Neues aus Wissenschaft und Naturschutz

23.10.2017, Max-Planck-Institut für Ornithologie
Spitzmäuse schrumpfen im Winter und wachsen im Sommer
Bei Waldspitzmäusen schrumpft der Schädel im Winter um bis zu 15 Prozent, um dann im Frühjahr wieder um bis zu neun Prozent zu wachsen. Die Tiere verlieren insgesamt fast ein Fünftel ihres Körpergewichts über den Winter, verdoppeln ihr Gewicht dann aber im Frühjahr wieder. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Radolfzell und Seewiesen haben herausgefunden, dass nicht nur die Knochen, sondern auch Organe und sogar das Gehirn abgebaut werden. Vermutlich sichert die Schrumpfung den Tieren mit ihrem hohen Stoffwechsel das Überleben in den kargen Wintermonaten.
Waldspitzmäuse führen ein Leben auf der Überholspur. Die daueraktiven, nur zehn Gramm schweren Insektenfresser teilen sich mit den Mäusen aufgrund ihrer Körperform nur den Namen. Tatsächlich sind sie eng mit Maulwürfen und Igeln verwandt. Der Energiebedarf einer Spitzmaus ist so hoch, dass sie verhungert, wenn sie nur zwei bis drei Stunden keine Nahrung findet. Weder Tages- noch Jahreszeiten halten sie in ihrem kurzen, kaum 13-monatigen Leben vom Fressen ab. Im Sommer ernähren sich Spitzmäuse hauptsächlich von Würmern und Larven. Im Winter, unter ungleich härteren Lebensbedingungen, leben sie primär von Insekten und Spinnentieren.
Der polnische Zoologe August Dehnel hatte bereits in den 1950er Jahren bemerkt, dass im Winter gefangene Spitzmäuse nicht nur leichter sind, sondern tatsächlich auch kleiner. Seine Vermessungen haben gezeigt, dass die Schädel flacher und die Wirbelsäulen kürzer sind. Aber auch viele Organe und insbesondere das Gehirn seiner Tiere wiesen ein um 20 Prozent geringeres Volumen auf als im Sommer.
Könnte Schrumpfen eine bislang unbekannte Anpassung an die winterlichen Lebensumstände sein?
Um zu untersuchen, ob einzelne Individuen ihre Körpermaße tatsächlich auf diese Weise verändern, fing der Doktorand Javier Lazaro vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Radolfzell um den Campus am Bodensee ca. 100 Waldspitzmäuse. Er stattete die Tiere mit reiskorngroßen elektronischen Chips aus, wie sie auch –– in einer größeren Variante – auch für Haustiere zur Identifikation verwendet werden. Die Tiere wurden alle geröntgt, um ihre Schädel zu vermessen und anschließend wieder in die Freiheit entlassen. In regelmäßigen Wiederfangaktionen konnte rund ein Drittel der Tiere einmal oder mehrmals wiedergefangen und erneut geröntgt werden.
Tatsächlich sind alle untersuchten Individuen im Winter geschrumpft und im Frühjahr wieder gewachsen. „Die Schädelhöhe nahm im Winter um 15 Prozent, manchmal sogar bis maximal 20 Prozent ab und im Frühjahr wieder bis zu neun Prozent zu“ sagt Javier Lazaro. Dina Dechmann, Koautorin der Studie, interpretiert dieses Phänomen als bisher unbekannte Strategie von Tieren mit einem hohen Stoffwechsel, den Nahrungsmangel und die niederen Temperaturen im Winter zu überleben. „Normalerweise sind Tiere in kälteren Zonen größer und haben dadurch ein gutes Verhältnis von Volumen zu Oberfläche, um Wärmeverluste zu kompensieren. Die Spitzmaus hingegen hat eine im Verhältnis zum Volumen große Oberfläche und könnte durch das Schrumpfen überlebenswichtige Energie sparen“, sagt Dechmann.
Erst kürzlich gelang es Dechmanns Arbeitsgruppe, ähnliche Veränderungen auch am Schädel von Wieseln zu zeigen. Diese kleinen Raubtiere, Angehörige einer völlig anderen Säugetiergruppe, haben einen ebenfalls überaus hohen Energiebedarf und können dem Winter nicht ausweichen oder eine Winterruhe einlegen. „Die Veränderungen am Knochen und an den Organen liefern uns Ansatzpunkte für unsere weitere Forschung. So untersuchen wir zusammen mit Kollaborationspartnern an einer Uniklinik die Veränderungen an der Knochensubstanz. Diese ähneln Vorgängen wie sie bei Osteoporose ablaufen. Auch die Veränderungen an Gehirn und Herz könnten medizinisch interessant werden“, erklärt der Leiter der Studie Moritz Hertel aus dem Institutsteil Seewiesen. Die Studie ist also ein Beispiel dafür, wie die Grundlagenforschung der Max-Planck-Gesellschaft zu unerwarteten medizinischen Erkenntnissen führen kann.

26.10.2017, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Fataler Insektenstaubsauger: Uferbeleuchtung
Künstliche Beleuchtung entlang von Flüssen und Seen verändert Uferökologie
Wie die Motten zum Licht – ein ökologischer Effekt, nicht nur eine Redensart. WissenschaftlerInnen vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) haben nachgewiesen, dass künstliche Beleuchtung in der Nähe von Gewässern die Zahl und Gemeinschaften von Insekten und Spinnen stark beeinflusst. Wie ein Staubsauger entziehen sie den benachbarten Ökosystemen fliegende Insekten. Profiteure sind räuberische Insekten und Spinnen, für die die vielen desorientierten Wasserinsekten ein Festmahl sind.
Weltweit nimmt die Erhellung der Nacht durch künstliches Licht um jährlich etwa sechs Prozent zu. „Wir Menschen machen die Nacht zum Tag und sind uns gar nicht bewusst, dass dies eine der größten globalen Umweltveränderungen darstellt. Die meisten Lebewesen haben sich an einen Hell-Dunkel-Rhythmus angepasst. Es liegt also nahe, dass eine künstlich erhellte Nacht einen maßgeblichen Einfluss auf das Vorkommen und Verhalten von Tieren hat. Insbesondere entlang von Gewässern, die die Heimat von vielen lichtempfindlichen Insekten sind“, erklärt Alessandro Manfrin, Wissenschaftler am IGB, die Ausgangslage.
Die Zahl der Fluginsekten ist in Teilen Deutschlands um mehr als 75 Prozent zurückgegangen („Insektensterben in Deutschland bestätigt“ in PLoSOne). Ein Grund hierfür könnte die Lichtverschmutzung sein. In jeder Sommernacht werden schätzungsweise eine Milliarde Insekten von Deutschlands Lampen irritiert – für viele endet das tödlich.
Dieses Phänomen haben Alessandro Manfrin und sein Team im Naturpark Westhavelland fernab von stark beleuchteten Städten genauer untersucht. Auf gewässernahen Versuchsfeldern haben sie die Auswirkungen von Straßenleuchten auf das Vorkommen, die Häufigkeit und das Verhalten von Insekten und Spinnen gemessen. Ein Versuchsfeld blieb als Referenzfeld dunkel, während auf dem anderen Versuchsfeld jeden Abend die Straßenlaternen leuchteten.
Auf dem erleuchteten Versuchsfeld verließen deutlich mehr Insekten das Wasser, als auf dem unbeleuchteten Versuchsfeld. Und auch das Verhalten der Spinnen und Insekten an Land veränderte sich. An den hellen Lampen sammelten sich die fliegenden Insekten, insbesondere Wasserinsekten, sodass hier mehr Spinnen und Raubinsekten auf Jagd gingen. Die sonst nachtaktiven Tiere verlängerten ihre Insektenjagd bis in den Tag hinein – vermutlich um von der Vielzahl erschöpfter oder toter Insekten im Bereich der Lampen zu profitieren. Die Anzahl räuberischer nachtaktiver Laufkäfer war auf dem beleuchteten Versuchsfeld hingegen stark reduziert.
„Die Studie zeigt, wie künstliches Licht Lebensräume für Insekten und deren Räuber über Ökosystemgrenzen hinweg – Wasser und Land – verändern kann. Wenn wir neue Beleuchtungskonzepte entwickeln, müssen wir den möglichen Einfluss auf benachbarte Ökosysteme immer im Hinterkopf behalten. Das gilt für Stadt- und Landschaftsplaner, Beleuchtungsingenieure und in die Planungen einbezogene Ökologen gleichermaßen“, bilanziert Franz Hölker, Leiter der Arbeitsgruppe Lichtverschmutzung und Ökophysiologie am IGB, die Ergebnisse der Studie.
Studie:
Manfrin, A., Singer, G., Larsen, S., Weiss, N., van Grunsven, R. H., Weiss, N. S., Wohlfahrt, S., Monaghan, M.T. & Hölker, F. (2017). Artificial light at night affects organism flux across ecosystem boundaries and drives community structure in the recipient ecosystem. Frontiers in Environmental Science, 5, 61. doi: 10.3389/fenvs.2017.00061
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenvs.2017.00061/full

26.10.2017, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Flaggschiff-Tierarten könnten Binnengewässer schützen
ForscherInnen vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) und der Weltnaturschutzunion (IUCN) untersuchen, welche Tierarten als „imposante“ Flaggschiffe in den Fokus von Schutzmaßnahmen gerückt werden könnten, um den Rückgang vieler Arten und Lebensräume in Binnengewässern aufzuhalten. Wie berechtigt dieser Flaggschiff-Ansatz ist, unterstreicht die aktuelle Studie: 83 Prozent aller gefährdeten Süßwassertierarten der Welt kommen in den gleichen Gebieten vor, wie die untersuchten, „imposanten“ Süßwassertierarten. Allerdings stehen knapp 60 Prozent dieser potenziellen Flaggschiff-Tierarten bereits selbst auf der Roten Liste gefährdeter Arten.
Weltweit ist etwa ein Drittel aller Tierarten gefährdet. Öffentlich als schützenswert wahrgenommen werden jedoch vor allem die imposanten, großen Land- und Meerestiere wie Pandas, Elefanten, Eisbären oder Wale. Dabei schreitet der Rückgang der im Süßwasser lebenden Tiere schneller voran, als der ihrer allseits bekannten Pendants an Land und im Meer.
Imposante Tiere mit Botschafterpotenzial: Flusspferde, Krokodile, Störe et al.
Für ihre Untersuchung wählten IGB-Forscherin Dr. Sonja Jähnig, Co-Autorin der Studie, und ihr Team internationaler WissenschaftlerInnen exemplarisch 132 „imposante“, große Süßwassertierarten aus, die im ausgewachsenen Alter mindestens 30 Kilogramm wiegen.
„Flusspferde, Flussdelfine, Krokodile und Süßwasserschildkröten oder große Fischarten wie Störe und Lachse haben das Potenzial, das öffentliche, wissenschaftliche und vor allem politische Bewusstsein für den Artenverlust und die damit einhergehenden Probleme in Binnengewässern zu schärfen“, fasst Sonja Jähnig die Blickrichtung der Studie zusammen.
Kartierung der Flaggschiff-Tierarten
Die Vorkommen der ausgewählten Tierarten haben die WissenschaftlerInnen kartiert. Die Karten zeigen, dass 83 Prozent aller gefährdeten Süßwassertierarten der Welt in den gleichen Gebieten vorkommen, wie die untersuchten großen Süßwassertierarten – allesamt potenzielle Botschafter für ihr Ökosystem. Wenn es also gelingt, effiziente Schutzmaßnahmen für diese Flaggschiff-Tierarten zu identifizieren, können gleichzeitig die Lebensräume für viele andere, kleinere Arten erhalten werden.
Schützlinge ohne Schutzgebiete
Die Ausbeutung durch den Menschen gefährdet die großen Süßwassertierarten stark: 94 Prozent der untersuchten Tierarten leiden unter Übernutzung, werden also beispielsweise durch Jagd und Fischerei schneller dezimiert als sich die Bestände erholen können. 65 Prozent werden durch Eingriffe in ihre Lebensräume bedroht, meist durch den Bau von Staudämmen, und 54 Prozent leiden unter Verunreinigungen durch landwirtschaftliche, industrielle oder häusliche Abwässer.
Dennoch liegen 84 Prozent der Verbreitungsgebiete der 132 untersuchten Tierarten außerhalb von Schutzgebieten. Dass viele dieser großen Arten in großen Flüssen und Seen leben, erschwert die Schutzbemühungen, erklärt Dr. William Darwall, Leiter der Abteilung Süßwasserbiodiversität bei der IUCN und Teil des Teams: „Süßwasserökosysteme sind stark miteinander vernetzt: ihre Bewohner und deren Bedrohungen können lange Strecken zurücklegen, oft über Schutzgebietsgrenzen hinaus.“
Um diese Tierarten – und mit ihnen ganze Ökosysteme – zu schützen, müssen lokale Schutzzonen, etwa für Laich- und Brutplätze, und großräumige Maßnahmen im gesamten Einzugsgebiet der Flüsse und Seen, die zum Beispiel die Wanderrouten der Tiere berücksichtigen, kombiniert werden. Und vor allem muss die Ausbeutung dieser Tiere und die Übernutzung ihrer Lebensräume eingedämmt werden.
Studie:
Savrina F. Carrizo, Sonja C. Jähnig, Vanessa Bremerich, Jörg Freyhof, Ian Harrison, Fengzhi He, Simone D. Langhans, Klement Tockner, Christiane Zarfl, William Darwall (2017) Freshwater Megafauna: Flagships for Freshwater Biodiversity under Threat. BioScience, Volume 67, Issue 10, 1 October 2017, Pages 919–927
https://doi.org/10.1093/biosci/bix099

01.11.2017, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)
Wie Singvögel einen neuen Gesang lernen
Singvögel sind Minimalisten, wenn es um das Erlernen eines neuen Gesangs geht. Dies konnten Wissenschaftler der ETH Zürich und der Universität Zürich zeigen. Die Lernmethode der Vögel ähnelt einer Strategie, die Computerwissenschaftler beim Sprachvergleich anwenden.
Wie das Sprachenlernen für Kleinkinder ist es auch für Singvögel eine Herausforderung, einen neuen Gesang zu lernen. Zebrafinken gehen dabei Schritt für Schritt vor und nehmen auch mal einen Umweg in Kauf: Sie verändern bereits bekannte Gesangssilben und passen sie den neu zu lernenden Silben an. Während dieser Lernphase gerät die Silbenabfolge oft durcheinander. In einer nächsten Lernphase setzen die Vögel die neuerlernten Silben dann in die richtige Reihenfolge. Dies berichten Forschende der Gruppe von Richard Hahnloser, Professor am Institut für Neuroinformatik von der ETH und der Universität Zürich, in der jüngsten Ausgabe der Fachzeitschrift Nature Communications [http://dx.doi.org/10.1038/s41467-017-01436-0].
«Die Zebrafinken haben eine Strategie entwickelt, eine solch komplexe Aufgabe wie das Erlernen eines neuen Gesangs in leichter zu bewältigende Teilaufgaben aufzuteilen», sagt Hahnloser. «Dadurch können sie ihr Repertoire mit minimalem Aufwand erweitern.»
Die Wissenschaftler gewannen diese Erkenntnisse aus einem Experiment mit Jungvögeln, die bei Versuchsbeginn einen Monat alt waren. Die Forschenden spielten den Vögeln regelmässig einen Gesang vor, den diese dabei erlernten. Nach einem Monat änderten die Forschenden den Gesang, und die Vögel versuchten, ihren Gesang an den neuen anzupassen. «In der Natur passen Vögel ihren Gesang instinktiv an denjenigen von erwachsenen Artgenossen an», erklärt Hahnloser. Die Forschenden zeichneten rund um die Uhr jede Lautäusserung der Vögel auf und werteten sie Silbe für Silbe am Computer aus.
Computerlinguistik mit ähnlicher Methode
«Die Strategie der Vögel ähnelt interessanterweise sehr der zurzeit besten Computerlinguistik-Methode zum Vergleich von Schriftstücken», sagt Hahnloser. Diese Algorithmen vergleichen Schriftdokumente, indem sie deren Wörter zwar in ihrem Kontext, aber ungeachtet ihrer genauen Reihenfolge betrachten. Durch den Vergleich von Milliarden von Texten können diese Algorithmen die Ähnlichkeit zweier Wörter bestimmen und mit einer Zahl bewerten. So finden sie zum Beispiel heraus, dass die beiden Wörter Haus und Gebäude die praktisch gleiche Bedeutung haben.
Auch können diese Computerprogramme aus Millionen von Dokumenten dasjenige finden, das einem bestimmten Text am ähnlichsten ist. Es ist jenes, dessen Vokabular sich mit dem geringsten Aufwand in das Vokabular des Vergleichstexts verändern lässt. «Diese heute von Computerwissenschaftlern verwendete Strategie lernten Singvögel in ihrer Evolution, und sie wandten sie wohl schon vor Millionen von Jahren an», sagt Hahnloser.
Hypothesen für Studien beim Menschen
Ob Kleinkinder beim Erlernen ihrer Muttersprache oder einer Fremdsprache ähnlich vorgehen wie die Singvögel, ist ungewiss. Zwischen dem menschlichen Spracherwerb und dem Gesangserwerb von Vögeln gebe es jedoch Gemeinsamkeiten, sagt Hahnloser. Auch liessen sich aus der Singvogelforschung schon spannende Hypothesen zur Sprachentwicklung von Kleinkindern ableiten. Frühere Studien zeigten beispielsweise, dass Jungvögel und Kleinkinder jede einzelne Silbe ausgiebig durch Verdoppeln üben (bei Kindern beispielweise: «Baba», «Dodo»), und dies mit neu dazugelernten Silben auch dann noch machen, wenn sie bereits Gesangselemente und Wörter mit zwei unterschiedlichen Silben (bei Kindern beispielsweise: «Auto») beherrschen.
Mit Hahnlosers jüngsten Forschungsergebnissen bei Singvögeln liesse sich die Hypothese aufstellen, dass auch Kleinkinder beim Erlernen einer Fremdsprache minimalistisch vorgehen, dass sie neue Laute (zum Beispiel im Französischen die Nasalvokale oder das gerollte R) erlernen, indem sie bekannte Laute abändern, zunächst ohne darauf zu achten, in welchem Kontext diese Laute in der Fremdsprache vorkommen. Ob dem tatsächlich so ist, muss allerdings erst noch untersucht werden.
Literaturhinweis
Lipkind D, Zai AT, Hanuschkin A, Marcus GF, Tchernichovski O, Hahnloser RHR: Songbirds work around computational complexity by learning song vocabulary independently of sequence. Nature Communications, 1. November 2017, doi: 10.1038/s41467-017-01436-0 [http://dx.doi.org/10.1038/s41467-017-01436-0]

01.11.2017, Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald
Wird das unterschiedliche Quartierwahlverhalten einer Fledermausart von Traditionen beeinflusst?
Die Wechselbeziehung zwischen einer auf Borneo vorkommenden Fledermausart und einer fleischfressenden Kannenpflanze wird vermutlich durch Traditionen beeinflusst. Dafür haben Forschende der Universitäten Greifswald und Brunei Darussalam nun Hinweise gefunden. Während manche der Tiere nur in gerollten Blättern schlafen, nutzen andere ausschließlich die Kannen fleischfressender Pflanzen als Schlafplatz. Die Tradition, welche Quartierart genutzt wird, wird mit großer Wahrscheinlichkeit von den Fledermausmüttern an die Jungtiere vermittelt. Die Ergebnisse der Studie wurden jetzt von der Fachzeitschrift Scientific Reports (DOI 10.1038/s41598-017-13535-5) veröffentlicht.
Mutualismen, also Interaktionen zwischen verschiedenen Organismen, von denen jeder profitiert, sind in der Natur weit verbreitet. Doch wie kommt es, dass diese Interaktionen über Jahrmillionen hinweg stabil bleiben, obwohl jeder der beteiligten Partner doch stets auf den eigenen Vorteil bedacht ist? Auf der Suche nach Antworten kamen Forscher um das Team von Dr. Michael Schöner und Dr. Caroline Schöner vom Lehrstuhl Angewandte Zoologie und Naturschutz der Universität Greifswald einem von der Wissenschaft in diesem Kontext nahezu unbeachteten Aspekt auf die Spur: Dem Einfluss von Traditionen.
Von einer Reihe früherer Studien wusste das Team bereits, dass auf der südostasiatischen Insel Borneo die Hardwicke-Wollfledermaus ausgerechnet in einer fleischfressenden Kannenpflanze ein hervorragendes Quartier gefunden hat: Deren Form entspricht genau der Größe einer Fledermaus, sie weist optimale klimatische Bedingungen für die Tiere auf und kann aufgrund eines Echoreflektors leicht von den Fledermäusen gefunden werden. Umgekehrt hinterlassen die Fledermäuse, während sie in den Kannen schlafen, ihren Kot darin. Dieser dient der Kannenpflanze Nepenthes hemsleyana als so wichtige Nährstoffquelle, dass sich die Pflanzen im Laufe der Evolution stark an die Fledermäuse angepasst haben.
Doch entdeckten die Forschenden die Fledermäuse auch in den anfangs noch gerollten Blättern von Bananen- und Ingwergewächsen. Sollten die Tiere daher nicht sehr unzuverlässige Partner für die von ihnen abhängigen Nepenthes hemsleyana sein? „Eigentlich vermuteten wir, dass Nepenthes hemsleyana so viele Vorzüge als Quartier aufweist, dass sie alle anderen Quartiere einfach übertrumpft. Das heißt, wann immer die Fledermäuse zwischen verschiedenen Quartieren wählen können, sollten sie Nepenthes hemsleyana bevorzugen“, sagt Dr. Michael Schöner. In Experimenten ließen die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Fledermäuse zwischen gedrehten Blättern und Kannen wählen. Zwar zeigte sich tatsächlich, dass Tiere, die ursprünglich in einer Kanne gefunden worden waren, auch bei den Experimenten ausschließlich wieder Kannen wählten. Entgegen der ursprünglichen Vorhersage stellte sich aber heraus, dass auch der Großteil der Tiere, die in einem gedrehten Blatt gefunden worden waren, diese bevorzugt wieder wählten. Immerhin wechselten aber 21 Prozent der Tiere aus gedrehten Blättern in Kannen. „Wenn sich dies in der Natur ähnlich abspielt, sollte also die Zahl an Fledermäusen, die Nepenthes hemsleyana und nicht gerollte Blätter als bevorzugtes Quartier wählt, allmählich immer größer werden“, bemerkt Dr. Caroline Schöner.
Woher stammte diese extreme Fixierung der Fledermäuse auf ein bestimmtes Quartier, selbst wenn dieses qualitätsmäßig unterlegen war? Um dieser Frage nachzugehen, machten die Forschenden zunächst genetische Analysen der Tiere. „Es galt zunächst zu klären, ob sich nicht verschiedene ähnlich aussehende Arten hinter den Tieren verbergen, die unterschiedliche Quartiere wählen“, erklärt Professor Gerald Kerth, der Seniorautor der Studie. Doch auch dies bestätigte sich nicht, alle untersuchten Tiere gehörten tatsächlich zur gleichen Art, egal in welchem Quartiertyp sie den Tag verbrachten. „Auch andere potenzielle Erklärungsmodelle wie etwa die Prägung auf ein bestimmtes Quartier, konnten wir weitgehend ausschließen“, fasst Michael Schöner zusammen.
Was blieb, war die starke Vermutung, dass es sich beim Quartierwahlverhalten der Fledermäuse um eine Tradition handelt. Dafür spricht auch, dass die Tiere in unterschiedlichen Gebieten unterschiedliche Quartiere verwenden. Lediglich in einem Gebiet verwendeten die Fledermäuse sowohl Kannenpflanzen als auch gerollte Blätter, jedoch stellte sich heraus, dass auch hier jedes einzelne Tier auf nur einen Quartiertyp festgelegt war und niemals zwischen Kannen und Blättern wechselte. Darüber hinaus zeigten die genetischen Analysen der Tiere in diesem Gebiet, dass Tiere mit dem gleichen Quartierwahlverhalten näher miteinander verwandt waren, als mit ihren Artgenossen, die den jeweils anderen Quartiertyp nutzten. Ein letzter Hinweis, der für den Einfluss von Traditionen spricht, ist die Tatsache, dass die Jungtiere mindestens 77 Tage bei ihren Müttern bleiben – eine im Vergleich zu anderen Fledermausarten außergewöhnlich lange Zeit. In dieser kritischen Zeit erlernen die Jungtiere von den Müttern nicht nur das Jagen, „auch das Quartierwahlverhalten wird mit größter Wahrscheinlichkeit von den Müttern an ihre Kinder weitergegeben“, vermutet Caroline Schöner. Wird also die Nutzung von Nepenthes hemsleyana als geeignetem Quartier von den Müttern an die Jungtiere weitertradiert, so stabilisiert sich ihre Interaktion. Die Forscher planen nun weitere Experimente, um den Einfluss von Tradition auf diesen Fledermaus-Kannenpflanzen-Mutualismus zu bestimmen.
Die Studie wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, dem Deutschen Akademischen Austauschdienst sowie den Universitäten Brunei Darussalam und Greifswald finanziert.
Weitere Informationen
Originalpublikation: Stabilization of a bat-pitcher plant mutualism. Michael G. Schöner1, Rebecca Ermisch1, Sébastien J. Puechmaille1, T. Ulmar Grafe2, Moi Chan Tan2 and Gerald Kerth1
Scientific Reports: http://www.nature.com/articles/s41598-017-13535-5
DOI10.1038/s41598-017-13535-5

02.11.2017, Universität Zürich
UZH-Anthropologen beschreiben dritte Orang-Utan-Art
Bis heute gelten der Borneo- und Sumatra-Orang-Utan als zwei getrennte Arten. Nun beschreiben UZH-Forschende mit einem internationalen Team eine neue Menschenaffenart, den Tapanuli-Orang-Utan. Er ist der am stärksten bedrohte Menschenaffe, nur noch rund 800 Tiere leben in den Hochlandwäldern im Norden Sumatras.
Zwei indonesische Orang-Utan-Arten sind bis anhin beschrieben und offiziell anerkannt. Eine Art lebt auf der Insel Sumatra, sogenannt Pongo abelii. Die andere ist auf Borneo beheimatet, Pongo pygmeaeus. 1997 entdeckten Forscher der Australian National University bei Feldstudien eine Orang-Utan-Population. Diese lebt isoliert in der Region Batang Toru innerhalb der drei Tapanuli-Distrikte auf Nordsumatra. Nun belegen UZH-Anthropologen gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam, dass es sich hierbei um eine dritte Orang-Utan-Art handelt: Pongo tapanuliensis. Die UZH-Forschenden weisen mit ihrer neuen Studie die umfangreichste je durchgeführte genetische Analyse an wildlebenden Orang-Utans vor.
Einzigartige Zähne und Schädelform
Erste Hinweise für die Einzigartigkeit der Tapanuli-Popluation lieferte das Skelettmaterial eines im Jahr 2013 getöteten männlichen Orang-Utans. Im Vergleich mit vielen anderen Schädeln sind beim Tapanuli-Orang-Utan gewisse Merkmale der Zähne und des Schädels einzigartig. «Wir waren völlig überrascht, dass der Schädel in einigen Merkmalen anders ist, als alles, was wir zuvor gesehen hatten», erklärt Matt Nowak, der die morphologischen Merkmale im Rahmen seiner Dokorarbeit erforscht hat und heute für das Sumatra-Organ-Utan-Schutzprogramm (SOCP) arbeitet.
Drei evolutionäre Abstammungslinien identifiziert
«Als wir feststellten, dass sich die Tapanuli-Population morphologisch von allen anderen Orang-Utans unterscheiden, passten unsere Puzzleteile zusammen», ergänzt Michael Krützen, Professor für Evolutionäre Anthropologie und Genomik an der UZH. Das Team um Krützen erforscht seit längerem die genetische Abstammung aller lebenden Orang-Utan-Populationen. Frühere Studienergebnisse sowie die aktuelle Genomsequenzierung von 37 Orang-Utans lieferten ein übereinstimmendes Bild mit den morphologischen Details: «Wir identifizierten drei sehr alte evolutionäre Abstammungslinien unter allen Orang-Utans, obwohl derzeit nur zwei Arten beschrieben sind», erklärt die frühere UZH-Doktorandin Maja Mattle-Greminger.
Direkte Nachkommen der ersten Orang-Utan-Population
Anhand von umfangreichen Computermodellierungen zur Rekonstruktion der Populationsgeschichte verifizierten die UZH-Forschenden ihre neue Erkenntnis. Ihre Berechnungen zeigen, dass die Tapanuli-Population für mindestens 10’000 bis 20’000 Jahre von allen anderen auf Sumatra lebenden Orang-Utans isoliert gewesen war. Alexander Nater, ehemaliger UZH-Doktorand, erläutert: «Die älteste evolutionäre Linie in der Gattung Pongo findet sich tatsächlich bei den Tapanuli-Orang-Utans. Sie sind daher wahrscheinlich die direkten Nachkommen der ersten Population im Sunda Archipel.» Verhaltensbeobachtungen sowie ökologische Studien belegen diese genetischen und morphologischen Analysen.
Artenschutz steht im Vordergrund
«Es ist wirklich sehr spannend und aufregend, eine neue Menschenaffenart im 21. Jahrhundert zu identifizieren», sagt Hauptautor Michael Krützen. Jetzt gehe es aber vorderhand darum, den Tapanuli-Orang-Utan zu schützen. «Jegliche Bemühungen zur Erhaltung der Art müssen sich primär auf den Schutz ihres Lebensraums richten», unterstreicht Krützen. Immer mehr Regenwaldgebiete gehen zugunsten der Landwirtschaft verloren. Unberührte Wälder im Batang-Toru-Ökosystem fallen etwa Palmölplantagen zum Opfer. Geplant ist auch der Bau eines hydroelektrischen Damms, der den Lebensraum der Tapanuli-Orang-Utans weiter beschneiden wird.
Nur noch rund 800 Exemplare zählt die Tapanuli-Population, wie eine kürzlich durchgeführte, unabhängige Studie von indonesischen und internationalen Wissenschaftlern bilanziert. Der Tapanuli-Orang-Utan gilt somit als die am meisten bedrohte Menschenaffenart überhaupt. «Wenn nicht früh genug Massnahmen eingeleitet werden, um gegenwärtige und zukünftige Bedrohungen zu reduzieren, und um jedes noch verbleibende Waldstück zu bewahren, stirbt eine Menschenaffenart bereits in wenigen Jahrzehnten aus», warnt Matt Nowak, der sich als Forschungsleiter des Sumatra-Orang-Utan-Schutzprogramms für die Tapanuli-Orang-Utan einsetzt.
Literatur:
Alexander Nater et al. Morphometric, behavioral, and genomic evidence for a new orangutan species. Current Biology. November 2, 2017. DOI:10.1016/j.cub.2017.09.047

03.11.2017, Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Grabwespen und ihre Chemie
Erstaunliches aus der Evolution: Weil Grabwespen plötzlich andere Beutetiere jagten, veränderte sich auch der chemische Schutzmantel ihrer Haut.
Die Haut von Insekten ist in der Regel mit wasserabweisenden Kohlenwasserstoffen überzogen. Das bewahrt die kleinen Tiere vor dem Austrocknen und vor Krankheitserregern. Meistens ist diese Schutzschicht bei jeder Insektenart ganz spezifisch zusammengesetzt – so entsteht ein chemisch eindeutiges Profil, über das sich die Angehörigen einer Art gegenseitig erkennen können.
Das Kohlenwasserstoff-Profil variiert aber nicht nur aus Gründen der Kommunikation. Neue Erkenntnisse aus dem Biozentrum der Universität Würzburg zeigen: Bei Grabwespen ändert sich die Zusammensetzung der Schutzschicht je nach Art der Beute und Brutpflege. Das berichtet ein Team um Professor Thomas Schmitt im Journal „Evolution“.
Grabwespen der Gattungen Philanthus und Cerceris sind in Europa mit mehr als 50 Arten vertreten. Nach der Paarung graben die einzeln lebenden Weibchen lange Gänge in den Boden, die mit einer Brutkammer enden. Dann gehen sie auf Jagd: Manche Arten fangen Bienen und andere Wespen, andere haben sich auf Käfer spezialisiert. Sie lähmen die Opfer mit einem Stich, schleppen sie in die Brutkammer und legen auf der wehrlosen Beute ihre Eier ab. Sind die Larven geschlüpft, können sie sofort ihren Hunger stillen.
Grabwespen konservieren ihre Vorräte
„Im feuchten Boden ist aber die Gefahr groß, dass der Nahrungsvorrat schnell von Pilzen befallen und aufgezehrt wird, so dass die Larven am Ende verhungern würden“, erklärt Professor Schmitt. Doch die Grabwespen wissen das zu verhindern: Sie konservieren ihre Vorräte, sofern es sich um schnell verderbliche Beute wie Bienen und Wespen handelt.
„Dann lecken die Grabwespen ihre Beute komplett ab und überziehen sie dabei mit einer Schicht aus Kohlenwasserstoffen“, so der Würzburger Ökologe. Diese Schutzschicht sei so beschaffen, dass auf ihrer Oberfläche kein Wasser kondensieren und Pilzsporen dort nicht keimen können.
Pro Wespenart genau ein Kohlenwasserstoff-Mix
Die Schutzschicht ist genauso zusammengesetzt wie der Mantel, der den Körper der Grabwespe selbst umhüllt. Das liegt daran, dass die Wespen Kohlenwasserstoffe nur in ganz speziellen Zellen ihres Körpers produzieren können. Von dort werden sie zu den Orten ihres Gebrauchs transportiert. „Die Wespen können offensichtlich immer nur genau eine Kohlenwasserstoff-Mischung produzieren“, sagt Schmitt.
Grabwespen, die ihre Larven mit gelähmten Bienen und Wespen versorgen, haben artenübergreifend immer ein sehr ähnliches Kohlenwasserstoff-Profil. Das macht Sinn, denn für die Konservierung der Beute ist eine ganz spezifische Zusammensetzung der Schutzschicht nötig.
Käfer widerstehen Pilzen viel länger
Im Lauf der Evolution tauchten auch Grabwespenarten auf, die sich aufs Erbeuten von Käfern verlegten. Eine chemische Konservierung der Opfer wurde dadurch überflüssig: „Die Oberfläche von Käfern ist viel härter als die von Bienen und Wespen, und in einem feuchten Boden dauert es viel länger, bis ein Käfer verpilzt“, erklärt der Professor.
Die käferjagenden Grabwespen müssen ihre Opfer von der Eiablage bis zum Schlüpfen der Larve also nicht vor Pilzen schützen. Den Aufwand der „Balsamierung“ können sie sich sparen, und sie sind nicht mehr darauf angewiesen, einen möglichst effektiven Balsamierungscocktail zu besitzen. Darum konnten ihre Kohlenwasserstoff-Profile im Lauf der Evolution vielfältiger werden.
Tatsächlich haben die käferjagenden Grabwespen jeweils sehr viel artspezifischere Kohlenwasserstoff-Profile. „Und das, obwohl die untersuchten Arten viel näher miteinander verwandt sind als die anderen Grabwespen, die Bienen und Wespen jagen.“
Wie die nächste Forschungsfrage lautet
Als nächstes will Schmitts Team die Frage nach dem evolutionären Hauptselektionskriterium für die Diversifizierung des Kohlenwasserstoff-Profils bei den Käferjägern beantworten. Eine Vermutung gibt es schon: Möglicherweise können sich diese Grabwespen damit besser gegen Parasiten verteidigen, die unerkannt in ihren Brutkammern Eier ablegen können, weil sie das chemische Profil der Wespen nachahmen.
Wurdack, M., Polidori, C., Keller, A., Feldhaar, H. and Schmitt, T., Release from prey preservation behavior via prey switch allowed diversification of cuticular hydrocarbon profiles in digger wasps. Evolution, 26. Oktober 2017, DOI:10.1111/evo.13322

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