Neues aus Wissenschaft und Naturschutz

26.09.2017, Ruhr-Universität Bochum
Tauben beim Multitasking besser als Menschen
Tauben können genauso schnell wie Menschen zwischen zwei Aufgaben hin und her wechseln – in manchen Situationen sind sie sogar noch schneller. Zu diesem Ergebnis kommen Biopsychologen, nachdem sie Vögel und Menschen mit dem gleichen Verhaltensexperiment getestet haben. Als Ursache für die leichten Vorteile der Vögel beim Multitasking vermuten die Autoren die höhere Neuronendichte im Gehirn der Tauben.
In der Zeitschrift „Current Biology“ berichten Dr. Sara Letzner und Prof. Dr. Dr. h. c. Onur Güntürkün von der Ruhr-Universität Bochum die Ergebnisse gemeinsam mit Prof. Dr. Christian Beste vom Universitätsklinikum Carl Gustav Carus an der Technischen Universität Dresden.
„Lange Zeit hat man geglaubt, dass die sechsschichtige Großhirnrinde von Säugern der anatomische Ursprung der kognitiven Fähigkeiten ist“, sagt Sara Letzner. Vögel besitzen eine solche Struktur aber nicht. „Also kann der Aufbau des Säuger-Kortex auch nicht die Voraussetzung für komplexe kognitive Funktionen wie etwa Multitasking sein“, so Letzner weiter.
Sechsmal dichter gepackt
Der Gehirnmantel von Vögeln, das Pallium, besitzt zwar keine Schichten, die mit dem menschlichen Kortex vergleichbar sind. Dafür sind die Neuronen darin dichter gepackt als in der menschlichen Großhirnrinde: Pro Kubikmillimeter Gehirn besitzen zum Beispiel Tauben sechsmal mehr Nervenzellen als Menschen. Dadurch ist die durchschnittliche Distanz zwischen zwei Neuronen bei Tauben nur halb so groß wie bei Menschen. Da die Signale von Nervenzellen bei Vögeln und Säugetieren gleich schnell weitergeleitet werden, hatten die Forscher angenommen, dass im Vogelgehirn Informationen schneller verarbeitet werden können als bei Säugern.
Diese Hypothese prüften sie mit einer Multitasking-Aufgabe, die 15 Menschen und 12 Tauben absolvierten. Die menschlichen und tierischen Probanden mussten im Versuch eine gerade ablaufende Handlung stoppen und so schnell wie möglich zu einer Alternativhandlung wechseln. Der Wechsel zur Alternativhandlung fand dabei entweder gleichzeitig mit dem Abstoppen der ersten Handlung statt oder mit einer kurzen Verzögerung von 300 Millisekunden.
Was Tauben schneller macht
Im ersten Fall findet echtes Multitasking statt, es laufen also zwei Prozesse parallel im Gehirn ab: nämlich das Abstoppen der ersten Handlung und der Wechsel zur Alternativhandlung. Sowohl Tauben als auch Menschen werden durch die Doppelbelastung dabei in gleichem Maße langsamer.
Im zweiten Fall – Wechsel zur Alternativhandlung nach Verzögerung – ändern sich aber die Abläufe im Gehirn: Die zwei Prozesse, also das Stoppen der ersten Handlung und der Wechsel zur zweiten Handlung, wechseln sich wie bei einem Pingpongspiel ab. Dafür müssen die Gruppen von Nervenzellen, die die beiden Prozesse kontrollieren, permanent Signale hin und her schicken. Die Forscherinnen und Forscher vermuteten, dass Tauben dabei aufgrund der größeren Dichte der Nervenzellen im Vorteil sein müssten. Tatsächlich waren sie 250 Millisekunden schneller als Menschen.
„In der kognitiven Neurowissenschaft ist es schon länger ein Rätsel, wie Vögel mit so kleinen Gehirnen und ohne einen Kortex so schlau sein können, dass einige von ihnen, etwa Krähen und Papageien, es kognitiv mit Schimpansen aufnehmen können“, sagt Letzner. Die Ergebnisse der aktuellen Studie geben eine Teilantwort: Gerade durch das kleine, aber mit Nervenzellen dicht gepackte Gehirn reduzieren Vögel die Verarbeitungszeiten bei Aufgaben, die eine schnelle Interaktion zwischen Gruppen von Neuronen erfordern.
Originalveröffentlichung
Sara Letzner, Onur Güntürkün, Christian Beste: How birds outperform humans in multi-component behavior, in: Current Biology, 2017, DOI: 10.1016/j.cub.2017.07.056

27.09.2017, Universität Zürich
Darwins Frosch vom Aussterben bedroht
Der einzigartige Darwin- oder Nasenfrosch wird wahrscheinlich durch einen Pilz ausgerottet. Wie Forscher der Universität Zürich in einem internationalen Forschungsprojekt belegen, sterben die Darwinfrösche langsam aus. Sie fordern nur dringend Rettungsmassnahmen.
Darwins Nasenfrosch (Rhinoderma darwinii) ist die nächste Amphibienart, die aufgrund der globalen Chytridiomykose-Pandemie vor dem Aussterben steht. Die Amphibien, nur so gross wie ein Daumennagel, sind in den Wäldern Südargentiniens und Chiles heimisch und wurden von Charles Darwin entdeckt. Ein internationales Forschungsteam mit Benedikt Schmidt von der Universität Zürich hat nun festgestellt, dass die Nasenfrösche mit dem Pilz Batrachochytrium dendrobatidis infiziert sind. Obwohl kaum je an der Krankheit verendete Tiere gefunden werden, stellen die Forschenden einen allmählichen Populationsschwund fest. Sie befürchten daher, dass vom Pilz befallene Populationen innerhalb von 15 Jahren nach der Infektion aussterben.
Auswirkungen der Pilzinfektion erst jetzt sichtbar
Bisher galt diese einzigartige Art als relativ stabil im Vergleich zu vielen anderen Amphibienarten, die weltweit durch den Pilz ausgelöscht wurden. Es kann jedoch sein, dass die Frösche vor einem Jahrzehnt infiziert worden sind und die Auswirkungen erst jetzt sichtbar werden.
Aufgrund dieser neuen Erkenntnisse fordern die Wissenschaftler der chilenischen Universidad Andres Bello, der NGO Ranita de Darwin, der Zoological Society of London und der UZH dringend Rettungsmassnahmen.
«Sobald ein Tier mit dem Pilz infiziert ist, wird es fast sicher sterben», sagt Erstautor, Andrés Valenzuela von der Zoologoical Society of London. Ungewöhnlich ist, dass trotz sehr niedrigen Infektionsraten und ohne das bei andern Fröschen beobachtete Massensterben die infizierten Darwinfrösche dennoch zum Aussterben bestimmt sind.
Langsames Aussterben auch bei anderen Tierarten
Benedikt Schmidt vom Institut fügt hinzu: «Was wir am Beispiel des bekannten Darwinfrosches herausgefunden haben, könnte für andere Arten ebenso gravierend sein. Wir haben schon lange erkannt, dass der Chytridpilz die Amphibien weltweit befällt. Wir nahmen jedoch an, dass die Auswirkungen der Krankheit auf die Wirtspopulationen schnell sichtbar würden.» Er befürchtet, dass ähnlich langsames Absterben auch weitere Wildtierarten in anderen Regionen betreffen könnte. So könnte es zu längerfristigen Populationsrückgängen und Aussterben ohne offensichtliches Massensterben kommen.
Literatur:
Andrés Valenzuela-Sanchez, Benedikt R. Schmidt, David E. Uribe-Rivera, Francisco Costas, Andrew A. Cunningham and Claudio Soto-Azat. Cryptic disease-induced mortality may cause host extinction in an apparently stable host–parasite system. Proceedings of the Royal Society. Doi: 10.1098/rspb.2017.1176

26.09.2017, Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte / Max Planck Institute for the Science of Human History
Erste großangelegte Genomstudie prähistorischer Skelette aus Afrika
Genetische Untersuchungen weisen ausgestorbene menschliche Populationen und überraschende Verwandtschaftsverhältnisse auf dem afrikanischen Kontinent nach – Neue Einblicke in Afrikas komplexe Besiedlungsgeschichte und die Ko-Evolution von Mensch und Kultur
Die erste großangelegte Genomstudie alter menschlicher Überreste aus verschiedenen Ländern des subsaharischen Afrikas liefert lang erwartete Erkenntnisse zur menschlichen Entwicklung und Besiedlungsgeschichte auf dem afrikanischen Kontinent. Die am 21. September in Cell veröffentlichten Ergebnisse des internationalen Forschungsteams, zu dem auch WissenschaftlerInnen des Max-Planck-Instituts für Menschheitsgeschichte gehören, liefern wichtige Informationen zu menschlichen Wanderungen, Abstammungsverhältnissen und Kulturkontakten auf dem afrikanischen Kontinent seit rund 8000 Jahren. Die Studie offenbart außerdem neue Details zum Aussehen der frühen afrikanischen Populationen, bevor Ackerbauern und Viehzüchter den Kontinent besiedelten, und sie gibt Einsichten in genetische Anpassungen infolge neuer Lebensweisen und Umgebungen.
Verbesserte Technologien überwinden bisherige klimabedingte Barrieren in der aDNA Forschung
Die Erforschung alter DNA hat bereits viele spannende Erkenntnisse über die Entwicklungsgeschichte unterschiedlicher Bevölkerungsgruppen der Welt geliefert. Bei der Erforschung der afrikanischen Menschheitsgeschichte machte den Forschern aber bisher immer die schlechte Erhaltung der DNA einen Strich durch die Rechnung: Genetisches Material, wie man es in Knochen und Zähnen uralter Skelette finden kann, degeneriert im feucht-warmen Klima Afrikas schneller als in kalten Regionen. Nun ermöglichen technologische Fortschritte den aDNA-Forschern aber erstmals, dieses bisher klimatisch bedingte Zeitfenster in der aDNA-Forschung signifikant weiter nach hinten zu verschieben. Dies ist ein Meilenstein für die Populationsgenetik, wie Johannes Krause, Direktor der Abteilung für Archäogenetik am Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte und einer der Hauptautoren der Studie, bestätigt: „Afrika besitzt eine viel größere genetische Vielfalt als jeder andere Teil der Welt. Es war bisher leider nicht möglich, die vorzeitliche genetische Populationsstruktur Afrikas zu untersuchen.“
In der jetzt erschienenen Studie, an der auch ForscherInnen aus Südafrika, Malawi, Tansania und Kenia mitgearbeitet haben, ist es nun gelungen, aus 15 Skeletten subsaharischer Ureinwohner DNA zu gewinnen und zu untersuchen. Die analysierten prähistorischen Individuen stammen aus unterschiedlichen geographischen Regionen des Kontinents und sind zwischen 500 und 8500 Jahren alt.
Die ForscherInnen haben diese uralten Genome – zusammen mit dem bisher einzigen anderen bekannten alten Genom aus Afrika, welches 2015 sequenziert und publiziert worden war – mit rund 600 Genomen heute lebender Afrikaner aus 59 unterschiedlichen afrikanischen Populationen sowie mit 300 weiteren Genomen aus 142 nicht-afrikanischen Populationsgruppen verglichen. So konnte das Team überraschende Erkenntnisse über die vergangene Populationsstruktur Afrikas gewinnen und Abweichungen zur heutigen Bevölkerung feststellen.
Verlorene Jäger-Sammler-Population
Als die Landwirtschaft vor mehreren Tausend Jahren ihren Siegeszug in Afrika antrat, breiteten sich Ackerbauern und Viehzüchter auf dem ganzen Kontinent aus und vermischten sich mit den ortsansässigen Jäger-Sammlern. Wie in vielen anderen Teilen der Welt hat dieser Prozess offenbar auch in Kenia und Tansania stattgefunden, wie die Proben aus diesen Ländern nahelegen: „Die archäologischen Funde aus unseren Grabungen scheinen aber zu zeigen, dass eine Vermischung dieser beiden Kulturen erst nach einer längeren Zeit der Ko-Existenz stattfand. Wir glauben, dass Ackerbauern und Jäger-Sammler zunächst nebeneinander herlebten und dabei kaum eine genetische Mischung stattfand“, sagt Nicole Boivin, Direktorin der Abteilung für Archäologie am Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte.
Zum Erstaunen der ForscherInnen zeigen die alten Genome aus Malawi aber ein ganz anderes Muster: die aDNA-Studie liefert Anhaltspunkte dafür, dass die Jäger-Sammler dort ganz verschwanden, ohne einen nachweislichen genetischen Beitrag zu den später dort lebenden Menschen geleistet zu haben. Dazu Boivin: „Scheinbar hat in Malawi eine fast komplette Ersetzung der ortsansässigen Population von Jäger-Sammlern durch die einströmenden Ackerbauern und Viehzüchter stattgefunden. Zumindest denken wir das aufgrund der aktuell vorliegenden Resultate und Funde. Es scheint, als gebe es keine oder nur eine sehr geringe Kontinuität zwischen den heute dort lebenden Menschen und deren Vorfahren, die vor 2500 bis 8000 Jahren in der Region lebten.“
Die Hadza könnten direkte Nachkommen der Bevölkerungsgruppe sein, die Afrika in Richtung Europa verließen
Die Studie beleuchtet auch die Ursprünge einer ganz einzigartigen Bevölkerungsgruppe aus Ostafrika, nämlich die Hadza. „Die Hadza unterscheiden sich heute phänotypisch, genetisch und auch sprachlich von anderen afrikanischen Bevölkerungsgruppen. Es gab daher Spekulationen, dass diese Gruppe eine frühe Abspaltung anderer afrikanischer Populationen repräsentieren könnte“, sagt David Reich der Harvard Medical School, einer der Hauptautoren der Studie. „Unsere Studie zeigt aber, dass die Hadza genetisch eher irgendwo in der Mitte anzusiedeln sind.“ Die genomischen Vergleiche legen nahe, dass die Hadza genetisch näher mit heute lebenden Bevölkerungsgruppen ausserhalb Afrikas verwandt sind, als mit afrikanischen Gruppen. Hieraus folgern die Forscher, dass die Hadza direkte Nachkommen der Gruppe sein könnten, die vor rund 50 000 Jahren aus Afrika aufbrach und so die modernen Europäer und Asiaten begründeten.
Genetische Anpassung an schwer bewohnbare Umgebungen
Die Studie hat auch erstmals alte DNA genutzt, um Einsichten in genetische Anpassungsprozesse bei Afrikanern zu gewinnen. Eine der Anpassungen, die die ForscherInnen nachweisen konnten, wurde in einer Jäger-Sammler-Gruppe gefunden, die durch die einströmenden Ackerbauern in zunehmend schwer bewohnbares Land in der Kalahari Wüste gedrängt wurden. Die Anpassung gab den Wüstenbewohnern einen verbesserten Schutz vor ultravioletter Strahlung – eine sinnvolle Anpassung an das neue Habitat der Gruppe. Nach Auffassung der ForscherInnen zeigen solch relativ jungen genetischen Anpassungen, dass sich der Mensch kontinuierlich an neue und veränderte Lebensbedingungen und -umgebungen anpasst – auch heute noch.
Die AutorInnen hoffen, dass die Studie mehr WissenschaftlerInnen dazu bewegen wird, die vielfältige genetische Landkarte Afrikas, sowohl früher wie auch heute, zu untersuchen. Johannes Krause ist sich sicher: „Diese Studie verdeutlicht die Aussagekraft prähistorischer afrikanischer Genome, um Einsichten in vorzeitliche Prozesse und Ereignisse zu gewinnen, die wir allein mithilfe moderner Genanalysen unmöglich nachvollziehen könnten.“
Text adaptiert von einem Artikel von Stephanie Dutchen.
Publikation:
Titel: Reconstructing Prehistoric African Population Structure
Autoren: Pontus Skoglund, Jessica C. Thompson, Mary E. Prendergast, Alissa Mittnik, Kendra Sirak, Mateja Hajdinjak, Tasneem Salie, Nadin Rohland, Swapan Mallick, Alexander Peltzer, Anja Heinze, Iñigo Olalde, Matthew Ferry, Eadaoin Harney, Megan Michel, Kristin Stewardson, Jessica Cerezo-Roman, Chrissy Chiumia, Alison Crowther, Elizabeth Gomani-Chindebvu, Agness O. Gidna, Katherine M. Grillo, I. Taneli Helenius, Garrett Hellenthal, Richard Helm, Mark Horton, Saioa López, Audax Z.P. Mabulla, John Parkington, Ceri Shipton, Mark G. Thomas, Ruth Tibesasa, Menno Welling, Vanessa M. Hayes, Douglas J. Kennett, Raj Ramesar, Matthias Meyer, Svante Pääbo, Nick Patterson, Alan G. Morris, Nicole Boivin, Ron Pinhasi, Johannes Krause and David Reich
Journal: Cell, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2017.08.049

27.09.2017, Deutsche Wildtier Stiftung
Nur die Dicken kommen gut durch den Winter
Die Deutsche Wildtier Stiftung: Im goldenen Oktober werden Wälder und Gärten zur Frischetheke für Wildtiere
Ab ins Schlemmerparadies! Jetzt im Herbst beginnt das große Fressen für die wilden Tiere. Alles kommt frisch auf den Tisch. Die Natur zeigt zum letzten Mal des Jahres, was sie zu bieten hat: Sträucher hängen voll mit vitaminhaltigen Beeren, Eichen und Buchen spenden knackige Kraftpakete und der Waldboden verschenkt mineralhaltige Pilze. Fuchs und Hase, Reh und Wildschwein, Rothirsch und Eichhörnchen verputzen so viele Köstlichkeiten, wie sie kriegen können. Denn nur wer „dick“ ist, kommt gut durch den Winter. Ihre Strategie lautet deshalb: Fressen, fressen, fressen! Es ist das letzte Mal in diesem Jahr, dass sie sich so richtig den Bauch vollhauen können.
„Wildtiere müssen sich jetzt ordentlich Speck anfuttern. Ab November steht ihnen ja kaum noch Nahrung zur Verfügung“, sagt Michael Tetzlaff, Artenschützer von der Deutschen Wildtier Stiftung. Der Herbst ist für Wildtiere eine der wichtigsten Jahreszeiten des Jahres. An sonnigen Lichtungen und im dichten Unterholz heißt es: Tischlein, deck dich! „Wer genau hinschaut, kann sogar erkennen, wer was an der ‚Frischetheke‘ abgreift“, empfiehlt Michael Tetzlaff. Fraß-Spuren verraten die Gäste! Wenn Waldspaziergänger jetzt aufmerksam sind, deuten sie anhand der Essensreste, wer gespeist hat. „Nuss-Knacker wie Eichhörnchen, Waldmäuse und Bilche wie die Haselmaus hinterlassen an Bucheckern, Nüssen und Kastanien mit ihren Zähnen eindeutige Spuren“, sagt Naturbeobachter Michael Tetzlaff. Sie knabbern Fichtenzapfen ähnlich ab, wie es der Menschen mit Maiskolben tut. Füchse mögen Pflaumen, angepicktes Fallobst kann ein Zeichen dafür sein, dass „Frau Amsel“ am Werk war. Waschbären benutzen ihre Pfoten wie „Hände“, wenn sie an Flussufern nach Essbarem tasten: „Das hat ihnen den Namen Waschbär eingebracht.“
Wildscheine wühlen mit der Schnauze im Waldboden nach Pilzen, Wurzeln, Regenwürmern und Knollen: „Sie hinterlassen nach jedem Fressmeilen-Besuch unübersehbare Spuren.“ Das naschhafte Reh und der Rothirsch knabbern Eicheln und Pilze, das Damwild mag Kastanien. Andere Wildtiere legen sich obendrein Wintervorräte an. Das Eichhörnchen trägt die vielen Leckereien in verschiedene Verstecke und hortet sie für die Winterruhe. Der Dachs wühlt im Boden nach Essbarem. Er, der bei Nahrungssuche als absoluter Allesfresser gilt und nicht zimperlich ist, hat sich gediegen eingerichtet. Sogar eine Toilette hat er – die „Dachslatrine.“

02.10.2017, GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
Quallen: Ekelig? Nützlich!
Der globale Wandel und menschliche Eingriffe in das Ökosystem Meer führen dazu, dass sich die Zahl der Fische in unseren Ozeanen immer weiter verringert. Da so die Nahrungskonkurrenten und Fraßfeinde von Quallen verschwinden, treten diese immer häufiger massenweise auf. Bisher gelten sie vor allem als lästig, wenn nicht sogar gefährlich. Das am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel koordinierte Projekt GoJelly möchte das ändern und eine Eignung der Organismen als Mikroplastikfilter, Dünger oder Fischfutter untersuchen. Die Europäische Union bewilligte dafür jetzt die Förderung in Höhe von insgesamt sechs Millionen Euro.
Manche Kinder finden den Glibberkram am Strand ja sehr spannend, die meisten Menschen finden Quallen aber einfach nur ekelig. Einige Arten sind auch noch giftig, einzelne tropische Arten gehören zu den giftigsten Tieren überhaupt. Zu allem Überfluss scheinen steigende Wassertemperaturen, Ozeanversauerung und Überfischung die Entwicklung von Quallen auch noch zu begünstigen. Immer häufiger treten sie in riesigen Schwärmen auf. So haben Quallen schon ganze Fischfarmen an europäischen Küsten vernichtet und Kühlsysteme von küstennahen Kraftwerken verstopft. Wie kann man dieser Umweltveränderung begegnen?
Ein Konsortium von 15 wissenschaftlichen Institutionen aus acht europäischen Ländern unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel hat eine innovative Idee. In dem von der Europäischen Union mit sechs Millionen Euro über einen Zeitraum von vier Jahren geförderten Projekt GoJelly wollen sie erforschen, wie man die Organismen zukünftig sinnvoll nutzen kann. „Alleine die eingeschleppte amerikanische Rippenqualle kommt in europäischen Gewässern auf eine Biomasse von einer Milliarde Tonnen. Wir neigen dazu, die Quallen so weit wie möglich zu ignorieren. Doch es muss andere Lösungen geben“, sagt Dr. Jamileh Javidpour vom GEOMAR, Initiatorin und Koordinatorin von GoJelly.
Zunächst steht für alle Partner Grundlagenarbeit an, denn die Lebensweise vieler Quallenarten ist nur ungenügend erforscht. Wann es wo zu einer großen Quallenblüte kommt, kann deshalb bislang kaum vorhergesagt werden. „Das wollen wir ändern, damit große Quallenschwärme abgefischt werden können, bevor sie die Küsten erreichen“, sagt Dr. Javidpour.
Parallel arbeiten die Projektpartner aber schon an dem zweiten Schritt: Was tun mit der abgefischten Biomasse? Zum Beispiel gegen eine andere, menschengemachte Plage einsetzen. „Erste Studien haben gezeigt, dass Schleim von Quallen Mikroplastik binden kann. Wir wollen also ausprobieren, ob aus Quallen Biofilter hergestellt werden können. Die könnten dann in Klärwerken oder in Fabriken eingesetzt werden, in denen Mikroplastik anfällt“, erklärt Dr. Javid.
Weitere Verwendungsmöglichkeiten sind Dünger und Quellstoffe als Bodenwasserspeicher für die Landwirtschaft auch in Trockengebieten oder auch Futter für die Aquakultur. „Derzeit werden Zuchtfische meist mit gefangenem Wildfisch gefüttert, was das Problem der Überfischung nicht mindert, sondern vergrößert. Futter aus Quallen wäre deutlich nachhaltiger und würde die Wildfischbestände schonen“, betont die Biologin.
Auch an die Nahrungsmittelproduktion für den menschlichen Verzehr haben die Forscherinnen und Forscher gedacht. „In einigen Kulturen stehen Quallen bereits auf dem Speiseplan. Wenn das Endprodukt nicht mehr glibberig ist, könnte es auch allgemein eine größere Akzeptanz erlangen“, ist sich Dr. Javidpour sicher. Zu guter letzt enthalten Quallen auch Collagen, ein in der Kosmetikindustrie sehr begehrter Stoff.
Neben der Koordination des Gesamtprojektes wird sich das Team von Dr. Javid mit der Frage beschäftigen, welche ökologischen Auslöser die Bildung von Quallenblüten in verschiedenen geografischen Gebieten und ökologischen Systemen kontrollieren. Dazu wendet die Gruppe modernste Verfahren wie die Messung stabiler Isotope auf niedriger Biomasse von Quallen sowie die Verfolgung von Biomolekülen an. Diese gesammelten Informationen sollen später für eine interaktive Online-Karte und eine App genutzt werden, die Quallenblüten vorhersagen können. Bisherige Webseiten und Apps beobachten die Blüten nur, sagen sie aber nicht voraus. Darüber hinaus wird am GEOMAR der „Flow2Vortex“, ein patentierter innovativer Käfig, gebaut und verwendet, um Versuche zur Akklimatisierung von Quallenarten in der Gefangenschaft vorzubereiten.
„Quallen können Rohstoffe für verschiedenste Verwendungszwecke liefern. Es wäre unsinnig, dieses Potenzial nicht zu nutzen, zumal uns die zugrunde liegende Biomasse immer wieder direkt vor die Haustür schwimmt“, fasst Dr. Javidpour den Ansatz von GoJelly zusammen.

02.10.2017, Universität Bern
Die sozialen Fähigkeiten von Buntbarschen hängen von ihren frühesten Erfahrungen ab
Ein Berner Forschungsteam untersuchte am Beispiel einer kooperativen Buntbarsch-Art, wie sich soziale und ökologische Früherfahrungen auf die Entwicklung der Fische auswirken. Welche Tiere sich zu submissiven Brutpflegehelfern oder zu dominanten Territorienbesitzern entwickeln, entscheidet sich laut der aktuellen Studie massgeblich in den ersten zwei Monaten ihres Lebens.
Warum verlässt ein Tier seine Gruppe, in die es geboren wurde und in der es aufgewachsen ist, um anderswo ein Territorium zu übernehmen? Unter welchen Umständen bleibt ein Tier dagegen in seiner ursprünglichen Gruppe und hilft dort den Nachwuchs anderer aufzuziehen? Und welche Rolle spielt die individuelle Früherfahrung für solche Entscheidungen von Lebewesen? Mit diesen Fragen beschäftigten sich Dr. Stefan Fischer und Prof. Barbara Taborsky vom Institut für Ökologie und Evolution der Universität Bern. In Langzeitexperimenten mit Buntbarschen der Art Neolamprologus pulcher untersuchten die Forschenden die Entwicklung und das Verhalten von Jungfischen, die mit unterschiedlichen sozialen und ökologischen Früherfahrungen aufgezogen wurden.
Brutpflege als kooperative Gruppenleistung
Die untersuchte Fischart, die aufgrund ihrer Herkunft auch «Prinzessin vom Tanganjikasee» genannt wird, lebt in Gruppenverbänden von bis zu 25 Mitgliedern, in denen die Jungen gemeinsam aufgezogen werden. Ein einzelnes dominantes Brutpaar wird dabei von den anderen Mitgliedern bei der Verteidigung des Reviers und Aufzucht der Jungen unterstützt. Das Sozialsystem dieser Fische ist diesbezüglich mit demjenigen vieler Vögel und Säugetiere vergleichbar, wie beispielsweise den Schwanzmeisen, Bienenfressern und Erdmännchen.
Für das Experiment zogen die Forscher über 400 Tiere auf und setzten die Jungfische während zweier Monate unterschiedlichen sozialen Bedingungen und anderen Umweltfaktoren aus. Die Jungfische wuchsen entweder mit oder ohne Brutpaar auf, sowie mit oder ohne Erfahrungen mit Raubtieren. Nach zwei Monaten wurden die Buntbarsche schliesslich in eine neutrale Umgebung überführt und während einer Zeitspanne von drei Jahren beobachtet. Die Verhaltenstests zeigten, dass die Früherfahrungen entscheidend dazu beitrugen, welche soziale Fähigkeiten die Fische entwickelten und ob sie es als Erwachsene vorziehen, eine neue Gruppe zu übernehmen oder in ihrer ursprünglichen Gruppe zu bleiben, um fremde Junge grosszuziehen.
Fressen oder pflegen – bleiben oder abwandern?
Die Forscher beobachteten, dass bestimmte Früherfahrungen die Entwicklung unterwürfigen Verhaltens hervorriefen, während andere Früherfahrungen stattdessen die Kooperationsbereitschaft steigerten. «Unterwürfige Tiere zeigen dem dominanten Brutpaar ihre Unterordnung mit einem Verhalten, das wir ‹tail-quivering› nennen, was einem schnellen Wedeln mit der Schwanzflosse entspricht. Den Unterschied zwischen Brutpflegehelfern und Nicht-Helfern erkennt man, wenn Fische ein Eigelege vorgesetzt bekommen. Sie können sie es entweder fressen oder pflegen», sagt Stefan Fischer.
In einem weiteren Schritt konnten die Forschenden nach der Untersuchungsperiode von drei Jahren zeigen, dass die individuelle Früherfahrung ausschlaggebend ist dafür, ob ein ausgewachsener Fisch in der ursprünglichen Gruppe bleibt oder in eine neue Gruppe wechselt. «Die Fische brauchen ganz bestimmte soziale und ökologische Fähigkeiten, um einen Wechsel zu überstehen und sich in der neuen Gruppe erfolgreich zu behaupten», sagt Barbara Taborsky. Und diese Fähigkeiten werden in der frühesten Phase geprägt. Es zeigte sich, dass die Früherfahrung mit Räubern den Einfluss von sozialer Früherfahrung auf die Entscheidung zu bleiben oder abzuwandern ins Gegenteil umkehrte. Für diese Entscheidung hatte man bislang einen Einfluss individueller Früherfahrung bei hochsozialen Tieren ausgeschlossen.
Die soziale Entwicklung ist sehr viel komplexer als angenommen
Die Studie vermag zum ersten Mal zu zeigen, dass die soziale Entwicklung und wichtige Entscheidungen in der Lebensgeschichte eines Tieres von verschiedenen sozialen und ökologischen Umweltfaktoren in den allerersten Lebensphasen beeinflusst werden. «Die soziale Entwicklung bei hochsozialen Tieren ist offenbar sehr viel komplexer, als wir vermutet haben», stellt der Erstautor der Studie, Stefan Fischer, fest. Er ist überzeugt, dass die späteren Entscheidungen von Individuen nur zu verstehen sind, wenn die Tiere vom Beginn ihres Lebens an beobachtet werden. Über die Bedeutung der Studie meint Projektleiterin Barbara Taborsky, dass die Ergebnisse weitreichenden Einfluss auf die weitere Forschung an hochsozialen Tierarten haben, weil «wir den Einfluss der Früherfahrung auf die Entwicklung sozialer Lebenslaufbahnen grundsätzlich unterschätzt haben.»
Publikationsangaben: Stefan Fischer, Lena Bohn, Evelyne Oberhummer, Cecilia Nyman, Barbara Taborsky: Divergence of developmental trajectories is triggered interactively by early social and ecological experience in a cooperative breeder. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), 2017, DOI: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1705934114

Trachemys medemi (© Carlos del Valle)

Trachemys medemi (© Carlos del Valle)

06.10.2017, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Gepanzerte Schönheit in Gefahr – Neu entdeckte kolumbianische Schildkröte benötigt Schutz
Senckenberg-Wissenschaftler haben gemeinsam mit kolumbianischen Kollegen eine neue Schildkröten-Art in Kolumbien entdeckt. Die neue Spezies gehört zur Gattung der auffällig gefärbten Schmuckschildkröten und ist erstaunlicherweise mit Arten verwandt, die in mehreren Tausend Kilometer Entfernung vorkommen. In ihrer heute im Fachjournal „Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research“ erschienenen Arbeit plädieren die Wissenschaftler für ein umfassendes Schutzkonzept für die neue Art, da sie besonders durch die Zerstörung ihres Lebensraumes und die Nutzung als Fastenspeise bedroht ist.
„Schmuckschildkröten sind eine artenreiche Gattung, die besonders durch die Rotwangen-Schmuckschildkröte bekannt ist. Sie wurde durch den Tierhandel bzw. ausgesetzte Tiere beinahe weltweit verbreitet und stellt heute in vielen Ländern ein Problem dar. Neben der ursprünglich in Nordamerika beheimateten ‚Rotwange’ gibt es jedoch noch viele weitere Arten, besonders in Lateinamerika, die teilweise nur schlecht bekannt sind“, erläutert Prof. Dr. Uwe Fritz, Direktor der Senckenberg Naturhistorischen Sammlungen in Dresden und fährt fort: „Gemeinsam mit unseren Kooperationspartnern von der Universidad Nacional de Colombia und der Universidad de Antioquia, Kolumbien, haben wir Schmuckschildkröten aus diesem Land genetisch und morphologisch untersucht und festgestellt, dass die Tiere in einem Fluss nahe der Grenze zu Panama genetisch völlig isoliert sind. Sie sind nicht mit den benachbarten Schmuckschildkröten-Arten verwandt, sondern mit Schmuckschildkröten aus Brasilien, die durch den Amazonas getrennt in mindestens 3700 km Entfernung leben“.
Die neue kolumbianische Schmuckschildkröte aus dem Río Atrato erreicht etwa 22 Zentimeter Panzerlänge und ist besonders farbenprächtig, mit gelben und roten Weichteilstreifen und einer oft intensiv roten Färbung der Panzerunterseite. Sie wurde wissenschaftlich zu Ehren von Federico Medem, einem verstorbenen deutschstämmigen kolumbianischen Wissenschaftler als Trachemys medemi benannt, da er bereits in den 1950er Jahren auf Besonderheiten der Atrato-Schmuckschildkröten hingewiesen hatte.
„Obwohl das kleine Verbreitungsgebiet der Schmuckschildkröten zum Teil in Schutzgebieten liegt, ist Trachemys medemi stark bedroht. In Kolumbien werden in der Fastenzeit vor Ostern unvorstellbare Mengen von Schmuckschildkröten gefangen, da sie als „Fisch“ gegessen werden dürfen. Genau diese Unsitte brachte in Europa in vergangenen Jahrhunderten die einheimische Sumpfschildkröte an den Rand der Ausrottung und auch in Kolumbien ist ähnliches zu befürchten. Zudem verkleinern Waldrodungen den natürlichen Lebensraum der Tiere“, erklärt Prof. Dr. Mario Vargas-Ramírez, Wissenschaftler der Universidad Nacional und Erstautor der Studie. Der Wissenschaftler schlägt daher vor die neu entdeckte Art als „gefährdet“ in die internationale Rote Liste bedrohter Tier- und Pflanzenarten aufzunehmen.

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