Neues aus Wissenschaft und Wissenschaft

09.10.2017, Universität Wien
Klimawandelbedingtes Aussterben von Arten kann kaum verhindert werden
Tier- und Pflanzenarten versuchen sich durch Änderung ihrer Verbreitungsgebiete dem Klimawandel anzupassen. Intensiv vom Menschen genutzte Landschaften lassen solche Anpassungen aber immer weniger zu. Eine Forschergruppe des Departments für Botanik und Biodiversitätsforschung der Universität Wien und des Umweltbundesamtes hat nun erstmals nachgewiesen, dass Maßnahmen wie die Rückwandlung von Land in naturnahe Lebensräume wichtig sind, ihrer Wirksamkeit aber zumindest in Mitteleuropa klare Grenzen gesetzt sind. Insbesondere das regionale Aussterben eines Teils der untersuchten Arten lässt sich auch mit beträchtlichem Aufwand kaum verhindern.
Die zunehmende Klimaerwärmung und die gleichzeitige Intensivierung der Landnutzung setzen viele Arten immer stärker unter Druck. WissenschafterInnen beobachten daher bei einer zunehmenden Zahl von Tier- und Pflanzenarten weltweit Verschiebungen natürlicher Verbreitungsgebiete in Anpassung an das sich ändernde Klima. Die immer stärkere Verinselung natürlicher Lebensräume schränkt solche Wanderungsbewegungen zunehmend ein. Extensivierungsmaßnahmen, wie etwa die Umwandlung intensiv genutzter land- und forstwirtschaftlicher Flächen in naturnahe Lebensräume, sollen die Vernetzung der Landschaft für jene Arten erhöhen, die dem Klima folgen.
Computermodell erlaubt zuverlässigere Voraussagen
Ein Team von Biologen des Departments für Botanik und Biodiversitätsforschung der Universität Wien und des Umweltbundesamtes hat ein Computermodell entwickelt, das Klimawandel, Lebensraumfragmentierung sowie die individuelle Ausbreitungsfähigkeit von 51 Pflanzen-, Schmetterlings- und Heuschreckenarten berücksichtigt. „Dieser Ansatz erlaubt zuverlässige Voraussagen zum Fortbestand der von uns untersuchten Arten in den kommenden Jahrzehnten“, erklärt Franz Essl, Projektleiter der Studie und Experte für Biodiversität und Naturschutz am Umweltbundesamt. Mit Hilfe dieses Modells können die Forscher die zukünftige Entwicklung der Verbreitungsgebiete der untersuchten Arten in Mitteleuropa unter Szenarien unterschiedlich starker Klimaerwärmung und unterschiedlicher Extensivierungsmaßnahmen bis zum Jahr 2100 simulieren.
Die Modelle sagen voraus, dass rund 20 Prozent der untersuchten Arten im Laufe dieses Jahrhunderts im Untersuchungsgebiet (Österreich, Schweiz, Liechtenstein, Südtirol und Süddeutschland) aussterben werden. Die verbleibenden Arten verzeichnen einen deutlichen Rückgang ihres Verbreitungsgebietes, der durch den Einsatz der Extensivierungsmaßnahmen zwar verringert werden kann, „selbst bei maximalem Ressourceneinsatz – das heißt bei einer Umwandlung von fünf Prozent der land- und forstwirtschaftlich intensiv genutzten Flächen – kann das Aussterben der am stärksten betroffenen Arten wie z.B. dem Böhmischen Enzian, der in Österreich nur im Wald- und Mühlviertel vorkommt, nicht verhindert werden“, so der Leiter der Divison für Naturschutzforschung der Universität Wien, Stefan Dullinger.
Von den drei Extensivierungsstrategien erwiesen sich die Aufwertung von Flächen innerhalb von bestehenden Naturschutzgebieten sowie die Einrichtung von Korridoren zwischen Schutzgebieten als die wirksamsten Maßnahmen. Die Umwandlung gleichmäßig in der Landschaft platzierter Flächen stellte sich als wenig erfolgreich heraus. Keine dieser Maßnahmen war jedoch geeignet, die negativen Auswirkungen des Klimawandels auf die Verbreitungen der Arten gänzlich zu kompensieren.
Einen möglichen Grund für die eingeschränkte Wirksamkeit der Maßnahmen sehen die Forscher in den massiven Folgen des Klimawandels: „Selbst in einer wenig fragmentierten Landschaft werden sich die klimatisch geeigneten Gebiete geographisch so weit verschieben, dass viele Arten aufgrund ihrer begrenzten Ausbreitungsfähigkeit nicht mit dem Klimawandel Schritt halten können“, erläutert Johannes Wessely, der Hauptautor der Studie. Karl Hülber, der leitend an dieser Veröffentlichung mitgearbeitet hat, ergänzt: „Eine naturnähere Nutzung land- und forstwirtschaftlich genutzter Flächen bildet einen wesentlichen Bestandteil des Artenschutzes. Sie kann allerdings langfristig nur erfolgreich sein, wenn die Klimaänderung am Standort nicht zu stark ist bzw. zu schnell erfolgt, um eine evolutive Anpassung der Arten an die neuen Bedingungen zu ermöglichen“.
Die durchgeführten Simulationen zeigen also nur beschränkte Möglichkeiten, die Folgen des Klimawandels abzuschwächen und dass rasche und ambitionierte Maßnahmen zur Verringerung des Klimawandels selbst nötig sind, um die Artenvielfalt in Mitteleuropa zu bewahren.
Publikation in „Nature Climate Change“:
Johannes Wessely, Karl Hülber, Andreas Gattringer, Michael Kuttner, Dietmar Moser, Wolfgang Rabitsch, Stefan Schindler, Stefan Dullinger und Franz Essl: Habitat-based conservation strategies cannot compensate for climate change-induced range loss. Nature Climate Change. doi: 10.1038/NCLIMATE3414.

09.10.2017, Universität Bielefeld
Finken-Küken erkennen ihre biologische Mutter am Geruch
Bielefelder Verhaltensforscher ermitteln Fähigkeit von Singvögeln
Anders als bisher angenommen, verfügen Zebrafinken-Küken schon sehr früh über einen Geruchssinn und können damit erkennen, wer ihre biologische Mutter ist. Sogar wenn sie in einem fremden Nest schlüpfen, haben die Küken eine Vorliebe für den Geruch ihrer biologischen Mutter. Das beweist die Verhaltensbiologin Dr. Barbara Caspers von der Universität Bielefeld in einer neuen Studie. Sie und ihr Team veröffentlichen ihre Studie am heutigen Montag (09.10.2017) im Forschungsjournal „Scientific Reports“ des Nature-Verlags.
Dass sich Singvogelküken und ihre Eltern direkt nach dem Schlüpfen erkennen, war bislang nicht bekannt“, sagt Barbara Caspers. „Lange Zeit wurde angenommen, dass Zebrafinken und andere Singvögel diese Fähigkeit erhalten, kurz bevor der Nachwuchs erstmals aus dem Nest ausfliegt. Die Erkennung läuft dann über die Rufe der Vögel.“ Mit der neuen Studie zeigen Caspers und ihr Team, dass schon zuvor das Erkennen über Riechen eine wesentliche Rolle für die Eltern-Kind-Kommunikation spielt.
Im ersten Teil ihrer Studie haben die Forschenden zuerst grundsätzlich geklärt, ob der Geruchssinn schon früh vorhanden ist. Dafür haben sie Küken direkt nach dem Schlüpfen sowohl Gerüche ihrer biologischen Eltern als auch fremder Vögel präsentiert. Für jeden Geruch maßen sie, wie lange die Küken um Futter betteln. Das Ergebnis: „Die frisch geschlüpften Vögel bettelten länger, wenn der Geruch des eigenen Elternteils präsentiert wird“, sagt Caspers.
In einem zweiten Experiment haben die Forschenden die Bedingungen verändert, unter denen die Vögel schlüpfen. Sie legten Eier aus den Nestern der biologischen Eltern in fremde Nester. Sie warteten wieder ab, bis die Jungtiere geschlüpft waren. Kurz darauf präsentierten sie ihnen den Geruch der biologischen Mutter und der Ziehmutter. Dabei kam das zentrale Ergebnis der Studie heraus: „Die Jungtiere hatten eine klare Vorliebe für den Geruch der Mutter und betteln dort mehr“, sagt Caspers. Auf die ebenfalls präsentierten Gerüche von Vater und Ziehvater reagierten die Küken jeweils ähnlich lang – hier gab es keine Vorliebe.
Doch woran erkennt ein Küken seine Mutter, wenn es in einem fremden Nest schlüpft? „Denkbar ist, dass es mütterliche Signale im Ei gibt, die während der Embryonalentwicklung gelernt werden“, sagt Caspers. „Vielleicht überträgt die Mutter bestimmte chemische Substanzen ins Ei“. In künftigen Studien will Caspers die genauen Gründe untersuchen und den Stoffen, die dabei eine Rolle spielen, auf die Spur kommen.
Dr. Barbara Caspers forscht seit 2014 als Freigeist-Fellow der Volkswagen-Stiftung. Das Stipendium ist mit 975.000 Euro dotiert. Der Freigeist-Fellowship richtet sich an „exzellente Postdocs, die risikobehaftete, unkonventionelle Forschung“ in Deutschland betreiben und ist auf fünf Jahre angelegt. Die Biologin arbeitet als Postdoc im Arbeitsbereich Verhaltensforschung der Universität Bielefeld. Caspers bisheriger wissenschaftliches Verdienst ist es, zu zeigen, dass Singvögel, etwa Zebrafinken und Blaumeisen, überhaupt einen Geruchssinn haben und ihn nutzen, um Verwandte zu erkennen.
Originalveröffentlichung:
Barbara A. Caspers, Julie Hagelin, Madeleine Paul, Sandra Bock, Sandra Willeke, E. Tobias Krause: Zebra Finch chicks recognise parental scent, and retain chemosensory knowledge of their genetic mother, even after egg cross-fostering. Scientific Reports, http://dx.doi.org/10.1038/s41598-017-13110-y, veröffentlicht am 9. Oktober 2017

10.10.2017, Forschungsverbund Berlin e.V.
Spermien von Kängurus enthalten ungewöhnliche Fettsäuren
Mit künstlicher Besamung lassen sich bedrohte Tierarten erhalten. Was bei vielen Säugetieren möglich ist, gelang bisher bei Kängurus nur in Ausnahmen – ihre Spermien sind nach dem Einfrieren zu stark geschädigt. Jetzt haben Wissenschaftlerinnen des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) in Zusammenarbeit mit der Universität Leipzig die Zusammensetzung von Känguruspermien mithilfe der Massenspektrometrie analysiert. Die Untersuchungen zeigten, dass die Membranen der Spermien aller untersuchten Känguruarten Lipide mit einer ungewöhnlichen Fettsäure, der Docosatriensäure, enthalten. Sie könnte die bislang erfolglose Gefrierkonservierung erklären.
Die Ergebnisse sind in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift „Lipids“ erschienen.
Eingefrorene Känguruspermien sind nach dem Auftauen so stark geschädigt, dass sie nicht mehr für eine Besamung verwendet werden können. Oft weisen sie beschädigte Zellmembranen auf. Bei anderen Säugetieren helfen Schutzsubstanzen, die den Spermien vor der Kryokonservierung, dem Einfrieren in flüssigem Stickstoff, zugesetzt werden. Es ist wahrscheinlich, dass diese Gefrierschutzmittel die Zellmembranen stabilisieren. Auch eine Reparatur der Lipidschichten kann hierdurch möglich sein. Eine geeignete Schutzsubstanz für die Känguruspermien muss jedoch erst noch gefunden werden.
Um diese Suche zu erleichtern, wurden am Leibniz-IZW Zellmembranen von Känguruspermien verschiedener Arten isoliert und an die Universität Leipzig zur massenspektrometrischen Untersuchung geschickt. Als Ausgangsmaterial dienten dabei Spermien, die aus den Nebenhoden verstorbener Kängurus entnommen wurden. Die Spermienanalyse der Universität Leipzig führte zu sehr überraschenden Ergebnissen: Neben einer veränderten Lipidzusammensetzung während der Reifung im Nebenhoden, wie sie bei vielen anderen Tierarten auch beschrieben wurde, fanden sich in den Spermien der Kängurus in hohem Anteil Lipide mit der ungewöhnlichen Fettsäure Docosatriensäure. „Diese Fettsäure haben wir bisher in Spermien anderer Säugetierarten nicht gefunden“, erklärt Dr. Ulrike Jakop, Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Leibniz-IZW. Mit drei Doppelbindungen gehört die Docosatriensäure zu den ungesättigten Fettsäuren. Membranen von Säugerspermien besitzen zumeist einen hohen Anteil an Lipiden mit ungesättigten Fettsäuren, häufig sogar mit bis zu sechs Doppelbindungen, die für die erforderliche Membranfluidität sorgen – aber auch das Risiko für Membranschäden durch oxidativen Stress erhöhen. Welche Konsequenzen die ungewöhnliche Fettsäure für die Membranarchitektur der Spermien hat, und ob sie für die schlechte Qualität der Spermien nach der Kryokonservierung verantwortlich ist, bedarf weiterer Untersuchungen. Die Zusammensetzung von Spermienmembranen ist auch in anderen Zusammenhängen wichtig: So untersucht die Forschungsgruppe von Dr. Jürgen Schiller, Biophysiker an der Universität Leipzig, zum Beispiel, ob eine veränderte Lipidzusammensetzung von Spermien eine Ursache für Fertilitätsverluste bei Männern sein kann. Die ungewöhnliche Zusammensetzung der Spermienmembranen kann eine mögliche Erklärung sein, warum bisherige Schutzsubstanzen den Känguruspermien beim Überleben im flüssigen Stickstoff nicht helfen.
Fast ein Fünftel der 67 Arten der Familie der Kängurus (Macropodidae) werden nach der Roten Liste der Weltnaturschutzunion IUCN (International Union for Conservation of Nature) als stark gefährdet oder sogar vom Aussterben bedroht eingestuft. Vier Arten galten im Jahre 2016 als bereits ausgestorben. Bei hoch bedrohten Arten sind Verfahren der assistierten Reproduktion für Artenschutzprojekte wichtig und bedingen normalerweise den Einsatz von Gefrierkonservierung. Eine künstliche Besamung mit Spermien, die durch Einfrieren aufbewahrt werden können, kann die genetische Vielfalt in kleinen Tierpopulationen verbessern und somit das Überleben bedrohter Tierarten sichern.
Publikation:
Engel KM, Schiller J, Müller K, Dannenberger D, Jakop U (2017): The phospholipid composition of kangaroo spermatozoa verified by mass spectrometric lipid analysis. Lipids, doi 10.1007/s11745-017-4283-9.

10.10.2017, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Flussfahrt mit Milbe – Neue Methode zur Ausbreitung von Bodentiere über Wasser
Senckenberg-Wissenschaftlerinnen haben eine neue Untersuchungs-Methode zur Verbreitung von winzigen Bodenorganismen über das Wasser entwickelt. Anhand selbstgebauter „schwimmender Inseln“ können die Forscherinnen nachvollziehen, welche Bodentiere sich über Flüsse ausbreiten und ob sie sich an neuen Orten ansiedeln können. Bisher war über diese Mechanismen sehr wenig bekannt. Bodentiere, wie Milben oder Springschwänze, sind wichtige „Ökosystemdienstleister“ und sorgen beispielsweise für die Zersetzung von organischem Material. Die Studie wurde kürzlich im Senckenberg-Fachjournal „Soil Organisms“ veröffentlicht.
Etwa 200.000 Milben und Springschwänze aus bis zu 100 Arten auf einem Quadratmeter Auen- oder Torfboden – mikroskopisch kleine Bodentiere sind ein wichtiger Bestandteil wassernaher Ökosysteme. „Selbst in Gebieten, die immer wieder überflutet werden, finden wir zahlreiche Bodentiere“, erklärt Dr. Ricarda Lehmitz vom Senckenberg Museum für Naturkunde in Görlitz und fügt hinzu: „Studien zeigen zudem, dass bodenlebende Milben mehrere Wochen in Salz- und Süßwasser überleben können.“
Demnach war es für die Görlitzer Bodenzoologin und ihre Volontärin Meike Schuppenhauer naheliegend auch über die Verbreitung von Bodentieren über das kühle Nass nachzudenken. Bisherige Untersuchungen zur Ausbreitung von Bodentieren beschäftigten sich mit der Ausbreitung über die Luft oder “im Gepäck“ größerer Tiere – „das Element Wasser wurde hier bislang nicht berücksichtigt; vielleicht auch, weil eine praktikable Methode fehlte“, ergänzt Lehmitz und fährt fort: „Wir haben daher eine eigene, kostengünstige Methode – sogenannte ‚schwimmende Inseln’ gebaut, welche die Verbreitung über das Wasser nachvollziehbar machen.“
Die Kreativität der Wissenschaftlerinnen zahlt sich aus: die aus einfachen Alltagsmaterialien hergestellten „Inseln“ eignen sich laut der vorliegenden Ergebnissen ausgezeichnet. An drei Teststellen im Biosphärenreservat „Oberlausitzer Heide- und Teichlandschaft“ wurden jeweils zehn „schwimmende Inseln“ in 20 bis 40 Zentimeter großen Abständen in dem kleinen Fließgewässer „Altes Fließ“ verteilt. „Ziel war es zu testen, ob sich mit unsere Methode herauszufinden lässt, ob die Bodentiere einen Transport über das Wasser überleben und ob sie sich in einem neuen Habitat wieder ansiedeln“, so Schuppenhauer.
Der Versuchsaufbau zeigte: Schon nach einem Monat besiedelten erste Bodentiere die ausgebrachten Schwimminseln, die nur über das Wasser zu erreichen waren.
Diese Erkenntnis könnte auch bei der Renaturierung von Mooren helfen. Eine gängige Methode zur Reduktion der Nährstoffbelastung und Verbesserung der Wasserversorgung im Moor ist das Abtragen der obersten 20 bis 30 cm des Bodens. Anschließend muss die freigelegte Bodenschicht von den wichtigen Bodentieren wieder neu besiedelt werden. Dieser Vorgang könnte beispielsweise. durch gezieltes Überspülen gefördert werden.
„Unser Experiment zeigt uns, einerseits dass die Ausbreitung der winzigen Tiere über das Wasser nicht unerheblich ist und andererseits, dass unsere Methode funktioniert. Wir sind uns sicher, dass die ‚Inseln’ in Zukunft häufig eingesetzt werden“, schließt Lehmitz.
Publikation
Meike M. Schuppenhauer & Ricarda Lehmitz (2017): Floating Islands: A method to detect aquatic dispersal and colonisation potential of soil microarthropods. In: Soil Organisms
Anleitung zum Bau schwimmender Inseln

11.10.2017, Veterinärmedizinische Universität Wien
Junge Kune Kune-Schweine haben soziale Lernfähigkeiten und ein erstaunlich gutes Gedächtnis
Schweine sind sozialkompetente und lernfähige Lebewesen. Die Kombination beider Fähigkeiten, das durch Beobachtung von Artgenossen geprägte Lernen, wurde bisher allerdings unzureichend analysiert. Exaktes Imitieren und Verstehen von gezeigten Handlungen, was für eine hochentwickelte Lernfähigkeit sprechen würde, konnte noch nicht demonstriert werden. Eine neue Studie mit Kune Kune-Schweinen des Messerli Forschungsinstituts an der Vetmeduni Vienna konnte nun erstmals zeigen, dass diese Tiere durchaus voneinander – etwa von der Mutter oder der Tante – lernen können. Die intelligenten Tiere verfügen dabei sogar über ein beachtliches Langzeitgedächtnis. Animal Behaviour
Schweine gelten landläufig nicht als besonders intelligent, in Einzelversuchen erweisen sie sich jedoch als sehr lernfähig und entscheidungsfreudig. In Kombination mit ihrer ausgeprägten sozialen Kompetenz kann man daher vermuten, dass die Tiere auch über ein sozialgeprägtes Lernvermögen verfügen könnten. Die wenigen zu diesem Lernaspekt veröffentlichten Studien erzielten bislang jedoch kein eindeutiges Ergebnis.
Schweine zeigten in diesen Tests lediglich die Bereitschaft, dort nach Futter zu suchen, wo zuvor Artgenossen gefressen hatten. Damit konnte zwar sozial-gelenkte Aufmerksamkeit aber keine hochentwickelte Lernfähigkeit demonstriert werden. Dafür hätten die Tiere eine komplexe Handlung eines Artgenossen imitieren, oder Ziele und Intentionen eines Vorzeigers, etwa bei der Manipulation von Objekten, verstehen müssen.
Dass Schweine entgegen der bisherigen Ergebnisse durchaus hochentwickelte Fähigkeiten des Lernens durch Beobachtung haben, zeigte nun eine neue Studie von KognitionsforscherInnen des Messerli Forschungsinstitutes der Vetmeduni Vienna. Sie bewiesen, dass junge Kune Kune Schweine, eine neuseeländische Freilandrasse, von der Mutter oder einer Tante vorgezeigte Aufgaben aufmerksam beobachten und anschließend replizieren.
Lernen von der älteren Generation
Das Ziel der Studie war es, soziales Lernen anhand von „vertikaler Informationsweitergabe“, also der Weitergabe von Wissen an die nächste Generation, zu zeigen. „Im Unterschied zu den meisten Studien bisher, in denen Tiere von gleichaltrigen Artgenossen lernten, wurden Jungschweine getestet, nachdem sie ihrer Mutter oder ihrer Tante bei der Lösung einer manipulativen Aufgabe zusehen konnten“, erklärt Ludwig Huber, der Leiter dieser von der Messerli Stiftung finanzierten Studie. „Die Aufgabe bestand darin, eine Futterkiste mit Schiebetür zu öffnen, um an attraktives Futter zu kommen.“ Die Tür konnte mit dem Rüssel an drei Positionen – links, rechts oder in der Mitte – sowohl nach rechts als auch nach links geschoben werden.
Achtzehn Jungtiere wurden in drei Gruppen zu je sechs Tieren aufgeteilt. Zwei Gruppen konnten ihrer Mutter oder Tante von einem abgetrennten Bereich aus zusehen, wie sie eine von zwei möglichen Öffnungstechniken anwendeten. Die dritte Gruppe musste dagegen ohne Beobachtungsmöglichkeit mit der Aufgabe zurechtkommen. Ihr Verhalten diente auch als Test, ob es eine unerwartete, allgemeine Präferenz für die Manipulation der Schiebetür gab.
So macht Mama das – Schweinekinder können sich gezeigte Lösungswege merken und imitieren
Das Ergebnis des Versuches zeigte, dass die auf sich selbst gestellten Jungschweine verschiedene Techniken anwandten. Das bestätigte, dass es keine allgemeine Präferenz gab. Die Beobachtertiere zeigten dagegen echtes Beobachtungslernen, wobei sie kaum die Drückposition, sondern zumeist die Drückrichtung oder beides zusammen kopierten. Interessanterweise zeigten sich die besten Ergebnisse, wenn die Jungtiere erst am nächsten Tag auf den Lerneffekt getestet wurden. Offenbar prägten sie sich das Gesehene gut ein und konnten es dann bei Bedarf korrekt reproduzieren. Diese beachtliche Leistung wurde bisher selten im Tierreich nachgewiesen und noch nie bei Schweinen. Damit nehmen die in der Lernforschung wenig beachteten und im öffentlichen Ansehen wenig geschätzten Tiere einen wesentlich höheren Stellenwert für die Kognitionsforschung ein, als bislang vermutet.
Jungschweine haben auch ein gutes Langzeitgedächtnis
Denn auch die Leistung der Jungtiergruppe ohne Beobachtungsmöglichkeit war erstaunlich. Hatten diese Tiere nach wenigen Versuchen einen passenden Lösungsansatz, so merkten sie sich diesen. Eine Wiederholung des Tests nach einem halben Jahr zeigte, dass sie sofort den gleichen Ansatz wieder abrufen konnten. „Das deutet auf ein gut funktionierendes Langzeitgedächtnis hin“, so der Studienleiter.
Den Hintergrund der Anlage zu sozialer Lernfähigkeit vermuten die ForscherInnen in der Haltungsform dieser Schweinerasse. „Es scheint, als hätte die Gruppenhaltung im Freiland und die dadurch mögliche Etablierung einer natürlichen Schweinegemeinschaft eine bestehende Anlage dieser Tiere für soziale Intelligenz zu Tage gefördert. Es wäre lohnend die positiven Effekte des Lernens von älteren Tieren in Zukunft auch in der kommerziellen Schweinehaltung zu bedenken und bei zukünftigen Verbesserungen der Haltungsbedingungen zu berücksichtigen“, so Huber.
Die Versuche wurden am Forschungsstandort Haidlhof der Vetmeduni Vienna in Niederösterreich durchgeführt und wie auch die Haltung durch die Messerli Stiftung finanziert.
Service:
Der Artikel „Object movement re-enactment in free-ranging Kune Kune piglets“ von Ariane Veit, Marianne Wondrak und Ludwig Huber wurde in Animal Behaviour veröffentlicht.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003347217302531?via%3Dihub

12.10.2017, Georg-August-Universität Göttingen
Kein Sex ist auch eine Lösung
Sexuelle Fortpflanzung sorgt unter anderem dafür, dass sich schädliche Mutationen nicht so stark ansammeln. Bei manchen Tierarten, wie zum Beispiel einigen Hornmilbenarten, ging Sex jedoch im Laufe der Evolution verloren und die asexuelle Fortpflanzung durch Klone setzte sich durch. Bisher war es wissenschaftlicher Konsens, dass der Wechsel zu einer schrittweisen Ansammlung schädlicher Mutationen führt und das Aussterben der Art nach sich zieht. Nun haben Forscher der Universitäten Göttingen und Lausanne herausgefunden, dass es bei Hornmilben anders ist. Wenn sie sehr lange asexuell sind, können sie schädliche Mutationen besser loswerden als ihre Verwandten, die sich sexuell fortpflanzen.
Sexuelle Fortpflanzung hat viele Vorteile für das Überleben von Tierarten. So sorgt diese Art der Fortpflanzung unter anderem dafür, dass sich schädliche Mutationen nicht so stark ansammeln. Bei manchen Tierarten, wie zum Beispiel einigen Hornmilbenarten, ging Sex jedoch im Laufe der Evolution verloren und die asexuelle Fortpflanzung durch Klone hat sich durchgesetzt. Bisher war es wissenschaftlicher Konsens, dass dieser Wechsel zu einer schrittweisen Ansammlung schädlicher Mutationen führt und auf lange Sicht das Aussterben der Art nach sich zieht. Nun haben Forscherinnen und Forscher der Universitäten Göttingen und Lausanne herausgefunden, dass es bei Hornmilben (Oribatiden), einer im Boden häufigen Tiergruppe, anders ist. Hornmilbengruppen, die sehr lange asexuell sind, können schädliche Mutationen besser wieder loswerden als ihre Verwandten, die sich sexuell fortpflanzen. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Nature Communications erschienen.
„Bisher wurden nur Tierarten untersucht, bei denen der Verlust von Sex relativ kurz zurückliegt“, erklärt Erstautor Alexander Brandt, von der Arbeitsgruppe Tierökologie am Johann-Friedrich-Blumenbach Institut für Zoologie und Anthropologie der Universität Göttingen. Um die Konsequenzen, die ein Verlust von Sex auf lange Sicht mit sich bringt zu untersuchen, haben Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen das Erbgut verschiedener sexueller und uralt-asexueller Hornmilben sequenziert und analysiert. Dabei sind sie zu dem überraschenden Ergebnis gekommen, dass uralt-asexuelle Hornmilben die schädlichen Mutationen besser loswerden können.
„Oribatiden eignen sich für diese Fragestellung besonders gut, da Sex innerhalb dieser Tiergruppe mehrmals unabhängig voneinander verloren gegangen ist und dies jeweils mehrere Millionen Jahre zurückliegt“, so Dr. Jens Bast, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Universität Lausanne und Seniorautor der Studie. „Dass asexuelle Hornmilben schädliche Mutationen besser abwenden bedeutet, dass Oribatiden eine Besonderheit aufweisen müssen, die ihnen das Überleben mit asexueller Reproduktion über evolutionär lange Zeiträume ermöglicht“, ergänzt Brandt.
Über die Natur dieser Besonderheit können die Forscher und Forscherinnen bisher nur spekulieren: Möglicherweise spielen die Populationsgrößen der Hornmilben eine wichtige Rolle. Die Anzahl der Tiere in einer Population hat, genau wie die Mischung von Erbgut, einen starken Einfluss darauf, wie effektiv natürliche Selektion der Ansammlung schädlicher Mutationen entgegenwirkt. Die Tatsache, dass Populationen asexueller Hornmilbenarten im Durchschnitt deutlich größer sind als die sexueller Arten legt nahe, dass die effektive natürliche Selektion tatsächlich durch ihre besonders großen Populationen bedingt wird. Somit war zumindest für einige Hornmilbenarten das Überleben ohne sexuelle Fortpflanzung über Jahrmillionen hin möglich.
Originalveröffentlichung: Brandt et al., Effective purifying selection in ancient asexual oribatid mites, Nature Communications 2017
doi: 10.1038/s41467-017-01002-8

12.10.2017, Eberhard Karls Universität Tübingen
Was der letzte gemeinsame Vorfahr von Menschen und Menschenaffen auf die Waage brachte
Forscher gehen davon aus, dass die unbekannte Art deutlich kleiner gewesen sein könnte als bisher gedacht
Der letzte gemeinsame Vorfahr von Menschenaffen und Menschen ist ein rätselhaftes Wesen. Dr. Mark Grabowski vom Senckenberg Centre for Human Evolution and Palaeoenvironment an der Universität Tübingen beschreitet gemeinsam mit seinem Kollegen William L. Jungers von der University of Stony Brook, New York, einen neuen Weg, um die Größe dieser unbekannten Art und ihrer Verwandten zu bestimmen und Rückschlüsse auf ihre Lebensweise zu ziehen: Sie haben die Evolution der Körpermasse in der und vor der Abstammungslinie der Menschen rekonstruiert. Grundlage sind durchschnittliche und geschätzte Körpermassen einer großen Zahl von lebenden und ausgestorbenen Arten von Menschen, Menschenaffen und anderen Primaten, welche die Forscher mithilfe neuer vergleichender Methoden untersucht haben.
Bisher wird häufig angenommen, dass der letzte gemeinsame Vorfahr von Menschenaffen und Menschen bereits die Größe eines Schimpansen hatte und eine Reihe von schimpansengroßen Vorfahren bis zum frühesten Menschenaffenahnen zurückreichte. Im Widerspruch dazu deuten die neuen Studienergebnisse darauf hin, dass die Lebensumgebung des letzten gemeinsamen Vorfahren der Menschenaffen eher zu einem Tier in der Größe eines Gibbons mit einem Gewicht von rund fünf Kilogramm passte. Dieser verschobene Blickwinkel führt zu einer Reihe von neuen biologischen Aspekten. Die neue Studie wird in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Komplexer Stammbaum mit Lücken
Die Menschenartigen, auch Menschenaffen im weiteren Sinne genannt, trennten sich vor rund 25 Millionen Jahren von der Abstammungslinie, die zu den Altweltaffen führte. Aus der Gruppe der Menschenartigen zweigte vor rund 17 Millionen Jahren die Linie der Gibbons ab, die auch kleine Menschenaffen genannt werden. Darauf folgten die Orang-Utans, dann die Gorillas. Zuletzt trennten sich die Linien von Schimpansen und Menschen. Forscher kennen über Knochenfunde eine verwirrende Vielfalt an ausgestorbenen Affen- und Menschenarten, ihr Stammbaum ist so komplex wie lückenhaft. Wie bestimmte Vorfahren ausgesehen und gelebt haben, können sie nur indirekt erschließen.
Mark Grabowski und William Jungers haben sich in ihrer Studie auf das Körpergewicht der Arten konzentriert. Es spiele bei fast allen Aspekten der Gestalt und Lebensweise eines Tiers eine Rolle wie dem Energiebedarf, der Ernährung, der Fortbewegung und dem Verhalten. „Um die Paläobiologie längst ausgestorbener Arten zu rekonstruieren, muss man auch eine Vorstellung von ihrer Körpermasse haben“, sagt Mark Grabowski. Für seine vergleichenden Untersuchungen hat das Forscherduo Daten von fossilen und heute lebenden Affen- und Menschenarten aus Südamerika, Afrika, Europa und Asien zusammengetragen.
Hangelnde Fortbewegungsart entwickelte sich bei geringem Körpergewicht
„Nach unserer Analyse lebte der letzte gemeinsame Vorfahr von Menschenaffen und Menschen unter Bedingungen, die am besten zur Körpergröße eines Gibbons passten“, berichtet Grabowski. Wenn das stimme, seien die heutigen Gibbons nicht durch Verzwergung entstanden, wie bisher oft angenommen wurde. Eine solch kleine Größe als Ausgangsform würde auch die bestehenden Evolutionsmodelle der Menschenaffen in Zweifel ziehen. So wurde zum Beispiel angenommen, dass die frühen Menschenartigen das Schwinghangeln als Fortbewegungsart in den Bäumen entwickelten, weil sie zu schwer waren, um auf den Ästen zu laufen, wie es viele Primaten bis heute tun. Nun sehe es so aus, als ob zunächst das Schwinghangeln aufkam und unabhängig davon erst viel später die Körpergröße zunahm. „Möglicherweise gab es eine Konkurrenz mit anderen Affenarten um Früchte, und später war die Zunahme der Körpermasse ein weiterer Schritt in diesem Wettrüsten“, sagt Grabowski.
Anstieg der Körpergröße verlief nicht geradlinig
Der gemeinsame Vorfahr von Menschen und Schimpansen lebte vor rund sieben Millionen Jahren. Tatsächlich kommen auch Grabowski und Jungers zu dem Schluss, dass er die Größe eines Schimpansen hatte. „Diese Annahme konnten wir erstmals auch mit quantitativen Berechnungen belegen“, sagt Grabowski. „Danach sieht es auch so aus, als ob Vormenschen etwa der Gattung Australopithecus tatsächlich kleiner waren als ihre Vorfahren und dass die Körpergröße erst mit der Entwicklung des Homo erectus anstieg.“ Es habe also in unserer Abstammungslinie wahrscheinlich zwischenzeitlich eine Verringerung der Körpermasse gegeben. Die Körpermasse sei nicht einfach gleich geblieben oder ständig gewachsen.
Publikation:
Mark Grabowski and William L. Jungers: Evidence of a chimpanzee-sized ancestor of humans but a gibbon-sized ancestor of apes. Nature Communications, DOI 10.1038/s41467-017-00997-4.

13.10.2017, Forschungsverbund Berlin e.V.
Wettstreit um Weibchen macht Männchen leistungsstärker – bei Fruchtfliegen
Wenn sich Weibchen ihre Paarungspartner auswählen dürfen, führt das langfristig (Evolution) zu leistungsfähigeren Männchen. Das fanden Wissenschaftler der Universitäten Sheffield und St. Andrews sowie des Berliner Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung heraus. Die gemeinsame Studie wurde in der Fachzeitschrift „Animal Behaviour“ veröffentlicht.
Dr. Allan Debelle von der Universität Sheffield nahm in der Studie männliche Balzgesänge der Fruchtfliege Drosophila pseudoobscura unter verschiedenen experimentellen Bedingungen auf. Beim Werben um Weibchen produzieren Drosophila-Männchen „Liebesgesänge“, in dem sie schnell mit ihren Flügeln schlagen; bis zu 6.000-mal in der Minute.
Um zu untersuchen, inwieweit das Auswahlverhalten der Weibchen die Evolution männlicher Gesangsmerkmale beeinflusst, wurden Fruchtfliegen in zwei verschiedenen Gruppen über 110 Generationen hinweg beobachtet. In der ersten Gruppe herrschte ein deutlicher Männchenüberschuss, so dass die Weibchen zwischen mehreren Männchen wählen konnten. In der zweiten Gruppe hatten die Weibchen dagegen nur die Möglichkeit, sich mit einem Männchen zu verpaaren.
Am Ende des insgesamt acht Jahre andauernden Experimentes beobachteten die WissenschaftlerInnen, dass sich die Männchen der beiden Gruppen deutlich in ihren Balzgesängen unterschieden. In der Population, in der die Weibchen frei wählen konnten, schlugen Männchen ihre Flügel schneller und länger als ihre männlichen Artgenossen unter monogamen Bedingungen.
Dr. Allan Debelle, die die Studie im Rahmen ihrer Doktorarbeit unter der Leitung von Dr. Rhonda Snook an der Universität Sheffield durchführte, deutet diese Befunde dahin gehend, dass die Partnerwahl von Weibchen die Evolution motorischer Fähigkeiten von Männchen maßgeblich beeinflussen kann: „Unsere Forschung zeigt, dass Weibchen, die in jeder Generation die freie Wahl ihres Paarungspartners haben, diesen durch Selektion bestimmter Merkmale beeinflussen können. In diesem Fall erfolgte eine schrittweise Verbesserung der motorischen Leistungen des Flügelschlags von männlichen Fruchtfliegen unter nicht monogamen Versuchsbedingungen.“
Da der Balzgesang von Fruchtfliegen eine große Muskelanstrengung mit sich bringt, besteht die Möglichkeit, dass Männchen unter weiblicher Selektion nicht nur bessere Balzgesangfertigkeiten entwickeln, sondern insgesamt eine bessere körperliche Leistung erzielen. In Übereinstimmung damit fanden die ForscherInnen heraus, dass solche Männchen ihre Flügel nicht nur in höherem Tempo, sondern auch länger schlagen können.
Dr. Alexandre Courtiol, Wissenschaftler am Leibniz Institut für Zoo- und Wildtierforschung und Co-Erstautor der Studie, bemerkt: „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Männchen nicht mehr in mächtige Körper und spektakuläre Balzrituale investieren, sobald die Weibchen diese Merkmale bei der Partnerwahl außer Acht lassen. In unseren Experimenten zeigte sich das bei den monogam gehaltenen Fruchtfliegen.“
Publikation:
Debelle A, Courtiol A, Ritchie MG, Snook RR (2017): Mate choice intensifies motor signaling in Drosophila. Animal Behaviour, DOI 10.1016/j.anbehav.2017.09.014

13.10.2017, Veterinärmedizinische Universität Wien
Usutu ist zurück – und das nicht nur bei Amseln sondern auch beim Menschen
Das Usutu-Virus wurde 2001 erstmals in Österreich nachgewiesen – als Verursacher des sogenannten „Amselsterbens“. Bis 2005 waren in Ostösterreich viele Amseln, aber auch andere Singvögel, Opfer des Erregers, danach wurden 10 Jahre lang keine Usutu-Virus-bedingten Todesfälle bei Vögeln in Österreich registriert, im Gegensatz zum benachbarten Ungarn. Im Vorjahr wurden erstmals wieder zwei Fälle bestätigt, heuer bereits sechzehn. Ein Team um Forschende der Vetmeduni Vienna untersuchte nun die Virusstämme. In einer zweiten Studie wurde in sieben humanen Blutspenden aus Ostösterreich das Usutu-Virus nachgewiesen, was darauf hinweist dass humane Infektionen häufiger sind als bislang angenommen.
2001 bis 2005 sorgte das sogenannte Amselsterben in Österreich für großes öffentliches Interesse. Verantwortlich dafür waren Usutu-Viren, die wie FSME-, West Nil- oder Dengue-Viren zur Familie der Flaviviren zählen. Seitdem gab es in Österreich keinen weiteren Ausbruch. In anderen europäischen Ländern, wie etwa in Ungarn, wurde der Erreger dagegen in geringem Ausmaß regelmäßig in toten Wildvögeln nachgewiesen. 2016 wurden aus verschiedenen europäischen Ländern Usutu-Virus-bedingte Todesfälle bei Wildvögeln gemeldet, unter anderem auch bei zwölf Tieren aus Ungarn und bei zwei Amseln aus Österreich.
Ein Team um Spezialisten der Vetmeduni Vienna untersuchte welche Stämme seit 2010 in Ungarn und 2016 in Österreich aktiv waren. Im Humanbereich werden seit 2014 alle Blutspenden aus Wien, Niederösterreich und dem Burgenland auf West Nil-Viren untersucht, wobei sich heraustellte dass im Jahr 2016 ein Spenderblut und 2017 sogar sechs Blutspenden nicht mit West Nil-Viren sondern mit den verwandten Usutu-Viren infiziert waren.
Alte und neue Bekannte zirkulieren in Österreich und Ungarn
„Wir waren überascht dass nach 10-jähriger Pause im Vorjahr wieder mit Usutu-Viren infizierte Amseln gefunden und auch aus den Nachbarländern Nachweise gemeldet wurden“, sagt Studienleiter Norbert Nowotny vom Institut für Virologie. „Daher haben wir die genetische Information der Viren aus Österreich und Ungarn entschlüsselt um besser zu verstehen, welche Virusstämme in den Ländern aktiv sind und von wo sie eingeschleppt wurden.“
Von 2010 bis 2015 waren die in Ungarn gefundenen Erreger mit jenem Stamm verwandt, der zwischen 2001 und 2005 in Österreich für das Amselsterben verantwortlich war. Die Viren, die 2016 in beiden Ländern bestätigt wurden, gehören dagegen zu einem Stamm, der 2009 und 2010 in Italien aktiv war. Die beiden Stämme werden verschiedenen europäischen Abstammungslinien zugeordnet, sind also nicht direkt miteinander verwandt. „Dies zeigt, dass unterschiedliche Virusstämme zwischen benachbarten Ländern zirkulieren“, erklärt Nowotny.
Mit Usutu-Viren infizierte Menschen häufiger als gedacht
Neben Wildvögeln können sich auch Menschen durch den Stich von Stechmücken mit Usutu-Viren infizieren. Üblicherweise verläuft eine Usutu-Virus-Infektion beim Menschen ohne Symptome, gelegentlich können Fieber und Hautausschlag auftreten. Neurologische Symptome und schwerer Krankheitsverlauf sind beim Menschen selten, sie wurden jedoch bei immunsupprimierten Patienten beobachtet, zum Beispiel bei zwei Fällen aus dem Jahr 2009 in Italien.
Aufgrund der regelmäßigen USUV-Nachweise in Wildvögeln nimmt auch die Infektionsgefahr für den Menschen zu. Da das bekannt humanpathogene West Nil-Virus in Ostösterreich endemisch ist, werden seit 2014 alle Blutspenden aus diesem Bereich auf Flaviviren untersucht. „Usutu-Viren sind im Gegensatz zu anderen Flaviviren nicht melde- oder anzeigepflichtig. Sie werden jedoch ebenfalls mit dem zur Untersuchung der Blutspenden eingesetzten Test detektiert“, erklärt Franz Allerberger von der AGES. Die genetische Überprüfung der Flavivirus-positiv getesteten Blutproben zeigte, dass es sich bei insgesamt sieben Spendern um eine Infektion mit Usutu-Viren und nicht West Nil-Viren handelte. Keiner der mit Usutu-Viren infizierten Spender zeigte jedoch Symptome und nur einer gab einen Aufenthalt im Ausland an.
Tests von Spenderblut verhindern Folgeerkrankungen
„Flavivirus-positiv getestete Blutspenden – unabhängig davon ob es sich um West Nil- oder Usutu-Viren handelt – werden vernichtet und stellen daher keine Gefahr für Empfänger von Blutspenden dar. Es gibt aber eine Reihe von Ländern in Europa, in denen West Nil-Viren noch nicht aufgetreten sind, sehr wohl aber Usutu-Viren. Blutspenden aus diesen Ländern werden oft nicht auf Flavivirusinfektionen untersucht. Die Empfänger von Blutspenden sind aber häufig Personen mit geschwächtem Immunsystem, für die eine Usutu-Virus-Infektion gefährlich werden könnte. Darauf aufmerksam zu machen war einer der wesentlichsten Punkte in unserer zweiten Publikation“, sagt Nowotny.
Service:
Der Artikel „Usutu virus, Austria and Hungary, 2010–2016“ von Tamás Bakonyi, Károly Erdélyi, René Brunthaler, Ádám Dán, Herbert Weissenböck und Norbert Nowotny wurde in Emerging Microbes & Infections.
http://www.nature.com/emi/journal/v6/n10/full/emi201772a.html?foxtrotcallback=trueDer Artikel „Usutu virus infections among blood donors, Austria, July and August 2017 – Raising awareness for diagnostic challenges“ von Tamás Bakonyi, Christof Jungbauer, Stephan W. Aberle, Jolanta Kolodziejek, Katharina Dimmel, Karin Stiasny, Franz Allerberger und Norbert Nowotny wurde in Eurosurveillance veröffentlicht.
http://www.eurosurveillance.org/content/10.2807/1560-7917.ES.2017.22.41.17-00644

13.10.2017, Institute of Science and Technology Austria
Ungewöhnliche Maßnahmen: Ameisenköniginnen begraben Tote, um Krankheiten vorzubeugen
Bestattungsverhalten reduziert Ansteckungsgefahr – Studie erschien in BMC Evolutionary Biology
Üblicherweise begraben Arbeiterameisen tote Koloniemitglieder. Doch während der gemeinsamen Gründung einer neuen Kolonie können auch Ameisenköniginnen andere Königinnen begraben, um Infektionen zu vermeiden. Das zeigt eine neue Studie von Christopher Pull und Sylvia Cremer, Professorin am Institute of Science and Technology Austria (IST Austria), die in der Open-Access-Zeitschrift BMC Evolutionary Biology erscheint (DOI: 10.1186/s40359-017-0201-4).
Manchmal gründen zwei Ameisenköniginnen gemeinsam eine neue Kolonie. Wenn eine der Königinnen stirbt, bevor die ersten Arbeiterameisen eintreffen, legt die überlebende Ameisenkönigin ein „Bestattungsverhalten“ an den Tag, indem sie etwa die Leiche beißt oder vergräbt. Das zeigen die ForscherInnen in der aktuellen Studie. Möglicherweise verhindert die Königin so die Übertragung von Krankheitserregern. Die AutorInnen fanden heraus, dass Beißen und Begraben die Wahrscheinlichkeit, dass die überlebende Königin stirbt, um das Siebenfache reduzieren.
Christopher Pull, Erstautor des Artikels, erklärt: „Ameisenköniginnen konzentrieren sich in der Regel auf die Fortpflanzung. Sie üben keine riskanten oder gefährlichen Aufgaben aus. Darum waren wir überrascht, dass Ameisenköniginnen es nicht vermeiden, mit anderen, kranken Königinnen neue Kolonien zu gründen – sie tun es vor allem wegen der Konkurrenz um geeignete Nistplätze – und sie aber Bestattungsverhalten zeigen, das sich auf ihr Überleben auswirken könnte. Wir fanden, dass Königinnen, die dieses Verhalten zeigten, sich mit geringerer Wahrscheinlichkeit bei den toten Mitbegründerinnen ansteckten und starben, als Königinnen, die dieses Verhalten nicht zeigten.“
Er fährt fort: „Die bisherige Forschung darüber, wie Ameisenköniginnen während der Koloniegründung Krankheiten bekämpfen, konzentrierte sich auf die Immunantwort nach dem Auftritt einer Infektion. Wir dagegen wollten erforschen, wie Königinnen durch ihr Verhalten Infektionen von vorne herein vormeiden. Diese Infektionsvorbeugung ist für Ameisenköniginnen wichtig, denn bis zum Eintreffen der ersten Arbeiter zehren sie nur vom Fett- und Muskelabbau. Müssen sie Ressourcen für das Bekämpfen einer Infektion verwenden, könnte das ihren Fortpflanzungserfolg, und damit den Erfolg der gesamten Kolonie beeinflussen.
In ihrer Studie erforschten die AutorInnen das Verhalten von Königinnen der Schwarzen Gartenameise. In freier Natur gründen 18% der Königinnen dieser Art gemeinsam eine Kolonie, üblicherweise zu zweit. Teilten sich in den Experimenten zwei Königinnen ein geschlossenes Nest mit nur einer Kammer, und eine Königin starb, bissen 74% der überlebenden Königinnen die Toten, um die Leichen zu zerlegen. 67% begruben danach die Teile. Teilten sich zwei Königinnen ein offenes Nest mit mehr als einer Kammer, entfernten 78% der überlebenden Königinnen den Körper aus der Nestkammer. Die meisten der übrigen 22% bissen und begruben die Leichen.
Beißen und Begraben des Körpers waren mit einer größeren Überlebenschance der verbliebenen Königin verbunden. Die Studie zeigte aber auch, dass das bloße Entfernen einer toten Königin aus dem Nest keine statistisch signifikante Auswirkung auf die Mortalität der verbliebenen Königin hatte. Der Grund dafür könnte einerseits ein Mangel statistischer Aussagekraft sein, denn die Anzahl der Königinnen, die den Körper bloß entfernten, war gering. Andererseits wäre eine mögliche Erklärung, dass die Ameisen nach der Entfernung des Körpers immer noch mit ihm interagierten und sich so ansteckten.
Um zu untersuchen, wie eine Belastung mit Krankheitserregern die Entscheidung einer Ameisenkönigin beeinflusst, mit einer anderen Königin gemeinsam eine Kolonie zu gründen, und wie Ameisenköniginnen das Übertragungsrisiko durch infizierte Mitbegründerinnen begrenzen können, führten die ForscherInnen zwei Experimente durch. Im ersten Experiment konnte die Königin entscheiden, entweder alleine zu nisten, oder gemeinsam mit einer anderen Königin, die einem Pilzerreger ausgesetzt war, oder mit einer Königin, die nur scheinbar einem Erreger ausgesetzt war, eine Kolonie zu gründen (20 Ameisen pro Studiengruppe). Die WissenschaftlerInnen setzten die Königinnen den krankheitserregenden Pilzen aus, indem sie eine Flüssigkeit mit Pilzsporen auf den Thorax aufbrachten. Die nur scheinbar dem Erreger ausgesetzten Königinnen wurden mit einer Flüssigkeit ohne Sporen behandelt. Die AutorInnen stellten fest, dass sich in diesem Experiment 65% der Königinnen dafür entschieden, eine Kolonie gemeinsam mit einer anderen Königin zu gründen, und dass die Belastung durch Krankheitserreger die Entscheidung nicht beeinflusste: Königinnen vermieden es nicht, mit einer infizierten Königin eine Kolonie zu gründen.
Im zweiten Experiment tauschten die Wissenschaftler den Körper einer toten Königin, die einem Krankheitserreger ausgesetzt worden war, gegen den toten Körper einer nur scheinbar ausgesetzten Königin. Sie testeten so, ob die überlebende Königin anders reagiert, wenn ihre Mitgründerin durch einen Krankheitserreger starb, oder aufgrund anderer Ursachen. Die AutorInnen beobachteten keinen Unterschied: überlebende Königinnen zeigten das Bestattungsverhalten in der Gegenwart sowohl von infizierten und nicht-infizierten Körpern.
Christopher Pull erklärt die Implikationen der Studie: „Diese Studie erweitert unser Wissen über die Herausforderungen, der sich eine koloniegründende Ameise gegenübersieht, und darüber, wie diese Herausforderungen die Evolution des Verhaltens von Ameisenköniginnen prägen. Dieses Verhalten scheint viel komplexer zu sein, als bisher gedacht. Das vereinfachte Bild einer Gründungskönigin, die geduldig auf ihre Arbeiterameisen wartet damit sie ihre Rolle als „Eierproduzentin“ übernehmen kann, spiegelt einfach nicht den kompletten Sachverhalt wieder. Wie Königinnen diese Flexibilität in ihrem Verhalten erlangen, ist eine vielversprechende Frage für spannende zukünftige Forschung.“
Christopher Pull, der Erstautor der Studie, war PhD Student in der Gruppe von Sylvia Cremer und promovierte vom PhD Programm des IST Austria. Pull ist jetzt Postdoc an der Royal Holloway, University of London, GB. Sylvia Cremer ist Professorin am IST Austria. Die Evolutionsbiologin interessiert sich für die evolutionäre Immunologie von Ameisengesellschaften. Die Cremer Gruppe erforscht seit 2010 am IST Austria die individuelle und kollektive Krankheitsabwehr von Ameisen.
Originalartikel:
“Co-founding ant queens prevent disease by performing prophylactic undertaking behavior”,
Pull and Cremer. BMC Evolutionary Biology 2017
DOI: 10.1186/s40359-017-0201-4

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