menge der Futterstücke nie zu Gesicht bekommen haben. Wir zeigten Ihnen die Stücke immer hintereinander. Damit schließen wir aus, dass sich die Hunde an einfachen Faktoren wie beispielsweise dem Gesamtvolumen orientieren. Wie viele Stücke sich am Ende in einer Röhre befanden, mussten sich die Hunde also vorstellen“, erklärt die Erstautorin Range.
Hunde schnitten im Vergleich schlechter ab als Wölfe
Range und ihre Kolleginnen verglichen die Ergebnisse aus den Wolf-Tests mit jenen aus den Hunde-Tests. Es stellte sich heraus, dass Hunde schwierige Vergleiche wie zum Beispiel zwei Futterstücke gegen drei oder drei Stücke gegen vier nicht unterscheiden können, während die Wölfe darin recht gut sind. „Hunde können die Futtermengen dann gut unterscheiden, wenn sie die Gesamtheit vor Augen haben“, betont Range. „Hierfür benötigen sie aber weniger ihre Vorstellungskraft“.
Numerische Vorstellungskraft ging wahrscheinlich mit Domestikation verloren
Range und ihr Team untersuchen nun, warum die Hunde in diesem Test so schlecht abgeschlossen haben: liegt es daran, dass sie Schwierigkeiten haben numerische Informationen zu verarbeiten, oder hapert es an der Vorstellungskraft. Es könnte sein, dass durch die Domestikation eine dieser Fähigkeiten verloren gegangen ist. Grund dafür könnte der Mensch sein. „Haushunde müssen sich nicht mehr um die Futterbesorgung kümmern. Auch der Schlafplatz ist gesichert und die Partnerwahl von Menschenhand geplant.. Der Hund ist somit von der natürlichen Selektion ausgenommen“, meint Range.
Der Artikel „Difference in quantity discrimination in dogs and wolves“ von Friederike Range, Julia Jenikejew, Isabelle Schröder und Zsófia Virányi wurde im Journal Frontiers in Psychology veröffentlicht. doi: 10.3389/fpsyg.2014.01299 http://journal.frontiersin.org/Journal/10.3389/fpsyg.2014.01299/abstract

17.12.2014, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Abholzung bedroht Artenvielfalt in Fließgewässern
Durch Abholzung droht ein Verlust der Artenvielfalt in angrenzenden Fließgewässern. Dies haben modellierte Szenarien eines Teams der Universität Kiel, des LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrums und des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei in Kooperation mit weiteren Partnern gezeigt. Anhand eines Flusseinzugsgebietes in Südchina demonstrierten sie, dass der Artenrückgang mit einem veränderten Wasserhaushalt zusammenhängt, der aus der Umwandlung von Waldflächen in Ackerland resultiert. Die Studie wurde kürzlich im Fachjournal „Ecohydrology“ veröffentlicht.
Mit 1,3 Milliarden Einwohnern ist der Druck in China groß, geeignete Flächen in Ackerland umzuwandeln, um die Ernährung der Bevölkerung sicherzustellen. Dementsprechend liegt das Land, was das Ausmaß und die Intensität des Landnutzungswandels angeht, im weltweiten Vergleich weit vorne. Wie ein Team um Dr. Britta Schmalz, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel in Kooperation mit Dr. Mathias Kuemmerlen, LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F) und Dr. Sonja Jähnig, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), in einer neuen Studie zeigt, könnte die Rodung von Wald die Abflussbedingungen des Oberflächenwassers verändern und sich dadurch negativ auf das Vorkommen von Kleinstlebewesen in Fließgewässern auswirken.
Teileinzugsgebiet am längsten chinesischen Fluss untersucht
Das Team untersuchte im Rahmen der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanzierten Studie eine ca. 1700 Quadratkilometer große südchinesische Region, die im Einzugsgebiet des Jangtsekiang-Flusses liegt und einen Zufluss zum Poyang-See bildet. Dabei wurde modelliert, wie unterschiedliche Landnutzungsformen und -intensitäten das Abflussregime beeinflussen können. Die fünf untersuchten Szenarien umfassten drei Abholzungsintensitäten und zwei Aufforstungsszenarien. Dabei kommt eine mittlere Abholzungsrate, bei der 53 Prozent Wald (von ursprünglichen 70 Prozent) erhalten bleibt und der Rest der Flächen als Ackerland und Teeplantagen genutzt wird, der bestehenden Ausweitungstendenz der Landwirtschaft in dieser Region Chinas am nächsten. Daher modellierten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für dieses Szenario, wie sich eine solche Veränderung auf 72 Arten wirbelloser Lebewesen, sogenannte Makroinvertebraten, auswirken könnte.
Deutliche Rückgänge im Verbreitungsgebiet kleiner Wassertiere zu erwarten Fließgewässer-Abschnitte mit einer hohen Artenvielfalt könnten als Folge der Abholzung deutlich weniger werden – besonders da, wo der Landnutzungswandel am stärksten voranschreitet, wären beispielsweise Insektenlarven, Schnecken, Würmer und Egel gefährdet. „Als Beispiel für eine einzelne Art haben wir das Verbreitungsgebiet der Steinfliege Topoperla sp. dargestellt. Durch die prognostizierten Veränderungen würde sie nur noch in 15 Prozent ihres jetzigen Verbreitungsgebietes vorkommen“, erklärt Mathias Kuemmerlen, BiK-F. Topoperla sp. gilt wie andere wirbellose Kleinstlebewesen als Bioindikator für die Wasserqualität. Daher liegt die Schlussfolgerung nahe, dass sich Abholzung auf die Wasserqualität negativ auswirkt.
Umwandlung in Ackerland verändert Wasserabfluss
Im untersuchten Fall liegt die Ursache der schwindenden Artenvielfalt im veränderten Wasserhaushalt, der sich aus der Umwandlung von Wald in Ackerland ergibt. Je mehr Wald abgeholzt wird, umso mehr Wasser fließt – so die Studie – während der Regenzeit in Flüsse und Bäche ab. „In bewaldeten Flächen läuft oberflächliches Wasser langsamer und in geringeren Mengen ab; ein beachtlicher Teil des Regenwassers wird von Boden und Bäumen aufgenommen. Höhere Abflussraten treten allenfalls in Flussauen auf. Werden die Wälder abgeholzt und in Felder umgewandelt, nimmt der Oberflächenabfluss zu“, so Kuemmerlen, BiK-F. Wird hingegen aufgeforstet, treten gegenteilige Effekte auf, u.a. können die Böden dann wieder mehr Wasser speichern.
Landnutzungswandel nachhaltig gestalten
Wie das Forschungsteam betont, liefern die Ergebnisse der Studie wissenschaftliche Grundlagen für eine nachhaltigere Raumplanung sowie ein künftiges Flächenmanagement, das den Wasserkreislauf der jeweiligen Region berücksichtigt. Ziel müsse es sein, die begrenzte Ressource Land so zu nutzen, dass einerseits der für die Nahrungsproduktion steigende Flächenbedarf gedeckt werden kann. Andererseits muss aber auch Raum für die notwendige Anpassung an globale Klimaveränderungen bleiben, zu der der Erhalt von Wäldern entscheidend beiträgt, in diesem Fall als Wasserspeicher und zur Regulation des Oberflächenabflusses. Modellierungsvorhaben dieser Art werden u.a. auch in Deutschland durchgeführt, um die gewonnenen Erkenntnisse weiter auszubauen.
Publikation:
Schmalz B., Kuemmerlen M., Kiesel J., Cai Q., Jähnig S.C. & Fohrer N. (2014) Impacts of land use changes on hydrological components and macroinvertebrate distributions in the Poyang lake area. Ecohydrology, DOI: 10.1002/eco.1569

17.12.2014, ZooKeys
Williamson TE, Brusatte SL, Wilson GP (2014) The origin and early evolution of metatherian mammals: the Cretaceous record. ZooKeys 465: 1-76. doi: 10.3897/zookeys.465.8178
Metatherians, which comprise marsupials and their closest fossil relatives, were one of the most dominant clades of mammals during the Cretaceous and are the most diverse clade of living mammals after Placentalia. Our understanding of this group has increased greatly over the past 20 years, with the discovery of new specimens and the application of new analytical tools. Here we provide a review of the phylogenetic relationships of metatherians with respect to other mammals, discuss the taxonomic definition and diagnosis of Metatheria, outline the Cretaceous history of major metatherian clades, describe the paleobiology, biogeography, and macroevolution of Cretaceous metatherians, and provide a physical and climatic background of Cretaceous metatherian faunas. Metatherians are a clade of boreosphendian mammals that must have originated by the Late Jurassic, but the first unequivocal metatherian fossil is from the Early Cretaceous of Asia. Metatherians have the distinctive tightly interlocking occlusal molar pattern of tribosphenic mammals, but differ from Eutheria in their dental formula and tooth replacement pattern, which may be related to the metatherian reproductive process which includes an extended period of lactation followed by birth of extremely altricial young. Metatherians were widespread over Laurasia during the Cretaceous, with members present in Asia, Europe, and North America by the early Late Cretaceous. In particular, they were taxonomically and morphologically diverse and relatively abundant in the Late Cretaceous of western North America, where they have been used to examine patterns of biogeography, macroevolution, diversification, and extinction through the Late Cretaceous and across the Cretaceous-Paleogene (K-Pg) boundary. Metatherian diversification patterns suggest that they were not strongly affected by a Cretaceous Terrestrial Revolution, but they clearly underwent a severe extinction across the K-Pg boundary.

18.12.2014, Universität Wien
Biodiversität: Empfehlungen zur Bewertung eingeschleppter Arten
Die Verschleppung von Tier- und Pflanzenarten ist eine der massivsten – von Menschen verursachten – globalen Veränderungen. Und sie hat langfristige Konsequenzen: Manche eingeschleppten Arten zerstören die Lebensräume der heimischen Flora und Fauna, andere verursachen massive Schäden in der Landwirtschaft, manche wiederum beeinträchtigen die menschliche Gesundheit. Wie lassen sich die Auswirkungen eingeschleppter Arten richtig erfassen und bewerten? Diese Fragen wurden von einer internationalen Forschungsgruppe beantwortet – mit Beteiligung der Universität Wien und dem Umweltbundesamt Österreich. Die Ergebnisse erscheinen aktuell im renommierten Fachjournal BioScience.
In den letzten Jahrzehnten wurden eine große Anzahl von Tier- und Pflanzenarten durch den Menschen verschleppt – mehr als 13.000 solcher gebietsfremder Arten sind in Europa bekannt, in Österreich sind es rund 2.000. Die Auswirkungen dieser Arten auf die Biodiversität und auf den Menschen sind vielfältig. Manche Arten verändern naturnahe Lebensräume massiv – wie die Robinie, eine aus Nordamerika stammende Baumart, die Magerwiesen zuwachsen lässt und mit Nährstoffen anreichert. Andere sind allergieauslösend – wie etwa das bekannte Ragweed, eine aus Nordamerika stammende Pflanze mit hoch allergenen Pollen, die sich in tiefen Lagen Österreichs derzeit rasch ausbreitet. Um effektive Regelungen zur Kontrolle invasiver Arten entwerfen zu können, ist es wichtig, die Größe dieser Auswirkungen quantifizieren zu können. So lässt sich klären, welche Arten heute oder in Zukunft zu den schädlichsten gehören und welche keine großen Auswirkungen haben. Dieses Wissen ist wiederum nötig, um zielgerichtete Maßnahmen ergreifen zu können.
Auswirkungen vergleichbar machen
Ein Team ausgewiesener ExpertInnen aus vier verschiedenen Kontinenten, darunter Franz Essl und Wolfgang Rabitsch, beide Biodiversitätsforscher an der Universität Wien und Experten für Artenvielfalt und Naturschutz im Umweltbundesamt, hat eine Checkliste für das Studium der Auswirkungen von eingeschleppten Tieren und Pflanzen erarbeitet. „Die besondere Herausforderung ist es, die enorme Palette an möglichen Schäden, die sich in ihrer Komplexität sowie in ihrer räumlichen und zeitlichen Ausdehnung stark unterscheiden können, vergleichbar zu machen. Daher ist es nötig, die Auswirkungen einzelner Arten vergleichbar zu machen – etwa indem man misst, wie stark heimische Arten durch das Eindringen unterschiedlicher eingeschleppter Arten verdrängt werden. Über eine stärkere Standardisierung der dabei verwendeten Parameter lassen sich die Ergebnisse künftig besser vergleichen“, erklärt Franz Essl und ergänzt: „Diese Empfehlungen haben eine hohe Bedeutung für die Praxis, denn es wichtig, die knapp vorhandenen Mittel zielgerichtet einzusetzen – also gegen die Arten, die die größten Schäden verursachen.“
Empfehlungen zum richtigen Zeitpunkt
Die Empfehlungen basieren auf jahrelanger Erfahrung der ForscherInnen und sie behandeln gezielt jene Themen, bei denen die Wissenslücken am größten sind (etwa die Frage, wie sich Erkenntnisse aus kleinflächigen Experimenten verallgemeinern lassen). Die Vorschläge kommen zeitlich gerade richtig, denn mit 1. Jänner 2015 tritt die neue EU-Verordnung zu gebietsfremden Arten in Kraft. Von diesem Zeitpunkt an, müssen EU-Mitgliedstaaten Maßnahmen zur Verhinderung der Ausbreitung problematischer, gebietsfremder Arten ergreifen.
Publikation in BioScience:
Kumschick S, Essl F, Rabitsch W, et al. (2014) Ecological Impacts of Alien Species: Quantification, Scope, Caveats, and Recommendations A Unified Classification of Alien Species Based on the Magnitude of their Environmental Impacts. BioScience.

18.12.2014, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau
Luchse machen Mittagspause
Ein internationales Forschungsteam hat über Monate hinweg die Aktivitätsmuster von 38 Tieren erfasst und ausgewertet.
Zu welcher Tageszeit ein Luchs jagt und wie aktiv er ist, hängt vor allem vom Verhalten seiner wichtigsten Beutetiere und von seinen individuellen Eigenschaften ab – die Lichtverhältnisse dagegen spielen für das grundlegende Muster keine entscheidende Rolle. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie, die ein internationales Forschungsteam um den Forstwissenschaftler Dr. Marco Heurich im Fachmagazin „PLOS ONE“ veröffentlicht hat.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben 38 wildlebende Luchse mit GPS-Halsbändern und Bewegungssensoren ausgestattet. Die Untersuchungsgebiete liegen zwischen Zentraleuropa und dem nördlichen Skandinavien, sodass die Tages- und Nachtlängen in den einzelnen Revieren stark voneinander abweichen. Das Team hat die Aktivitätsmuster der Raubkatzen an insgesamt mehr als 11.000 Tagen erfasst und anschließend ausgewertet. Demnach sind Luchse in südlicheren Regionen in der Morgen- und Abenddämmerung am aktivsten, und nachts bewegen sie sich mehr als am Tag. Um die Mittagszeit haben sie ihre größte Ruhephase, und diese ist umso ausgedehnter, je länger das Tageslicht anhält. Dieses Grundmuster zeigen sie allerdings unabhängig von den Lichtverhältnissen: „Selbst am Polartag und in der Polarnacht folgen Luchse einem 24-Stunden-Rhythmus mit einer aktiven und einer ruhigen Phase“, berichtet Heurich.
Wichtiger für die Erklärung der Aktivitätsmuster sind der Studie zufolge individuelle Eigenschaften der Tiere: Heranwachsende Luchse sind aktiver als erwachsene, bei den erwachsenen wiederum zeigen die männlichen eine höhere Aktivität als die weiblichen. Außerdem bewegen sich die Raubkatzen im Frühling und Sommer mehr als im Herbst und Winter, und je weiter im Norden sie leben, desto größer sind ihre Reviere – was sich in höherer Aktivität niederschlägt. Zu welcher Tageszeit sie auf die Jagd gehen, wird vom Verhalten ihrer Beutetiere bestimmt. In polaren Regionen ist der Höhepunkt der Aktivität in der Dämmerung weniger stark ausgeprägt. Dies entspricht dem Verhaltensmuster von Rentieren, die außerhalb ihrer Schlafphasen ein gleichmäßiges Bewegungsprofil zeigen. In Zentraleuropa dagegen hat das Team eine maximale Aktivität in der Dämmerung festgestellt – bei Luchsen ebenso wie bei Rehen. „Die Ergebnisse dieser Studie sind ein wichtiger Beitrag zum Verständnis der Lebensweise von Raubtieren in unserer Landschaft“, sagt Heurich. „Sie zeigen auch, dass menschliche Aktivitäten in den Untersuchungsgebieten keinen generellen Einfluss auf das Aktivitätsverhalten der Tiere ausüben.“
Marco Heurich ist Lehrbeauftragter am Institut für Forstwissenschaften der Universität Freiburg, wo er an der Professur für Wildtierökologie und Wildtiermanagement bei Prof. Dr. Ilse Storch an seiner Habilitation arbeitet. Zudem ist er stellvertretender Leiter des Sachgebiets III: Naturschutz und Forschung der Nationalparkverwaltung Bayerischer Wald. An dem Projekt sind die Ludwig-Maximilians-Universität München, die Schwedische Universität für Agrarwissenschaften, der Nationalpark Šumava in der Tschechischen Republik, die Universität Ljubljana/Slowenien, das Norwegian Institute for Nature Research und das Mammal Research Institute der Polish Academy of Sciences als Partner beteiligt.
Originalpublikation:
http://www.plos.org/wp-content/uploads/2013/05/pone-9-12-Heurich.pdf
doi:10.1371/journal.pone.0114143

19.12.2014, Universität Regensburg
„Springende Gene“ treiben die Evolution bei Ameisen voran
Bei bestimmten invasiven Ameisen scheinen sogenannte „springende Gene“ (TE, Transposable Elements) eine wichtige Rolle für die Entwicklung von genetischen Veränderungen zu spielen. Zu diesem Schluss sind jetzt Forscher der Universität Regensburg gekommen. Die Zoologen um Lukas Schrader, Dr. Jan Oettler und Prof. Dr. Jürgen Heinze haben zwei invasive Populationen der Art Cardiocondyla obscurior untersucht. Ihre Forschungsergebnisse sind vor Kurzem in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Communications“ erschienen. (DOI: 10.1038/ncomms6495).
Nicht allein für die Entwicklung neuer Spezies sind genetische Mutationen von Bedeutung. Auch für die Anpassung an neue Lebensräume sind genetische Veränderungen nicht selten notwendig. Hier scheinen aber gerade solche Arten im Nachteil zu sein, die bei der Besiedlung neuer Lebensräume durch nur wenige Individuen auf Inzucht zurückgreifen. Gerade Gründerpopulationen sind zumeist genetisch „ausgedünnt“. Wie also können sich diese Arten an ein neues Habitat anpassen? Wo liegen hier die Ursachen für die Entwicklung von genetischen Veränderungen?
Zur Beantwortung dieser Fragen hat das Regensburger Forscherteam zwei Populationen der Inzucht-Ameise Cardiocondyla obscurior erforscht. Die phänotypische Untersuchung brachte klare Unterschiede – in Größe, Geruch, aggressivem Verhalten oder Koloniestruktur – zwischen beiden Populationen zutage. Darüber hinaus führte die genetische Analyse beider Populationen zu weiteren überraschenden Ergebnisse. So verfügt zwar Cardiocondyla obscurior im Allgemeinen über das kleinste der bislang sequenzierten Ameisen-Genome. Für die Forscher war allerdings die rasante Entwicklung von Ansammlungen von sogenannten „springenden Genen“ (Transposable Elements, TEs) bei beiden Populationen auffällig. Dabei handelt es sich um DNA-Sequenzen, die ihre Position innerhalb des Genoms wechseln können, was wiederum zu einer Mutation oder Veränderung der Struktur des gesamten Genoms führen kann.
Die Regensburger Wissenschaftler folgerten daraus, dass Transposable Elements bei Gründerpopulationen gewissermaßen als Springbrunnen für genetische Mutationen fungieren. Die kurzen DNA-Sequenzen machen einen großen Teil der pflanzlichen und tierischen Genome (auch etwa 50 % beim Menschen) aus, wurden aber lange als wertloser Bestandteil der DNA angesehen. Mittlerweile weiß man, dass sie eine wichtige Kraft im Rahmen der Evolution darstellen. Eine Kraft, die demnach auch zur Entwicklung von genetischen Unterschieden beiträgt und gerade Gründerpopulationen dabei hilft, sich an einen neuen Lebensraum anzupassen.
Der Original-Artikel im Internet unter:
www.nature.com/ncomms/2014/141216/ncomms6495/full/ncomms6495.html

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