Neues aus Wissenschaft und Naturschutz

20.11.2017, Dachverband Deutscher Avifaunisten
Atlas über „Seltene Vögel in Nordrhein-Westfalen“ erschienen
Am vergangenen Wochenende wurde im LWL-Museum für Naturkunde in Münster der erste Atlas über „Seltene Vögel in Nordrhein-Westfalen“ der Öffentlichkeit vorgestellt. Hunderte ehrenamtliche Vogelkundler kamen zum naturkundlichen Ehrenamtsforum, zu dem der Landschaftsverband Westfalen-Lippe (LWL) ins Museum eingeladen hatte, um das Buch direkt in Empfang zu nehmen.
Die Dokumentation seltener Vogelarten in Nordrhein-Westfalen stützt sich auf die lange ehrenamtliche Arbeit in den Avifaunistischen Kommissionen in der Nordrhein-Westfälischen Ornithologengesellschaft (NWO). Das Buch hat das LWL-Museum für Naturkunde produziert. Das Kooperationsprojekt mit der NWO wurde durch den Förderverein des Museums und die NRW-Stiftung finanziell unterstützt.
Das 420 Seiten starke Werk im DIN-A4-Format stellt in Form von 179 Artsteckbriefen, reich bebildert und mit Karten illustriert, die einzelnen seltenen Vogelarten vor und erläutert die Geschichte ihres Auftretens während der vergangenen 200 Jahre. Hunderte Melder haben seit den 1970er Jahren ihre Vogelbeobachtungen beschrieben und Belege in Form von Fotos, Filmen oder Tonaufnahmen eingereicht. Zudem wurde die Literatur ausgewertet, die die Naturforscher des 19. Jahrhunderts hinterlassen haben. Jetzt haben die ehrenamtlichen Vogelkundler der Avifaunistischen Kommission die Ergebnisse ausgewertet und übersichtlich zusammengestellt.
Das Buch soll die Leser für die heimische Vogelwelt begeistern und das Augenmerk auf die Gruppe seltener Arten lenken. Es soll auch als Arbeitsgrundlage für die vielen ehrenamtlich und beruflich arbeitenden Ornithologinnen und Ornithologen bei der Erforschung von Phänomenen wie Vogelzug oder Klimawandel dienen.
„Seltene Vögel in Nordrhein-Westfalen“, ISBN 978-3-940726-55-1, 420 Seiten, Preis 24,90 Euro, Bezugsadresse: LWL-Museum für Naturkunde, Sentruper Str. 285, 48161 Münster. Telefon 0251.591-05, naturkundemuseum@lwl.org

20.11.2017, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ
Satellitenbilder zur Erfassung von Biodiversität nur bedingt tauglich
Die standardisierte Erfassung der biologischen Vielfalt über klassisches Feldmonitoring ist in vielen Fällen sehr zeit- und kostenintensiv und deshalb oft räumlich begrenzt. Fernerkundungsdaten hingegen lassen sich wesentlich effektiver und über eine deutlich größere Ausdehnung erheben. Deshalb werden sie immer öfter auch für Analysen von räumlichen und zeitlichen Biodiversitätsmustern herangezogen. Doch funktioniert das für alle Artengruppen? Nur bedingt, sagen Wissenschaftler des UFZ und der Hochschule Anhalt. In ihrer kürzlich in PLOSONE veröffentlichten Studie untersuchten sie, inwiefern man Satellitenbilder nutzen kann, um die Diversität von Wildbienen auf Landschaftsebene abzubilden.
Den Ausgangspunkt ihrer Untersuchung bildeten Monitoring-Daten für Wildbienen aus vier Jahren (2010 bis 2013) von sechs jeweils 16 Quadratkilometer großen Untersuchungsflächen in Mitteldeutschland, mit denen mathematische Modelle validiert wurden. Die Wissenschaftler überprüften, inwieweit Texturmerkmale aus Satellitenbildern (Landsat-TM) lokale Diversitätsmuster aus Feldmonitoring-Daten widerspiegeln. Die Texturmerkmale stehen dabei stellvertretend für den Grad räumlicher Heterogenität, einem Schlüsselfaktor für die Verbreitung und die Vielfalt von Arten. Die Untersuchungen zeigten, dass Texturen tatsächlich die Diversität der Bienen abbilden – allerdings nur zu einem sehr geringen Grad: Lediglich drei bis fünf Prozent der Variabilität wird durch die Texturmaße aus Satellitenbildern wiedergegeben, während mit den Feldmonitoring-Daten bis zu 60 Prozent Variabilität erklärt werden kann.
Diese Ergebnisse stehen im Widerspruch zur hohen Aussagekraft, die Texturmerkmale aus Satellitenbildern in früheren Studien zur Artenvielfalt von Vögeln erreichten. Die Forscherinnen und Forscher um UFZ-Biologin Sylvia Hofmann führen das in ihrer aktuellen Studie darauf zurück, dass mit den Satellitenbildern Heterogenität erfasst wird, die sich aus der räumlichen Anordnung der Landschaftselemente ergibt. Diese Ebene der Heterogenität ist für Wildbienen vermutlich weniger relevant als die Vielfalt der Zusammensetzung von Pflanzengesellschaften. Daraus lässt sich schließen, dass die Forscher auch in absehbarer Zukunft auf ein Feldmonitoring der Wildbienen nicht verzichten können.
Sylvia Hofmann, Jeroen Everaars, Oliver Schweiger, Mark Frenzel, Lutz Bannehr, Anna F. Cord; Modelling patterns of pollinator species richness and diversity using satellite image texture. PLOSONE, October 2017; https://doi.org/10.1371/journal.pone.0185591

21.11.2017, Georg-August-Universität Göttingen
Zertifizierung der Trophäenjagd in Afrika
Göttinger Wissenschaftler schlagen Schema für Naturschutz und nachhaltige Entwicklung vor
Das Töten von Löwen, Elefanten und anderem afrikanischen Großwild sorgt seit Jahrzehnten für stark polarisierende Diskussionen. Ein internationales Forscherteam unter der Leitung der Universität Göttingen hat nun ein Zertifizierungssystem vorgeschlagen, um sicher zu stellen, dass bei der Trophäenjagd ethische Kriterien eingehalten werden. Ein solches System könnte Vorteile für die Großwildpopulationen, die lokale Bevölkerung und die nachhaltige Finanzierung des Naturschutzes in Afrika bedeuten. Die Studie ist in der Fachzeitschrift Nature Ecology and Evolution erschienen.
Die Vorschläge der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler basieren auf der Analyse bereits existierender Zertifizierungssysteme von Forst- und Agrarprodukten. „Eine Überwachung der Wildtierbestände, eine effektive Vernetzung der institutionellen Strukturen auf verschiedenen Ebenen und eine regelmäßige Evaluation können dazu führen, dass die Trophäenjagd den Entwicklungszielen des Naturschutzes und der lokalen Bevölkerung zu Gute kommt“, erläutert der Göttinger Agrarökologe Dr. Thomas C. Wanger, einer der beiden Erstautoren der Studie.
Das Zertifizierungssystem sollte nach Ansicht der Forscher drei Kriterien erfüllen: eine angemessene Entschädigung der jeweiligen Landbesitzer oder der lokalen Bevölkerung, artenspezifische Quoten, strenge Begrenzungen des Alters der Tiere und der Größe der Trophäen sowie klare ethische Standards für die Jagd. Die Basis für die Implementierung könnte das Washingtoner Artenschutzabkommen CITES bilden, das die Rahmenbedingungen für internationale Trophäenverschiebungen festlegt.
„Ein solches Zertifizierungssystem auf Landschaftsebene anzuwenden würde die Kosten für die Zertifizierung senken, Ökosysteme schützen und einen großen Nutzen für die lokale Bevölkerung darstellen“, so Prof. Dr. Teja Tscharntke, Leiter der Abteilung Agrarökologie der Universität Göttingen und Ko-Autor der Studie.
Um eine lösungsorientierte Diskussion zur Trophäenjagd voranzutreiben, wollen die Forscher mithilfe einer Online-Umfrage ein besseres Verständnis dafür entwickeln, ob und inwieweit die Öffentlichkeit bereit ist, die Finanzierung afrikanischer Naturschutzbemühungen zu unterstützen. Die Umfrage ist unter der Adresse https://goo.gl/forms/3oO5HwyE1NxhQet32 zu finden.
Originalveröffentlichung: Thomas C. Wanger et al. Trophy hunting certification. Nature Ecology and Evolution 2017. https://doi.org/10.1038/s41559-017-0387-0.

22.11.2017, Bundesamt für Naturschutz
Aktuelle Zahlen: 60 Wolfsrudel in Deutschland
● Auswertung des Monitoringjahres 2016/2017 von BfN und DBBW
● Empfohlene Herdenschutzmaßnahmen konsequent umsetzen
Aktuell sind in Deutschland 60 Wolfsrudel bestätigt. Das geht aus einer neuen Erhebung des Bundesamtes für Naturschutz (BfN) und der Dokumentations- und Beratungsstelle des Bundes zum Wolf (DBBW) hervor. Die Wolfs-Vorkommen konzentrieren sich derzeit weiterhin vor allem auf das norddeutsche Tiefland, das sich von der sächsischen Lausitz in nordwestlicher Richtung über Brandenburg, Mecklenburg-Vorpommern, Sachsen-Anhalt und Thüringen bis nach Niedersachsen erstreckt.
Die Zahl der 60 von den Bundesländern bestätigten Rudel des aktuellen Monitoringjahres 2016/2017 in Deutschland ist im Vergleich zum vorherigen um 13 gestiegen. Allerdings ist die Zahl der Wolfspaare im selben Zeitraum von 21 auf 13 und die Zahl der sesshaften Einzelwölfe ist von vier auf drei gesunken. Die meisten Tiere leben heute in Brandenburg und in Sachsen, wo im Jahr 2000 erstmals nach der Ausrottung der Art in Deutschland vor 150 Jahren ein Wolfspaar aus Polen zugewandert ist.
„Für den Naturschutz sind diese Zahlen zwar erfreulich, jedoch weist die Art noch immer eine insgesamt ungünstige Erhaltungssituation auf“, sagt BfN-Präsidentin Prof. Beate Jessel. „Vor allem der Straßenverkehr gefährdet den Wolf in seinem Bestand; daneben stellen illegale Abschüsse ein erhebliches Problem dar.“ Von den in Deutschland seit dem Jahr 2000 insgesamt 201 tot aufgefundenen Wölfen sind 140 durch den Straßenverkehr ums Leben gekommen und 26 illegal getötet worden. Im Vergleich zum Monitoringjahr 2015/2016 ist die Zahl der illegalen Tötungen von zwei auf fünf angestiegen.
Die Daten, die das Bundesamt für Naturschutz jährlich im Herbst veröffentlicht, werden von den Bundesländern jeweils für ein Monitoringjahr erhoben. Dieses läuft jeweils vom 1. Mai bis zum 30. April des darauffolgenden Jahres und deckt sich zeitlich mit einem biologischen „Wolfsjahr“, von der Geburt der Welpen bis zum Ende des ersten Lebensjahres. Die Daten werden anschließend jeweils noch überprüft und durch das BfN und die DBBW bundesweit zusammengeführt. Diese Zusammenführung erfolgt jährlich im Herbst bei einem Treffen der im Monitoring erfahrenen Personen von Bund und Ländern.
„Die Rückkehr des Wolfes stellt uns in unserer heutigen Kulturlandschaft vor eine besondere gesellschaftliche Herausforderung. Die Angst der Menschen vor direkten Begegnungen und die Sorgen der Weidetierhalter müssen wir sehr ernst nehmen. Wir unterstützen mit wissenschaftlich fundierten Beiträgen und Handlungsempfehlungen zum Wolf und informieren so die Bundesländer, bei denen in Sachen Wolf die Vollzugshoheit liegt“, so die BfN-Präsidentin. Einen wichtigen Beitrag leistet dabei die DBBW, die der Bund im Jahr 2016 eingerichtet hat, um insbesondere Daten aus den Bundesländern zusammenzutragen und die Fachbehörden zu beraten.
Mittlerweile wurden in 13 Bundesländern Wolfsmanagementpläne sowie entsprechende Leitlinien, Konzepte oder Leitfäden veröffentlicht. Darin ist in der Verantwortung der Länder unter anderem festgelegt, wie für den Schutz von Weidetieren die Prävention und auch Kompensation geregelt sind. „Ein flächendeckender Herdenschutz, der sich an den vom BfN empfohlenen Schutzstan-dards orientiert, ist essentiell, um in weiteren potenziellen Ausbreitungsgebieten für die Ankunft des Wolfes gewappnet zu sein. Um Übergriffe auf Weidetiere weitgehend zu reduzieren, müssen Herdenschutzmaßnahmen konsequent umgesetzt und dafür auch ausreichend finanziert werden“, sagt Prof. Beate Jessel. Die Ausgaben der Bundesländer mit Wolfsvorkommen betrugen im Jahr 2016 insgesamt 1.100.963 Euro für Herdenschutzmaßnahmen. Im Vergleich dazu lagen die Schadenausgleichszahlungen, bei denen ein Wolf als Verursacher nachgewiesen oder nicht ganz ausgeschlossen werden konnte, bei rund 135.140 Euro.

22.11.2017, NABU
NABU: Deutsche Wolfspopulation entwickelt sich konstant
Miller: Bund und Länder müssen Herdenschutz in den Mittelpunkt stellen
60 Wolfsrudel und 13 Paare – die heute vom Bundesamt für Naturschutz (BfN) veröffentlichten Daten zeigen eine konstante Entwicklung der Wolfspopulation in Deutschland. Die Zunahme um 13 Rudel im Vergleich zum Vorjahreszeitraum liegt leicht unter dem langjährigen Mittel von 33 Prozent Wachstum pro Jahr (seit 2009). „Wachstumsraten von rund 30 Prozent sind in der Wildbiologie für Tierarten, die geeignete Lebensräume neu besiedeln, völlig normal und freie Territorien und Lebensräume gibt es genügend in Deutschland“, sagt NABU-Bundesgeschäftsführer Leif Miller. Natürliche Faktoren, wie die territoriale Lebensweise sowie Beuteverfügbarkeit und Krankheiten, begrenzten das Wachstum bereits heute und sorgten langfristig für eine stabile Populationsdynamik. Auch sterben immer wieder Wölfe durch den Straßenverkehr, aktuell mit 146 Fällen seit dem Jahr 2000 die häufigste Todesursache für Wölfe in Deutschland. Dazu kommen noch illegale Tötungen. Seit 2000 sind deutschlandweit nachweislich bereits 26 Wölfe illegal getötet wurden, die Dunkelziffer ist ungewiss.
Unklar bleibt auch, wie die Bundesländer im Umgang mit auffälligen Wölfen die eigens dafür initiierte Dokumentations- und Beratungsstelle für den Bund zum Thema Wolf (DBBW) einbinden wollen. Eine im Mai durch die Umweltministerkonferenz eingerichtete Ad-hoc Arbeitsgruppe zum Thema auffällige Wölfe kam bisher zu keinem Ergebnis, wie die Minister vergangene Woche zum Ende der Umweltministerkonferenz in Potsdam verkündeten. Die Pläne der Länder, ein einheitliches Vorgehen im Umgang mit auffälligen Wölfen in Zusammenarbeit mit dem Bund zu erstellen, begrüßt der NABU. Gleichzeitig verweist er aber auf das kürzlich bereits erarbeitete Handlungskonzept der Experten der DBBW. Eine Einbeziehung der Fachexperten in die Entwicklung von bundeseinheitlichen Wolfsmanagement-Konzepten ist zwingend notwendig. Denn eine allgemeingültige Definition von auffälligen Wölfen kann aufgrund unterschiedlichster Gründe für auffälliges Verhalten zusätzlich zu individuellen Charaktereigenschaften der Tiere unmöglich erstellt werden. Somit muss es sich bei der Beurteilung von Verhaltensweisen immer um Einzelfallbetrachtungen handeln.
Unerlässlich für das alltägliche Zusammenleben von Mensch und Wolf bleibt die Anwendung eines flächendeckenden und fachgerechten Herdenschutzes in Wolfsgebieten. Deshalb setzt sich der NABU zusammen mit Weidetierhaltern und anderen Natur- und Tierschützern für eine bessere Unterstützung von Präventionsmaßnahmen ein (siehe Eckpunktepapier Weidetierhaltung und Wolf vom 31.08.2017). „Auch im Jahr 17 der Wolfsrückkehr fehlt es in Deutschland an einem nationalen Herdenschutzzentrum. Es kann nicht sein, dass der Wolf erst in allen Flächenbundesländern anwesend sein muss, damit sich das Landwirtschaftsministerium der Sorgen der Nutztierhalter, insbesondere in der extensiven Weidehaltung annimmt und klare Regelungen, Unterstützung und die Ausbildung in Sachen Herdenschutz forciert“, so Miller. Der NABU fordert bereits seit langem die Einrichtung eines Herdenschutzzentrums als wesentliche Ergänzung der DBBW.

22.11.2017, Max-Planck-Institut für chemische Ökologie
Wüstenameisen lassen sich nicht in die Irre führen
Wüstenameisen der Art Cataglyphis fortis merken sich sichtbare oder riechbare Orientierungspunkte nur dann, wenn diese ausschließlich an ihrem Nesteingang vorkommen. Wie Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie jetzt herausfanden, prägen sich die Tiere Landmarken oder Gerüche nicht als Nesthinweise ein, wenn diese mehrfach im Gelände zu sehen oder zu riechen sind. Ameisen können die Aussagekraft solcher Orientierungshilfen also einordnen und lassen sich von Hinweisen, die nicht eindeutig sind, nicht täuschen.
Von der Futtersuche heimkehrende Wüstenameisen sind in der Lage, eindeutige von mehrdeutigen Landmarken zu unterscheiden und in ihre Verhaltensentscheidung einzubeziehen, wenn sie ihr Nest finden müssen. Dies zeigten neue Verhaltensexperimente in Tunesien. „Die Ameisen ignorieren sicht- oder riechbare Orientierungshilfen immer dann, wenn sie nicht verlässlich sind, sondern mehrfach im Gelände vorkommen und nicht nur am Nesteingang. Die Beurteilung der Aussagekraft von visuellen Landmarken oder Geruchsspuren als relevant oder nicht-relevant für die Nestsuche zeigt die erstaunliche kognitive Leistung des kleinen Ameisengehirns“, sagt Erstautor Roman Huber.
Die Wüstenameise Cataglyphis fortis ist ein kleines Orientierungswunder. Die Tierchen leben in lebensfeindlichen Salzpfannen, ausgetrockneten Salzseen in der nordafrikanischen Sahara. Kaum ein anderes Tier ist dort zu finden. Die Ameisen wohnen in unterirdischen Nestern und verbringen als Einzeljäger den ganzen Tag auf der Suche nach Nahrung, in der Regel tote Insekten, die vom Wind in das unwirtliche Terrain geweht wurden und dort verendeten. Dafür müssen sie oft weite Strecken zurücklegen. „Das Besondere an diesen Ameisen ist, dass von der Nahrungssuche heimkehrende Tiere unbedingt das Nest finden müssen und wollen. Man kann sie daher beliebig einfangen und in eine bestimmte Testsituation versetzen. Während andere Tiere sofort ihr Futterstück fallen lassen und versuchen zu verschwinden, spult die Ameise ihr fest programmiertes Heimkehrverhalten ab. Dadurch lässt sich anhand von Manipulationen der Umgebung sehr gut untersuchen, welche navigatorischen Hilfsmittel die Tiere verwenden“ erklärt Markus Knaden, der in der Abteilung Evolutionäre Neuroethologie die Arbeitsgruppe „Geruchsgesteuertes Verhalten“ leitet. Dies ist auch der Grund dafür, warum er immer wieder nach Tunesien kommt, um Experimente mit diesen faszinierenden Tieren durchzuführen.
Frühere Studien hatten gezeigt, dass Wüstenameisen die Sonne als Kompass nutzen und einen integrierten Schrittzähler haben, um zurück in ihr Nest zu finden. Richtungs- und Entfernungsinformationen sind wichtig für die sogenannte „Wegintegration“, mit deren Hilfe sie ihren Rückweg „berechnen“. Außerdem nutzen sie sichtbare Landmarken sowie Magnet- und Vibrationssinn zur Navigation. Futter und Nesteingang finden sie mit Hilfe ihres äußerst sensiblen Geruchssinns. Für die neue Studie untersuchten die Forscher, wie Ameisen reagieren, wenn sie bestimmte Landmarken am Nesteingang lernen und dann den gleichen Landmarken fernab des Nests wiederbegegnen. „Man muss sich das so vorstellen: Wenn wir uns in einer unbekannten Großstadt an einem markanten Hochhaus orientieren wollen und plötzlich feststellen, dass es weitere Hochhäuser gibt, die ganz ähnlich aussehen. dann sind wir total verwirrt. Wir fragten uns also, wie Ameisen dieses Problem lösen“, sagt Markus Knaden.
Für ihre Experimente bauten die Wissenschaftler einen 16 Meter langen Aluminiumkanal. In diesem Kanal lernten die Ameisen, Futter zu suchen. Als Köder stellten die Forscher ein Schälchen mit Kekskrümeln 10 Meter vom künstlichen Nesteingang im Kanal entfernt auf (der natürliche Nesteingang war über einen Schlauch mit dem künstlichen Nesteingang im Kanal verbunden). Sichtbare Landmarken außerhalb des Kanals spielten keine Rolle; die Ameisen konnten jedoch die Sonne als Kompass nutzen. Der unscheinbare Nesteingang wurde mit zwei schwarzen Karten markiert. Später wurden weitere schwarze Karten entlang des Trainingskanals hinzugefügt, um zu sehen, ob sich die Ameisen verwirren lassen. „Wir hatten zwar damit gerechnet, dass die Ameisen irgendwie auf diese neue Situation reagieren würden. Dass sie aber die vorher als Nestmarken gelernten schwarzen Karten gänzlich ignorieren, hatten wir nicht erwartet. Besonders erstaunlich war ihr Verhalten gegenüber zweiteiligen Landmarken, also einem schwarzen Quadrat, das außerdem mit einem Duft versehen war. Wenn ein Teil der Landmarke eindeutig, also nur am Nest anzutreffen war, der andere Teil sich aber im Kanal wiederholte, nutzten die Ameisen weiterhin nur den eindeutigen Teil, beispielsweise den Duft, und steuerten ihn bei der Nestsuche an, während sie mehrfach in der Umgebung vorkommende Quadrate außer Acht ließen“, fasst Roman Huber die Experimente zusammen.
Da die Ameisen auf der Suche nach Nahrung oft sehr lange Strecken zurücklegen müssen, häufen sich bei der Wegintegration Fehler an. Die Tiere können solche Abweichungen aber durch die zusätzliche Berücksichtigung weiterer Nesthinweise, wie sichtbarer Landmarken oder Düfte, ausgleichen. Forscher waren bisher davon ausgegangen, dass die Entfernung zum Nest entscheidend dafür ist, ob sie mehr der Wegintegration oder anderen Orientierungshilfen vertrauen. Die neue Studie zeigt jedoch, dass die Orientierungsleistung der Wüstenameisen noch komplexer ist, denn sie müssen auch beurteilen können, ob diese Hinweise verlässlich sind oder nicht.
Die Orientierung von Wüstenameisen wurde in erster Linie in Verhaltensexperimenten erforscht. Die Forscher wollen jetzt einen Schritt weitergehen und für die Ameisen ein Calcium-Imaging-Verfahren etablieren, das ihre Nervenaktivität sichtbar macht. „Je mehr wir darüber erfahren, wie viele Informationen das Ameisengehirn bei der Orientierung berücksichtigen muss, umso mehr interessieren wir uns dafür, wo und wie Riechen und Sehen im Gehirn verarbeitet werden. Diese Methode könnte uns nicht nur zeigen, wo im Gehirn ein Duft wahrgenommen wird, sondern auch, wo festgelegt ist, dass es sich um einen Nestduft handelt. Dieses Wissen brächte uns bei der Erforschung der erstaunlichen Leistungen dieser Insekten einen erheblichen Schritt weiter“, sagt Markus Knaden. [AO]
Originalveröffentlichung:
Huber, R., Knaden, M., (2017). Homing ants get confused when nest cues are also route cues. Current Biology DOI: 10.1016/j.cub.2017.10.039
http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2017.10.039

22.11.2017, Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg
Antarktisches Meereis: mehr Schutz als Vorratskammer für Krilllarven
Der Kleinkrebs Euphausia superba (Antarktischer Krill) spielt eine Schlüsselrolle im Ökosystem der Antarktis. Bisher vermuteten Wissenschaftler, dass Krilllarven den antarktischen Winter überstehen, indem sie sich von an und im Packeis lebenden mikroskopisch kleinen Algen ernähren. Ein internationales Forscherteam um die Oldenburger Meeresbiologin Prof. Dr. Bettina Meyer hat nun herausgefunden, dass die Larven im winterlichen Packeis hauptsächlich Schutz, aber nur wenig Futter finden. Spezielle Strategien ermöglichten es den Larven dennoch, in diesem nahrungsarmen Umfeld zu überleben, schreiben die Wissenschaftler im Fachjournal Nature Ecology & Evolution.
Der Antarktische Krill, eine der am häufigsten vorkommenden Arten weltweit, entlässt im Frühjahr seine Eier ins Wasser. Über mehrere Stadien wachsen die Larven über den antarktischen Sommer, Herbst und Winter heran. Um besser zu verstehen, wie die Larven den Winter überleben, beobachteten die Wissenschaftler diese in zahlreichen Tauchgängen im nördlichen Weddellmeer, nordöstlich der Antarktischen Halbinsel. Außerdem untersuchten sie den Zustand sowohl von Larven unter dem Packeis als auch von Larven aus der Eisrandzone und dem offenen Wasser.
Eisrandzone wichtig für Krillarven
Die Ergebnisse zeigen, dass die Unterseite des Meereises nicht, wie bisher angenommen, eine reichlich mit Algen gedeckte Tafel für Krilllarven ist. Im Gegenteil: „Die Larven können die im Meereis eingeschlossene Biomasse größtenteils nicht nutzen“, sagt Meyer, Expertin für Biodiversität und Polarmeere am Institut für Chemie und Biologie des Meeres der Universität Oldenburg und am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). Erst mechanisches Zerreiben des Eises oder Schmelzen löst die im Eis eingeschlossenen Algen heraus und macht sie so für die Larven zugänglich. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass vielmehr die Eisrandzone für die Entwicklung der Krilllarven wichtig ist. Hier wechseln sich offene Wasserflächen mit eisbedeckten ab. Die Eisschollen böten den Larven Schutz vor Fressfeinden, erläutert Meyer. „Und der mechanische Abrieb der Schollen und das zwischen den Schollen einfallende Licht regt die Algenproduktion im Wasser an.“
Die Wissenschaftler beobachteten, dass sich die Larven tagsüber in kleinen Eisnischen, geschützt vor Fressfeinden, aufhalten. Sobald die Sonne untergeht – die Nacht dauert in dieser Region 18 Stunden – verlässt der Krillnachwuchs seinen Schutzraum und verteilt sich in den obersten 20 Metern des Ozeans. Hier driftet er mit der Strömung in andere Gebiete und kehrt bei Sonnenaufgang zur Unterseite des Meereises zurück. „Die Larven wandern damit genau entgegengesetzt zu ausgewachsenem Krill und anderen Organismen“, erläutert Meyer. Mit Hilfe eines mathematischen Modells konnten die Wissenschaftler zeigen, dass dieses Verhalten die Chance erhöht, in dem nahrungsarmen Habitat unter dem Eis Nahrung zu finden. Mit der Strömung gelangt der Krillnachwuchs letztlich auch in die an das Weddellmeer angrenzende Scotiasee – eine Region, die bekannt ist für hohe Krillvorkommen. „Wir zeigen zum ersten Mal einen Mechanismus, wie die große Biomasse dort aufrechterhalten wird“, ergänzt die Meeresbiologin.
Meereisrückgang nicht zwangsläufig dramatisch
Meyer und ihre Kollegen beschäftigten sich bereits in mehreren Studien mit der Frage, welche Faktoren die Größe der Antarktischen Krillpopulation beeinflussen. Dabei zeigte sich, dass längerfristige Schwankungen der Krillpopulation vor allem durch Konkurrenz innerhalb der Art in den Herbstmonaten bedingt sind. Ursprünglich hatten Forscher auch hier den Winter als kritischen Faktor gesehen. „Unsere neuen Ergebnisse bestätigen, dass die Nahrungsverhältnisse in der Wassersäule im antarktischen Herbst und im späten Winter bzw. Frühjahr für die Entwicklung der Krillpopulation entscheidend zu sein scheinen“, sagt die Biologin. „Außerdem sehen wir, dass ein klimabedingter Rückgang des Meereises in dem Gebiet, wo die Larven zum Ende des Winters entlassen werden, sich nicht zwangsläufig dramatisch auf die Krillbestände auswirken muss“, ergänzt Meyer. Weniger Meereis bedeute zwar eine größere Gefahr durch Fressfeinde, aber auch ein besseres Nahrungsangebot, da mehr Licht in manchen Gebieten zu höherer Algenproduktion führen kann.
Originalpublikation: Bettina Meyer et. al. (2017). The winter pack-ice zone provides a sheltered but food-poor habitat for larval Antarctic krill. Nature Ecology & Evolution. DOI:10.1038/s41559-017-0368-3.

22.11.2017, Universität Konstanz
Das Gespür der Tauben für Symmetrie
Konstanzer Psychologen weisen Symmetrieerkennung von Tauben nach
Wie nehmen Tiere die Welt wahr? Welche Art von Informationen können sie verarbeiten und welche sind für sie relevant? Psychologen der Universität Konstanz um Prof. em. Dr. Juan D. Delius weisen nach, dass Tauben ein Verständnis für Symmetrie besitzen und Symmetrien erkennen können. Die Forschung, die im November 2017 in der Wissenschaftszeitschrift PLOS ONE online veröffentlicht wurde, schließt grundlegende Erkenntnisse zum visuellen Wahrnehmungsvermögen von Tauben mit ein. Ein Ziel war dabei unter anderem, widersprüchliche Ergebnisse aus vorhergehenden Taubenstudien mehrerer Forschergruppen zu klären.
„Symmetrieerkennungsfähigkeiten werden bei Sehsystemen – auch künstlichen, elektronischen – für die Umwandlung von zweidimensionalen Netzhautabbildungen in realistischere dreidimensionale Vorstellungen eine besondere Bedeutung beigemessen“, erläutert Juan D. Delius. „Für Tauben mag die Fähigkeit – ähnlich wie bei anderen Vogelarten – bei der Nahrungssuche auf optisch unruhigen Hintergründen und auch bei der Partnerwahl wichtig sein“, schlussfolgert der Biopsychologe.
Juan D. Delius und sein Team trainierten die Tauben zunächst darauf, auf symmetrische Schwarz-Weiß-Muster zu picken. Den Tauben wurden hierzu sowohl symmetrische als auch asymmetrische Grafiken auf Bildschirmen gezeigt. Pickten sie auf symmetrische Muster, wurden sie mit Futter belohnt. Eine zweite Gruppe von Tauben wurde nach demselben Schema auf asymmetrische Muster trainiert.
Im zweiten Schritt tauschten die Forscherinnen und Forscher nun die Grafiken gegen neue, unbekannte Muster aus, die aber ebenfalls entweder symmetrisch oder asymmetrisch angeordnet waren. Dies wurde getan, damit die Tauben nicht einfach die spezifischen Grafiken auswendig lernen konnten, sondern das dahinterliegende Prinzip der Symmetrie beziehungsweise Asymmetrie erkennen mussten. Den Tauben gelang es mit einer Trefferquote von rund 80 Prozent, die symmetrischen Muster von den asymmetrischen korrekt zu unterscheiden.
Als Grundlage für die Studie betrieben Delius und sein Team eine aufwändige Hintergrundforschung zum Wahrnehmungsvermögen von Tauben und insbesondere zur Frage, wie sie Bildschirmbilder wahrnehmen. Tauben besitzen eine andere Farbwahrnehmung als Menschen und sehen „in höheren Frequenzen“. Ein Fernsehbild, das für einen Menschen flüssig verläuft, könnte aus Sicht der Tauben flackern und stocken. Die Forscher wollen mit dieser Vorarbeit sicherstellen, dass die Tauben die grafischen Muster ihrer Studie korrekt und artgerecht wahrnehmen. Auch überprüften die Forscher auf diese Weise mögliche Fehlerquellen von vorhergehenden Taubenstudien mehrerer Forschergruppen, die ebenfalls Bildschirme einsetzten und teils widersprüchliche Ergebnisse lieferten. Die Wahrnehmungsverzerrung durch Bildschirme mit zu niedrigen Frequenzen könnte eine Ursache für die widersprüchlichen Ergebnisse sein, vermuten die Wissenschaftler.
Originalpublikation:
Juan D. Delius, Julia A. M. Delius, Jennifer M. Lee. Symmetry recognition by pigeons: Generalized or not? PLOS ONE, online veröffentlicht am 9. November 2017

22.11.2017, Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin
Usutu-Virus verringert Amselpopulation im Ausbruchsgebiet
One Health Ansatz: Citizen Science hilft die Auswirkungen einer eingeschleppten Virusinfektion auf die deutschen Brutvögel zu bewerten
Das für Vögel gefährliche Usutu-Virus zirkuliert seit 2010 in Deutschland, aber wie stark dies die Vogelpopulationen im Ausbruchsgebiet beeinflusst, konnte man bisher kaum abschätzen. Nun haben Forscherinnen und Forscher des Bernhard-Nocht-Instituts für Tropenmedizin (BNTIM), des NABU (Naturschutzbunds Deutschland), des Friedrich-Loeffler-Instituts (FLI), der Kommunalen Aktionsgemeinschaft zur Bekämpfung der Schnakenplage e.V. (KABS), des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF) und der Universität Bayreuth erstmals eine Studie veröffentlicht, die konkrete Aussagen über den Einfluss des Usutu-Virus auf deutsche Brutvögel ermöglicht. Die Daten dazu hatten virologische Untersuchungen von toten Vögeln sowie das Citizen-Science-Projekt „Stunde der Gartenvögel“ geliefert.
„20 Jahre nach dem ersten Auftreten des Usutu-Virus in Europa ist es uns nun gelungen, den Einfluss konkret zu bewerten“, betont Dr. Renke Lühken, der Ökologe vom BNITM, der die statistischen Analysen durchführte: „Obwohl über 30 Vogelarten nachweislich an Usutu-Infektionen sterben können, ist von den 15 häufigsten deutschen Gartenvögeln nur der Bestand der Amseln betroffen. In Gebieten, wo das Usutu-Virus auftrat, gingen die Amselpopulationen von 2011 bis 2016 im Durchschnitt um 16 Prozent stärker zurück als im Rest Deutschlands.“
Das erste Mal, dass Usutu-Viren zu einem Amselsterben führten, war 1996 in der Toskana in Italien, wie man im Nachhinein durch die Analyse von historischen Proben herausgefunden hat. In Deutschland trat das Virus dann erstmals 2010 in Stechmücken auf. Im darauffolgenden Jahr lieferten besorgte deutsche Bürger entscheidende Hinweise für ein Amselsterben, in dem sie der KABS und dem NABU tote und kranke Amseln meldeten und davon berichteten, dass in der nördlichen Oberrheinebene die Amseln verschwunden seien.
„Um diesem Amselsterben auf den Grund zu gehen, wandten wir uns dann an das Bernhard-Nocht-Institut,“ erzählt Lars Lachmann, Vogelexperte vom NABU, „da wir vermuteten, dass die Amseln an einer bisher in Deutschland unbekannten Krankheit litten.“ Forscherinnen und Forscher von BNITM und FLI konnten daraufhin nachweisen, dass es sich um das ursprünglich aus Afrika stammende Usutu-Virus handelte, das von Stechmücken übertragen wird.
Citizen Science liefert Datengrundlage
Um die Auswirkungen des Krankheitserregers auf die Vögel in Deutschland beurteilen zu können, bat der NABU über Pressemitteilungen und die Medien, verdächtige tote Amseln online zu melden und wenn möglich zur Untersuchung einzuschicken. Zwischen 2011 und 2015 wurde dabei für insgesamt 230 Vögel eine Infektion mit dem Usutu-Virus festgestellt.
„Allein mit den Todesfällen lässt sich jedoch noch keine Aussage über die Auswirkungen des Usutu-Virus auf die Vogelpopulationen treffen, sondern man muss wissen, wie sich die Vogelzahlen über die Jahre innerhalb und außerhalb der Ausbruchsgebiete verändern“, erklärt Dr. Renke Lühken. Dies ermöglichen Zahlen aus der NABU-Aktion „Stunde der Gartenvögel“, bei der deutschlandweit Privatleute melden, welche Vogelarten und wie viele davon sie innerhalb einer Stunde am zweiten Wochenende im Mai in ihren Gärten beobachten können. “Unter den jährlich mehr als 30.000 Garten-Stichproben sind Amseln die zweithäufigsten Gartenvögel. Für die Analyse wurden die Zahlen der 15 am häufigsten gemeldeten Vogelarten genutzt“, sagt Lars Lachmann.
Um aus dieser Vielzahl an Daten sinnvolle Schlüsse ziehen zu können, mussten mathematische Modellierungen angewandt werden. „Zuerst haben wir aus den im Labor bestätigten Infektionsfällen und bundesweiten Temperaturdaten eine Usutu-Verbreitungskarte für Deutschland erstellt. Danach haben wir verglichen, wie sich die Vogelzahlen von 2011 – kurz vor dem ersten Ausbruch – bis 2016 in Usutu-betroffenen Regionen im Gegensatz zu Usutu-freien Gebieten entwickelt haben“, beschreibt Dr. Renke Lühken die Methodik.
Kooperation im Sinne von One Health
„Bei diesem Projekt arbeiten wir nach dem One Health Ansatz, bei dem die Gesundheit von Mensch und Tier in der Umwelt gemeinsam betrachtet werden“, sagt Prof. Dr. Jonas Schmidt-Chanasit, DZIF-Wissenschaftler und Leiter der Arbovirologie am BNITM. „Die Analysen zur Verbreitung des Usutu-Virus bei Amseln ermöglichen es uns, gezielt mit den Blutspendediensten zusammenzuarbeiten, um das Risiko einer Übertragung des Usutu-Virus auf den Menschen zu minimieren.“ Das Usutu-Virus kann beim Menschen eine Gehirnentzündung hervorrufen.
„Durch die gute Zusammenarbeit zwischen unseren langjährigen Kooperationspartnern von BNITM, NABU, FLI und KABS war es uns überhaupt möglich, ausreichend Daten für eine solche Risikobewertung zu sammeln“, so Prof. Dr. Jonas Schmidt-Chanasit weiter: „Auch das aktuelle Amselsterben werden wir analysieren. Seit Juli 2016 haben uns 260 Einsendungen erreicht und für 62 konnten wir das Usutu-Virus bestätigen. Dabei konnte eine deutliche Ausbreitung nach Norden – bis Bremen und Hamburg – festgestellt werden. Ob sich das genauso stark wie im bisherigen Ausbruchsgebiet auf die Amselpopulationen auswirkt und wie anhaltend der Einfluss ist, können wir erst nach den Vogelzählungen in den nächsten Jahren sagen.“
Publikation
Lühken R, Jöst H, Cadar D, Thomas SM, Bosch S, Tannich E, Becker N, Ziegler U, Lachmann L, Schmidt-Chanasit J (2017) Distribution of Usutu virus in Germany and its effect on breeding bird populations. Emerg Infect Dis. 23(12): 1994-2001 https://doi.org/10.3201/eid2312.171257

22.11.2017, GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
Ozeanversauerung schädigt Miesmuscheln im Frühstadium
Kieler Meeresforscher weisen Einfluss in Muschellarven nach
Muscheln schützen sich gegen Umwelteinflüsse und Feinde durch eine harte Kalkschale. Die zunehmende Versauerung macht es den Organismen immer schwerer, ihre Schalen zu bilden. Eine Gruppe von Forschenden der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel zeigt in einer Studie, die heute in der internationalen Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wird, dass Miesmuschellarven sensibel auf Ozeanversauerung reagieren, was reduzierte Kalzifizierungsraten und Schalenauflösung zur Folge hat.
Miesmuscheln sind in Norddeutschland beliebte Meeresfrüchte. Die braun-schwarzen Muscheln kommen in Gezeitenbereichen der Meere vor. Doch wie viele Lebewesen in den Ozeanen, die sich mit einer Kalkschale vor Feinden schützen, sind die Muscheln unter anderem durch die zunehmende Versauerung des Meerwassers gefährdet. Ursache hierfür ist die Aufnahme von zusätzlichem Kohlendioxid aus der Atmosphäre, das im Meerwasser gelöst wird. Die Miesmuschel zeigt sich bereits in frühen Lebensstadien als sehr empfindlich gegenüber einem Rückgang des pH-Wertes. Ein wichtiger Grund hierfür sind die enormen Kalzifizierungsraten im Larvenstadium: zwischen dem ersten und zweiten Lebenstag bilden sie Kalkschalen, die dem Gewicht des restlichen Körpers entsprechen. Dies zeigt eine Studie von Forschenden aus Kiel, die in der internationalen Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde.
„Für unsere Untersuchungen haben wir erstmalig zwei Methoden benutzt, um die Kalzifizierung von ein bis zwei Tage alten Muschellarven zu verstehen und deren Sensitivität gegenüber dem Klimawandel abzuschätzen“, erläutert Kirti Ramesh, Erstautorin der Studie und Doktorandin in der Arbeitsgruppe Ökophysiologie am GEOMAR und der Integrated School of Ocean Sciences (ISOS) des Exzellenzclusters „Ozean der Zukunft“. „Mit Hilfe von Fluoreszenzfarbstoffen und einer speziellen Mikroskopiermethode konnten wir die Ablagerung von Kalziumkarbonat an lebenden Larven nachvollziehen und zeigen, dass Kalziumkarbonat nicht, wie bisher vermutet, intrazellulär gebildet wird. Wahrscheinlicher ist, dass Kalzium direkt aus dem Meerwasser aufgenommen und über spezielle Proteine zur Schale transportiert wird. In direkter Umgebung zur Schale findet dann die Bildung von Karbonat statt“, erläutert die Wissenschaftlerin.
Im zweiten Schritt studierte das Team die abiotischen Bedingungen direkt unter der Muschelschale. Dabei wurde mit winzigen, selbst aus Glas hergestellten Mikroelektroden Kalzium, pH und Karbonat in den nur zehntel – Millimeter kleinen Larven gemessen. „Wir konnten zum ersten Mal zeigen, dass die Muschellarven in der Lage sind, den pH-Wert und die Karbonatkonzentration unter der Schale zu erhöhen, was dann zu höheren Kalzifizierungsraten führt“, erläutert Dr. Frank Melzner, Leiter der Arbeitsgruppe Ökophysiologie am GEOMAR. „Bei zunehmender Versauerung sinken aber auch die pH-Werte unter der Schale ab, was zu reduzierten Kalzifizierungsraten und, bei sehr hohen CO2 Konzentrationen, zu Schalenanlösung und erhöhter Mortalität führt“, so Melzner weiter. Interessant ist jedoch, dass sich die Schalen erst bei sehr niedrigen pH-Werten auflösen. Dies deutet darauf hin, dass organische Bestandteile der Muschelschale zur Säureresistenz beitragen.
„Mit diesen Ergebnissen können wir eine direkte Beziehung zwischen Kalzifizierungsrate der Muscheln und der Karbonatchemie des Meerwassers herstellen“, erläutert Prof. Dr. Markus Bleich, Leiter des Physiologischen Institutes an der Universität Kiel. Grund für die hohe Sensitivität von Muschellarven gegenüber der Versauerung seien die limitierten Ionenregulationssysteme der Muschellarven, so Bleich weiter.
Wie geht es weiter? „Wir schauen uns mit genetischen und proteomischen Methoden an, welche Proteine beim Transport von Kalzium und Karbonat eine Rolle spielen und welche organischen Bestandteile der Schale die Säureresistenz erhöhen. Befunde aus unserem Labor zeigen, dass manche Miesmuschelpopulationen, insbesondere aus der Ostsee, toleranter gegenüber Ozeanversauerung sind. „Wir vermuten, dass der Schlüssel zu erhöhter Säurebeständigkeit von Muschelschalen in der Variation der organischen Schalenbestandteile liegt“, so Melzner. Solche toleranten Populationen könnten dann die Gewinner des Klimawandels sein.
Originalarbeit:
Ramesh, K., M. Y. Hu, J. Thomsen, M. Bleich and F. Melzner, 2017: Mussel larvae modify calcifying fluid carbonate chemistry to promote calcification. Nature Communications DOI: 10.1038/s41467-017-01806-8

Stumpffia contumelia zeigt eine auffällige Reduktion der Finger. Bei dieser Art ist fast nur noch ein langer "Mittelfinger" vorhanden, so dass die Hand an eine beleidigende Geste erinnert (Jörn Köhler)

Stumpffia contumelia zeigt eine auffällige Reduktion der Finger. Bei dieser Art ist fast nur noch ein langer „Mittelfinger“ vorhanden, so dass die Hand an eine beleidigende Geste erinnert (Jörn Köhler)

22.11.2017, Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns
26 neue Zwergfrösche aus Madagaskar
Madagaskar ist für seine einzigartige Biodiversität bekannt. 319 Arten von Fröschen sind aus dem Inselstaat vor der Ostküste Afrikas offiziell bekannt, also beschrieben und mit einem wissenschaftlichen Namen versehen. Genetische und andere Untersuchungen haben allerdings gezeigt, dass dort mindestens 200 weitere Arten auf ihre wissenschaftliche Bearbeitung warten. Ein internationales Autorenteam hat jetzt 26 neue Arten von Zwergfröschen der Gattung Stumpffia in einer einzigen Arbeit beschrieben (Vertebrate Zoology 67: 271-398), darunter einige der kleinsten Amphibien der Welt.
„Obwohl Zwergfrösche stellenweise häufig sind, wurden sie von der Wissenschaft lange Zeit wenig beachtet und oft übersehen“ sagt die madagassische Biologin Andolalao Rakotoarison, die die Arbeit an der Tech-nischen Universität Braunschweig geleitet hat. „Im Jahr 1991 wurden gerade einmal drei Arten unterschieden und heute sind es 41 Spezies!“
Die meisten dieser Zwergfrösche haben ausgewachsen eine Körperlänge zwischen 10 und 20 mm. „Eine der neu beschriebenen Arten, Stumpffia contumelia, misst aber nur 8-9 mm und gehört damit zu den kleinsten Amphibien der Welt“, erklärt Frank Glaw von der Zoologischen Staatssammlung München.
Aufgrund ihrer extremen Miniaturisierung weisen viele Arten eine rätselhafte Reduktion ihrer Finger und Zehen auf. Bei den kleinsten Arten bleibt im Extremfall nur ein langer Mittelfinger übrig, so dass die Hand an eine beleidigende Geste erinnert – so erklärt sich zum Beispiel auch der Artname Stumpffia obscoena.
Die kleinen Stumpffia-Arten leben oft unauffällig in der Laubstreu des Regenwaldes und über ihre Biologie ist nur wenig bekannt. „Einige Arten betreiben Brutpflege und bauen Schaumnester, in denen sich ihre Nachkommen entwickeln. Aber nun wissen wir, dass dies nicht immer so ist und Eier ohne Schaumnest so-gar in leere Schneckengehäuse abgelegt werden“ sagt Jörn Köhler vom Hessischen Landesmuseum in Darmstadt.
„Erst die Kombination von genetischen, morphologischen und verhaltensbiologischen Untersuchungen hat uns ermöglicht, so viele neue Arten zu identifizieren und zu beschreiben“ ergänzt Miguel Vences von der TU Braunschweig.
„Eine der neuen Arten (Stumpffia davidattenboroughi) haben wir dem berühmten britischen Naturfilmer Sir David Attenborough gewidmet, der mit seinen Filmen weltweit zu einem Botschafter für die bedrohte Natur geworden ist“ erklärt Angelica Crottini von der Universität Porto. „Diese extrem seltene Art ist bisher nur von einem einzigen Exemplar bekannt.“
Viele der neu entdeckten Arten haben offenbar nur ein sehr kleines Verbreitungsgebiet und sind in ihrem Bestand bedroht. Madagaskar hat zwar die Anzahl und Fläche seiner Schutzgebiete in den letzten Jahren drastisch erhöht und weist auch weiterhin viele neue Reservate aus, aber trotz dieser positiven Entwicklung hat das Land weiterhin mit illegaler Brandrodung und Abholzung und zu kämpfen.
Publikation
Rakotoarison, A., M. D. Scherz, F. Glaw, J. Köhler, F. Andreone, M. Franzen, J. Glos, O. Hawlitschek, T. Jono, A. Mori, S. H. Ndriantsoa, N. Rasoamampionona Raminosoa, J. C. Riemann, M.-O. Rödel, G. M. Rosa, D. R. Vieites, A. Crottini & M. Vences (2017): Describing the smaller majority: integrative taxonomy reveals twen-ty-six new species of tiny microhylid frogs (genus Stumpffia) from Madagascar. – Vertebrate Zoology 67 (3): 271-398

23.11.2017, Philipps-Universität Marburg
Wenn Blutsauger die Nase voll haben
Gelbfiebermücken verlieren ihren Appetit auf Blut, wenn man ihnen Stoffe injiziert, die ihr Gehirn normalerweise nach einer Blutmahlzeit ausschüttet. Das hat ein europäisches Forschungsteam herausgefunden, an dem eine Arbeitsgruppe der Philipps-Universität Marburg beteiligt ist. Die Befunde zeigen, wie das Verhalten von Insekten kontrolliert wird, die schwerwiegende Infektionskrankheiten übertragen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler berichten über ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe des Online-Forschungsmagazins PLOS ONE.
Gelbfiebermücken dienen als Hauptüberträger gefährlicher Krankheiten, unter anderem von Gelbfieber und Denguefieber. Blutmahlzeiten sind eine Voraussetzung dafür, dass Mückenweibchen die Eientwicklung abschließen können; beim Blutsaugen übertragen sie Krankheitserreger auf den Wirt. „Die Wirtssuche, die zur Blutmahlzeit führt, beruht hauptsächlich auf Geruchsreizen“, erläutert der Marburger Biologe Professor Dr. Joachim Schachtner, dessen Arbeitsgruppe wesentliche Vorarbeiten zu der neuen Veröffentlichung durchführte.
Die paarigen Antennalloben bilden die ersten Verarbeitungszentren für Geruchssignale im Insektenhirn. „Diese Hirnregionen haben entscheidenden Anteil an der Steuerung von Verhaltensweisen, die auf Geruchsreizen beruhen“, führt Schachtner aus. So weiß man, dass sich nach einer Blutmahlzeit das Verhalten der Mückenweibchen verändert: Sie fliegen zum Beispiel weniger und reagieren kaum auf Signale, die von einem Wirtstier ausgehen. Auch geruchsempfindliche Neurone im Insektenhirn ändern ihre Aktivität. Sobald die Eireifung vervollständigt ist und die Weibchen ihre Eier abgelegt haben, steigt die Reaktion auf Wirtssignale wieder an.
Nach einer Blutmahlzeit werden in den Antennalloben Botenstoffe ausgeschüttet, zum Beispiel Neuropeptide, die die Verarbeitung von Geruchsinformationen und damit das Verhalten der Insekten beeinflussen. „Bisher gab es noch keine Studien, die untersuchen, welchen Effekt die Ausschüttung von Neuropeptiden in diesen Gehirnregionen auf das Blutsaugverhalten der Mücken hat“, sagt der Biologe Peter Christ, der als Erstautor der Veröffentlichung firmiert.
Die Autorinnen und Autoren nutzten das Verfahren der Massenspektrometrie, um Änderungen in der Konzentration mehrerer Neuropeptide zu verfolgen. Das Resultat: Nachdem die Mückenweibchen Blut gesaugt haben, ändert sich die Ausschüttung in den Antennalloben. Das gilt insbesondere für die Neuropeptide Allatostatin-A sowie short Neuropeptide F (sNFP und AstA).
Wie wirken diese Neuropeptide auf das Verhalten der Insekten? Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gingen dieser Frage mit weiteren Experimenten nach. Das Team injizierte sNFP und AstA in Mücken, die noch keine Blutmahlzeit zu sich genommen hatten und daher einen starken Hang zeigten, zum nächsten Wirt zu fliegen.
Das Ergebnis ist eindeutig: Beide Substanzen bewirken, dass sich die Wirtssuche der Tiere abschwächt. Verabreicht man eine Mischung der zwei Botenstoffe, verstärkt sich der Effekt; die Insekten zeigen so gut wie kein Interesse mehr an menschlichen Geruchssignalen – fast so, als ob sie satt wären. „Unsere Befunde legen nahe, dass die Neuropeptide Allatostatin-A und short Neuropeptide F zusammenwirken, um das Verhalten zu steuern, das vom Geruch der Wirtstiere hervorgerufen wird“, schlussfolgert das Autorenteam.
Professor Dr. Joachim Schachtner lehrt Tierphysiologie am Fachbereich Biologie und amtiert als Vizepräsident der Philipps-Universität. Die Studie basiert auf Ergebnissen aus Peter Christs Doktorarbeit, die er zur Hälfte in Schachtners Labor und andernteils an der Schwedischen Universität für Agrarwissenschaften angefertigt hat. Darüber hinaus beteiligten sich Koautoren des Max-Planck-Instituts für Terrestrische Mikrobiologie in Marburg sowie der Universität Kopenhagen an den zugrundeliegenden Forschungsarbeiten, die durch den Schwedischen Forschungsrat Vetenskapsrådet finanziell gefördert wurden.
Originalveröffentlichung: Peter Christ & al.: Feeding-induced changes in allatostatin-A and short neuropeptide F in the antennal lobes affect odor-mediated host seeking in the yellow fever mosquito, Aedes aegypti, PLOS ONE 2017, DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0188243

23.11.2017, Museum für Naturkunde – Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung
Charles Darwin und seine Aktualität
Am 24 November 1859, vor 158 Jahren, veröffentlichte der britische Naturforscher Charles Robert Darwin sein Werk „Über die Entstehung der Arten durch natürliche Zuchtwahl“.
Mit diesem epochalen Buch, das damals ein echter Bestseller war, begründete Darwin die Evolutionstheorie. Sie hat sich trotz aller Anfeindungen bis heute als Grundlage der gesamten Lebenswissenschaften – von der Biologie bis zur Medizin – bewährt. Zwei der wichtigsten Botschaften dieses epochalen Werkes von Charles Darwin sind:
1) Die biologische Diversität der Erde entsteht durch den Prozess der Evolution,
2) alle Organismen sind miteinander verwandt, d.h. der Mensch ist Teil der Natur.
Aber begreifen wir Menschen uns als solcher? Insektensterben, Plastik in den Meeren, ungebremster CO2 Ausstoß und viele weitere Beispiele zeugen eher vom Gegenteil. Wir Menschen leben und wirtschaften, als stünden uns drei Erden und deren Ressourcen zur Verfügung. „Jeder kennt Charles Darwin, der uns vor bereits 158 Jahren die Bedingungen und Prozesse des Lebens erklärt hat. Leider aber scheint es für uns Menschen schwer zu sein, sich als Teil der Natur zu verstehen und aus diesen fundamentalen Erkenntnissen Handlungen abzuleiten“, sagt Johannes Vogel, Generaldirektor des Museums für Naturkunde Berlin. „Nur wenn wir uns als aktiven Teil der Natur sehen, lernen, ihre Mechanismen zu verstehen und uns gemeinsam für Natur einsetzen, können wir zu den drängenden Fragen dieser Zeit Lösungen entwickeln.“
Zur Lösung dieser großen Herausforderungen der Menschheit, wie Klimawandel, Verlust der biologischen Vielfalt, Bereitstellung von Wasser oder anderen Rohstoffen, bedarf es wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Lösungen – und Orte, an denen Gesellschaft, Wissenschaft und Politik zusammenkommen. Dies ist die Verantwortung und genuide Aufgabe des Museums für Naturkunde als meistbesuchtes Museum Berlins und als weltweit aktives Forschungsinstitut. Als Leibniz Institut für Biodiversitäts- und Evolutionsforschung sehen wir uns in der Tradition und im Auftrag, von Charles Darwin, Alexander von Humboldt und anderen Naturforschern für eine nachhaltige Zukunft des Menschen.

24.11.2017, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Schlangen-Sammlungen aus 150 Jahren zeigen große Artenvielfalt in den Neotropen
Senckenberg-Wissenschaftler haben mit einem internationalen Team die Ergebnisse einer umfangreichen Datenbank für Schlangen der Neotropen veröffentlicht. Die Daten stammen aus Sammlungen der letzten 150 Jahre und zeigen beispielsweise, dass einige neotropische Regionen wie der Cerrado in Zentralbrasilien ein bisher unbekannter Biodiversitäts-Hotspot für Schlangen ist. Erstmals werden in der Datenbank alle Faktoren wie Verbreitungsmuster, Sammlungsprotokolle und Häufigkeit des Auftretens in insgesamt 147.515 Beiträgen zu 886 Schlangenarten gelistet – damit sind 74 Prozent aller Schlangenarten aus 27 Ländern erfasst.
Etwa 10.450 Reptilienarten gibt es weltweit – etwa 150 bis 200 neue Arten werden zudem jedes Jahr neu entdeckt. Schlangen machen etwa 34 Prozent dieser Klasse aus. „Wir gehen davon aus, dass es noch zahlreiche Schlangenarten gibt, die wir noch überhaupt nicht kennen. Um zu wissen, wo wir nach unbekannten Arten suchen sollten, müssen aber erst Gebiete identifiziert werden, die bisher nicht ausreichend untersucht wurden“, erklärt Dr. Thaís Guedes, Erstautorin der Studie von der Universität Göteborg und fügt hinzu: „Wir wissen dank der neuen Datenbank, dass das artenreiche Amazonasgebiet zum Beispiel eines der am wenigsten erforschten Gebiete ist – das ist dem Zusammenspiel zwischen dem sehr großen, häufig schlecht zugänglichen Gebiet, dem Mangel an lokalen Experten und den geringen Investitionen in die dortige Forschung geschuldet. Wissenschaftliche Sammlungen gibt es hier nur aus dem geographischen Umkreis von größeren Städten und Universitäten“.
Die internationale Gruppe von Wissenschaftlern hat Daten über Schlangensammlungen der Neotropen – Süd- und Mittelamerika, die Westindischen Inseln und den südlichen Teil von Mexiko und Florida – gesammelt, um die Vielfalt der Schlangenarten, ihre Verbreitung sowie ihre Bedrohungen aufzuzeichnen. Das Ergebnis ist eine einzigartige Datenbank mit 147.515 Einträgen für 886 Schlangenarten aus 12 Familien. Der Seniorautor Alexandre Antonelli von der Universität Göteborg freut sich: „Wir haben hier eine der größten und detailliertesten Erhebung zur Verbreitung von Schlangen veröffentlicht. Von einer der artenreichsten Reptilien-Vertreter der Welt! Was für eine gemeinsame Leistung!“
Der riesige Datensatz ist das Ergebnis einer Zusammenführung von einer öffentlichen Datenbank, die von Experten geprüft wurde, und den Daten aus Sammlungen verschiedener internationaler Taxonomen. Senckenberg-Wissenschaftler Dr. Martin Jansen hierzu: „Der Gebrauch ausschließlich von Daten, die durch taxonomische Experten verifiziert wurden, hat den Datensatz enorm aufgewertet. Man könnte sagen, dass der Datensatz nun eine Art Qualitätszeichen hat, sowas wie ‚Taxonomisch einwandfrei’. Das ist sehr wichtig, denn oft fehlt es bei Biodiversitätsmodellen an dieser vertieften taxonomischen Expertise.
Die Ergebnisse dieser umfassendsten und neuartigen Datenbank unterstreichen auch die Notwendigkeit, Gebiete mit hoher Diversität sowie seltene Arten besser zu untersuchen, zu erforschen und zu schützen. „Unsere Datenbank bietet hierfür die ideale Grundlage und kann von anderen Wissenschaftlern – auch ohne taxonomisches Fachwissen – als solide Grundlage für weitere Modelle genutzt werden, zum Beispiel für die Erforschung evolutionärer Muster oder zu den Auswirkungen des Klimawandels“, erklärt Guedes.
Publikation
Guedes TB, Sawaya RJ, Zizka A, et al. Patterns, biases and prospects in the distribution and diversity of Neotropical snakes. Global Ecol Biogeogr. 2017;00:1–8. https://doi.org/10.1111/geb.12679

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