Neues aus Wissenschaft und Naturschutz

26.02.2018, Dachverband Deutscher Avifaunisten
Neue Rote Listen der Vögel Nordrhein-Westfalens
Nach fast einer Dekade gibt es in Nordrhein-Westfalen nunmehr eine neue Rote Liste der Brutvogelarten und seit mehr als 20 Jahren konnte auch eine Rote Liste wandernder Vogelarten nach neuen Kriterien erstellt werden. Die Roten Listen spiegeln nach standardisierten Methoden Status und Trends der Entwicklung heimischer wie wandernder Vogelarten wider; zugleich sind sie unverzichtbare Informationen für Planungsverfahren und Naturschutzpraxis. Sie zu erstellen verlangte einen großen Einsatz amtlicher MitarbeiterInnen der LANUV-Vogelschutzwarte sowie hunderter EhrenamtlerInnen der Nordrhein-Westfälischen Ornithologengesellschaft e.V. (NWO). Veröffentlicht wurden die Roten Listen unter anderem in Charadrius, der Zeitschrift für Vogelkunde, Vogelschutz und Naturschutz in Nordrhein-Westfalen.
Ergebnisse zeigen Licht und Schatten
Obwohl die Zahl gefährdeter Brutvogelarten seit Mitte der 1980er Jahre ganz leicht sinkt, ist etwa die Hälfte der Brutvogelarten (93 von 188 Arten) in NRW gefährdet, vom Aussterben bedroht oder bereits ausgestorben. Licht gibt es bei einigen sog. Flaggschiffarten: Schwarz- und Weißstorch etwa konnten
dank intensiver Schutzbemühungen ihre Bestände ebenso vergrößern wie beispielsweise Uhu oder Wanderfalke. Zudem konnten beispielswiese Kolkrabe, Heidelerche oder Schwarzkehlchen in ihren Gefährdungsgraden zurückgestuft werden. Schatten gibt es bei Arten, die nicht so bekannt, gleichwohl jedoch für die Vielfalt der Vogelwelt bedeutsam sind. Dazu gehören untern anderem Flussregenpfeifer (Namensgeber der Zeitschrift Charadrius), Baumpieper oder Habicht. Ausgestorben seit der letzten Roten Liste sind in Nordrhein-Westfalen Haubenlerche und Ortolan. Schatten gibt es jedoch auch bei sog. Allerweltsarten. So mussten unter anderem Kiebitz, Kuckuck, Star und Bluthänfling – Arten, die ganz oder teilweise von agrarischen Lebensräumen abhängen – in eine höhere Gefährdungskategorie eingestuft werden. Beispielsweise hat seit den 1990er Jahren der Star (Vogel des Jahres 2018) großflächig so stark abgenommen, dass er von der Vorwarnliste in die Kategorie „gefährdet“ hochgestuft werden musste.
Rote Listen dokumentieren Gefährdungsgrade von Tieren. Sie dokumentieren jedoch nicht quantitative Veränderungen von Vogelbeständen. Zur Verdeutlichung: bei Schwarz- und Weißstorch genügte die Bestandszunahme um einige Dutzend Brutpaare, um diese Arten aus der Roten Liste zu entlassen. Jedoch können Bestände von Vögeln um zig Tausende abnehmen, ohne dass dies zu einer akuten Bestandsgefährdung der Arten führt. Und hier vollziehen sich enorme quantitative Veränderungen. Massive Rückgänge betreffen vor allem Feldvögel wie Rebhuhn, Kiebitz, Feldlerche oder Grauammer. Die Brutbestände von Vogelarten, die auf Ackerflächen oder Grünland brüten, sind inzwischen weniger als halb so groß wie noch vor 25 Jahren.
Handlungserfordernisse
Vergleichbar mit dem „Insektensterben“ bedeuten Bestandsrückgänge und Gefährdung von Arten der Vogelwelt den Verlust von Artenvielfalt und Biodiversität. Wie Insekten sind Vögel unverzichtbare „Dienstleister“ des Menschen, etwa als „Schädlingsbekämpfer“ oder als Quelle für Naturerlebnisse. Artenverluste können selten und wenn nur mit enormem Einsatz rückgängig gemacht werden. Trotz einiger Erfolge und mancher Anstrengungen hat sich die Gesamtsituation für die Vogelwelt nicht wirklich verbessert – was die Zahl der Brutpaare angeht sogar verschlechtert. Insgesamt entspricht die Bestandssituation der Vogelwelt in Nordrhein-Westfalen im Großen und Ganzen der in ganz Europa. Gefordert ist eine konsequente Umsetzung von Gegenmaßnahmen, insbesondere in den Agrarlebensräumen.

26.02.2018, Universität Wien
Königspinguine müssen bald umziehen
Klimawandel zwingt Vögel zur Suche nach neuen Kolonien
Über 70 Prozent der weltweiten Kolonien der Königspinguine könnten bald Teil der Vergangenheit sein, da die Klimaerwärmung die Vögel zwingt in südlichere Gebiete umzuziehen. Zu diesem Schluss kommt die Studie eines internationalen Forschungsteams um den Evolutionsbiologen Emiliano Trucchi. Die ForscherInnen haben die Veränderungen der Populationsgröße in den letzten 50.000 Jahren durch Genomanalysen rekonstruiert. Die Ergebnisse erscheinen in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Nature Climate Change.
önigspinguine sind sehr anspruchsvolle Tiere: Um eine Kolonie anlegen zu können, in der sie sich paaren, Eier legen und Jungtiere großziehen können, sind verschiedenen Bedingungen erforderlich: Neben ganzjährig niedrigen Temperaturen darf die Insel nicht vollständig von Meereis umschlossen sein und muss entweder Sand- oder Kiesstrände bieten. Aber vor allen Dingen bedarf es ertragreicher und stabiler Nahrungsquellen, damit Jungtiere gefüttert werden können.
Über Jahrtausende konnten die Meeresvögel sich auf die antarktische Polarfront verlassen: Ein Strömungssystem, welches Wassermassen aus der Tiefe an die Oberfläche transportiert und dadurch zu großen Fischvorkommen in einem verhältnismäßig kleinen Gebiet führt. Durch den Klimawandel verlagert sich diese Polarfront jedoch nach Süden – und entfernt sich dabei von den von Königspinguinen bewohnten Crozetinseln, den Kerguelen und der Marion-Insel. Dadurch werden die Elterntiere dazu gezwungen, längere Distanzen zu schwimmen um Nahrung zu finden.
Die nun veröffentlichte Studie sagt voraus, dass die immer länger andauernden Jagdzüge der Elterntiere bald dazu führen könnten, dass die Jungtiere nicht mehr genügend Nahrung erhalten und dadurch die Populationen der Königspinguine zusammenbrechen, falls sie sich nicht verlagern lassen. „Das Hauptproblem ist, dass es nur wenige Inseln im Südpolarmeer gibt und nicht alle von ihnen für Pinguinkolonien geeignet sind“, sagt Robin Cristofari, der leitende Autor der Studie vom französischen Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien und dem Centre Scientifique in Monaco (CSM).
Mithilfe von Informationen aus dem Pinguingenom haben die ForscherInnen die Veränderungen in der Populationsgröße der Pinguine in den letzten 50.000 Jahren rekonstruiert. Bei der Genomanalyse entdeckten ForscherInnen aus Frankreich, Monaco, Italien, Norwegen, Südafrika, Österreich und den USA, dass frühere Klimawandel und die damit verbundenen Änderungen der Meeresströmungen, des Meereisvorkommens und der Position der antarktischen Polarfront immer mit kritischen Phasen für die Vögel einhergingen. Allerdings besteht dadurch auch Grund zur Hoffnung: Die Königspinguine haben schon mehrere solche Phasen überlebt (das letzte Mal vor etwa 20.000 Jahren) – und sie scheinen gut damit umgehen zu können. „Die äußerst geringen genetischen Unterschiede zwischen den verschiedenen Pinguinkolonien deuten darauf hin, dass regelmäßig Tiere zwischen den Kolonien hin- und her-migrieren“, erklärt Emiliano Trucchi, einer der Hauptautoren der Studie, der bis vor kurzem an der Universität Wien gearbeitet hat und inzwischen an der Universität Ferrara forscht. „In anderen Worten: Die Königspinguine sind sehr gut darin, neue sichere Brutstätten zu finden, wenn es für ihre bisherigen Kolonien schlecht aussieht“.
Die aktuelle Klimaerwärmung hat allerdings einen bedeutenden Unterschied im Vergleich zu früheren Temperaturschwankungen: Zum ersten Mal in der Geschichte der Pinguine sind es menschliche Einflüsse, die zu besonders schnellen und möglicherweise unumkehrbaren Veränderungen auf der Erde führen und dabei auch die abgelegensten Regionen der Welt betreffen. Zusätzlich hat sich der Fischfang im Südpolarmeer stark vermehrt, was den Pinguinen die Nahrungssuche zusätzlich erschwert. „Es gibt noch einige Inseln weiter südlich auf die sich die Pinguine zurückziehen könnten“ merkt Céline Le Bohec von der Universität Straßburg an. Die Konkurrenz bei der Suche nach Brutstätten und Nahrung ist aber auch ohne die Fischerei schon groß, besonders durch andere Pinguinarten wie den Zügelpinguin, den Eselspinguin oder den Adeliepinguin. „Vorhersagen zum Fortbestand der Pinguinkolonien lassen sich nicht leicht treffen, aber es wird sicherlich Verluste geben. Wenn wir die Pinguine erhalten wollen, müssen wir vorausschauende und wirksame Schutzmaßnahmen treffen“, so Trucchi abschließend.
Publikation in Nature Climate Change
Cristofari R., Liu X., Bonadonna F., Cherel Y., Pistorius P., Le Maho Y., Raybaud V., Stenseth N.C., Le Bohec C. and Trucchi E. (2018) Climate-driven range shifts of the king penguin in a fragmented ecosystem. Nature Climate Change.
DOI: 10.1038/s41558-018-0084-2

26.02.2018, Georg-August-Universität Göttingen
Die Größe ist entscheidend
Ein internationales Forscherteam unter der Leitung der Universität Göttingen hat herausgefunden, dass in Agrarlandschaften mit kleinen Feldern mehr Wildbienen vorkommen als in Landschaften mit großen Feldern. Das höhere Aufkommen von Wildbienen führte zu einer verbesserten Bestäubung der dort angebauten Pflanzen. Überraschenderweise fanden sich weniger Wildbienen in Landschaften, in denen viele verschiedene Feldfrüchte angebaut wurden. Die Ergebnisse der Studie sind in der Fachzeitschrift Proceedings of the Royal Society B – Biological Sciences erschienen.
Viele Pflanzen, darunter Erdbeeren, Kirschen und Raps, sind für eine optimale Fruchtentwicklung auf bestäubende Insekten angewiesen. Von großer Bedeutung sind daher deren Lebensräume außerhalb der Felder wie Hecken oder Kalkmagerrasen. Oft ist es jedoch schwierig, das Vorkommen von wildlebenden Bestäubern zu erhöhen. „Wir haben untersucht, ob eine höhere Heterogenität der Anbauflächen durch kleinere Felder und mehr verschiedene Feldfrüchte einen positiven Effekt hat“, so Annika Hass, Erstautorin und Doktorandin in der Abteilung Agrarökologie der Universität Göttingen. „Kleinere Felder führen zu mehr Feldrändern. Diese sind wichtig, da sie den Bestäubern Nistplätze und Blütenangebot bieten und auch zur Orientierung dienen können, sodass sie geeignete Lebensräume besser finden.“
Überraschend war hingegen der starke Rückgang von Wildbienen in Landschaften mit vielen verschiedenen Kulturpflanzen. „Beim Anbau vieler unterschiedlicher Pflanzen in Agrarlandschaften spielt die Auswahl der Kulturen eine große Rolle“, betont Prof. Dr. Teja Tscharntke, Leiter der Abteilung Agrarökologie und Co-Autor der Studie. „Ein höherer Anteil von besonders intensiv bewirtschafteten Kulturen kann sich negativ auf Bestäuber auswirken.“ Die Wissenschaftler schlussfolgern, dass die Heterogenität der Agrarlandschaften, wie sie durch kleine Äcker gefördert wird, die Bestäubung von Pflanzen stark begünstigen kann und in zukünftigen Agrarumweltmaßnahmen berücksichtigt werden sollte.
Originalveröffentlichung: Hass, Annika et al., 2018. Landscape configurational heterogeneity by small-scale agriculture, not crop diversity, maintains pollinators and plant reproduction in western Europe. Proc R Soc B 285, 20172242. https://doi.org/10.1098/rspb.2017.2242

27.02.2018, Max-Planck-Institut für chemische Ökologie
Nachtfalter besitzen spezialisierte Hirnstrukturen für Futtersuche und Eiablage
Die Suche nach Nahrungsquellen ist im Riechhirn von Tabakschwärmern mit anderen Gehirnarealen verknüpft als die Suche nach einem geeigneten Eiablageplatz. Dies hat ein Forscherteam des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena jetzt nachweisen können. Die Wissenschaftler haben in ihrer Studie 80 ökologisch relevante Umgebungsdüfte von Tabakschwärmern untersucht und herausgefunden, wo diese Düfte im Gehirn der Nachtfalter verarbeitet werden. Dabei wurde deutlich, dass bestimmte Areale im Riechhirn der Insekten die Suche nach Nahrung, andere Bereiche dagegen die Eiablage steuern.
Als nachtaktive Falter müssen sich Tabakschwärmer (Manduca sexta) auf ihren ausgeprägten Geruchssinn verlassen, der sie zu ihren Futterquellen führt: nektarhaltigen Blüten. Gestärkt von der Nahrungsaufnahme legen die Weibchen ihre Eier ab. Während die Nachtfalter in den duftenden Blüten verschiedener Pflanzen nahrhaften Nektar finden, gedeihen die Raupen der Tabakschwärmer jedoch nur auf Nachtschattengewächsen wie dem Tabak. Für die Eiablage verlassen sich die Weibchen ebenfalls auf den Geruchssinn.
Ein Team von Forschern der Abteilung Evolutionäre Neuroethologie um Sonja Bisch-Knaden hat jetzt untersucht, ob es bereits auf der ersten Duftverarbeitungsstufe im Gehirn der Insekten, dem sogenannten Antennallobus, erkennbare Muster gibt, die auf das Verhalten von weiblichen Faltern (Futtersuche oder Eiablage?) schließen lassen.
Duftspezifische Aktivitätsmuster im Riechhirn
Die Wissenschaftler haben die Reaktionen des Riechhirns lebender Nachtfalter auf 80 für die Tabakschwärmer wichtige pflanzliche Duftstoffe analysiert. Sie haben dafür die Konzentration von Kalzium-Ionen in den Nervenzellen gemessen und deren Aktivität als Reaktion auf unterschiedliche Düfte sichtbar gemacht.
Auf diese Weise wollten sie herausfinden, wie die sogenannten olfaktorischen Glomeruli auf die verschiedenen Düfte reagieren. Diese Glomeruli sind kugelförmige Gebilde im Antennallobus von Insekten und gelten als primäre Untereinheiten des Riechhirns. Wird die Antenne eines Falters durch verschiedene Düfte gereizt, werden jeweils unterschiedliche Glomeruli aktiv. Diese duftspezifischen Aktivitätsmuster sind bei allen Faltern derselben Art sehr ähnlich. „Mit Hilfe von diagnostischen Düften, mit denen wir jedes einzelne Insekt reizten, erstellten wir zunächst eine funktionelle Landkarte des Antennallobus. So konnten wir zwei Drittel der sichtbaren olfaktorischen Glomeruli in jedem Tier identifizieren und danach deren Reaktion auf ein großes Set von Düften untersuchen“, erläutert Studienleiterin Sonja Bisch-Knaden.
Experimente im Windkanal verknüpfen Düfte mit Verhalten
Die Forscher testeten anschließend die 80 Düfte in Verhaltensexperimenten mit Tabakschwärmerweibchen im Windkanal. Die Tiere werden dabei von Düften auf Filterpapier angezogen und versuchen je nach Duft, an dem Filterpapier zu trinken oder darauf Eier abzulegen. Auf diese Weise konnten die Wissenschaftler die Aktivität im Riechhirn, die von einzelnen Düften ausgelöst wurde, mit dem Verhalten, das diese Düfte bewirken, vergleichen. Dabei beobachteten sie Erstaunliches: „Wir hatten nicht erwartet, dass einzelne chemische Komponenten genauso attraktiv für futtersuchende Falter sein können wie ein komplexes Blütenbouquet. Da wir hungrige jungfräuliche Weibchen mit bedufteten weißen Filterpapieren testeten, rechneten wir außerdem nur mit Futtersuchverhalten. Wir waren daher erstaunt, dass die Tiere bei einigen wenigen Düften Eier an das Filterpapier legten, auch wenn diese natürlich unbefruchtet waren“, fasst Sonja Bisch-Knaden die Beobachtungen zusammen.
Vergleicht man das Verhalten, also Futtersuche oder Eiablage, mit den Aktivitätsmustern im Riechhirn der Tabakschwärmer, fällt auf, dass die Aktivität bestimmter Glomeruli mit jeweils einer der beiden Verhaltensweisen übereinstimmt. Von der Aktivität dieser Glomeruli hängt es ab, ob ein weiblicher Falter seinen Rüssel zur Nahrungsaufnahme ausrollt, oder mit den Beinen auf dem Filterpapier Halt sucht und den Hinterleib nach vorne biegt um Eier an das Papier zu kleben. „Das Aktivierungsniveau einzelner Glomeruli ist ausschlaggebend für das Verhalten der Tabakschwärmerweibchen. Offensichtlich wird bei der Verarbeitung von Düften im Insektengehirn schon auf einer sehr frühen Ebene entschieden, welches Verhalten dieser Duft auslösen wird“, erläutert Mitautor Bill S. Hansson.
Die Bedeutung von Umgebungsdüften für das Überleben der Motten in der Natur
In ihrem natürlichen Lebensraum in weiten Teilen Nord- und Südamerikas nutzen Tabakschwärmer eine Vielzahl an Blüten als Nektarquelle. Die typischen Falterblüten sind hell und haben in der Regel einen starken Duft, sodass sie für hungrige Insekten in der Dämmerung oder Dunkelheit leicht auffindbar sind. Der Nachwuchs überlebt hingegen nur auf wenigen Pflanzenarten, wie beispielsweise Tabak. Daher ist die Entscheidung für den richtigen Eiablageplatz überlebenswichtig für die Raupen, die aus den Eiern schlüpfen werden. Der Duft der Wirtspflanze gibt dafür den entscheidenden Hinweis.
Da es in diesem Lebensraum andere verwandte Nachtfalterarten gibt, die die gleichen Nahrungsquellen, jedoch andere Wirtspflanzen für die Eiablage nutzen, möchten die Forscher nun untersuchen, ob auch bei diesen Faltern Düfte, die auf geeignete Eiablageplätze hinweisen, in ähnlichen Bereichen des Riechhirns Aktivitätsmuster auslösen oder ob die funktionale Landkarte im Gehirn bei jeder Art anders ist.
Originalveröffentlichung:
Bisch-Knaden, S., Dahake, A., Sachse, S., Knaden, M., Hansson, B. S. (2018). Spatial representation of feeding and oviposition odors in the brain of a hawkmoth. Cell Reports 22, 2482-2492, DOI 10.1016/j.celrep.2018.01.082
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.01.082

28.02.2018, Dachverband Deutscher Avifaunisten
Neue Rote Liste der Brutvögel Sachsen-Anhalts veröffentlicht
Der NABU Sachsen-Anhalt und der Ornithologenverband Sachsen-Anhalt (OSA) haben für die Ende Januar veröffentlichte Rote Liste der Brutvögel gemeinsam mit der Staatlichen Vogelschutzwarte Steckby 202 Arten ausgewertet – mit alarmierendem Ergebnis: Nur die Hälfte der Arten gilt als ungefährdet. Vor allem die teils dramatischen Bestandsrückgänge ehemals sehr häufiger Arten führten in Sachsen-Anhalt in den 25 Jahren nach der politischen Wende zu einem Verlust von fast einer halben Million Vogelbrutpaaren.
Mit 74 Vogelarten wurde wiederum mehr als ein Drittel der regelmäßigen Brutvogelarten Sachsen-Anhalts in eine Kategorie der Roten Liste eingestuft. Darunter befinden sich 14 Arten, die mittlerweile in Sachsen-Anhalt ausgestorben sind. Zuletzt verschwand das Birkhuhn als Brutvogel. Weitere 15 Arten gelten als akut vom Aussterben bedroht. Während zum Beispiel für die Uferschnepfe aufgrund des bereits mehrjährigen Fehlens von Brutpaaren kaum noch Hoffnung besteht, ist es für den Großen Brachvogel, die Bekassine, den Brachpieper oder den Schreiadler noch nicht zu spät. Kurzfristig zu ergreifende Schutzmaßnahmen in Feuchtwiesengebieten, Heidelebensräumen und Bergbaufolgelandschaften könnten ihr Schicksal ändern.
Dass der spezielle Artenschutz hochgradig gefährdeter Vogelarten Wirkung zeigt, kann am Beispiel der Großtrappe belegt werden. Dank einer auf ihre Belange abgestimmten Landwirtschaft und Landschaftsgestaltung sowie einer intensiven Betreuung der Bruten und Auswilderung künstlich aufgezogener Küken ist die Art heute im Fiener Bruch, im Grenzbereich zu Brandenburg, wieder mit einem guten Bestand vertreten.
Extreme Bestandsverluste durch intensive Landwirtschaft
Die Notwendigkeit verstärkter Schutzbemühungen gilt auch für 14 als „stark gefährdet“ eingestufte Brutvögel, 18 „gefährdete“ Arten und 13 Arten, die aufgrund ihrer extremen Seltenheit und sehr lokalen Brutvorkommen in die Rote Liste aufgenommen wurden. Unter diesen befinden sich kaum in der Öffentlichkeit bekannte Vogelarten wie Ziegenmelker, Wachtelkönig, Baumfalke oder Schwarzhalstaucher, erstmals mit Feldlerche und Bluthänfling aber auch Arten, die früher allerorten zu den häufigsten Vogelarten zählten. Die Feldlerche musste in den vergangenen Jahren den größten Verlust hinnehmen. Geschuldet ist das unter anderem der intensiven Landwirtschaft, dem hohen Pestizideinsatz und dem Verlust von Brachen oder Gewässerrandstreifen. Doch verantwortlich für den Niedergang der Feldvögel, zu denen auch Rebhuhn und Kiebitz zählen, ist hierbei nicht der Landwirt allein. Vor allem tragen eine verfehlte und von Deutschland maßgeblich unterstützte EU-Agrarpolitik und die sowohl hinsichtlich Qualität und Quantität unzureichenden Agrar-Förderprogramme mit „grüner Ausrichtung“ zu der Misere bei.
Die insgesamt negative Entwicklung der Vogelwelt zeigt, dass der gesetzliche Schutz der Vogelarten und ihrer Neststandorte und Lebensräume nicht ausreicht, um eine Trendwende herbeizuführen. Während Waldvogelarten, wie zum Beispiel die Spechte, oder auch die Arten der Gewässerlebensräume mehrheitlich stabile Brutbestände aufweisen, zeigen die meisten Brutvögel der offenen und halboffenen Agrarlandschaft und auch der Siedlungen, wie Türkentaube, Mauersegler, Rauchschwalbe und Hausrotschwanz, rückläufige Bestände. Letzteren fehlen in den sanierten oder neu errichten Gebäuden und eintönigen Grünanlagen oftmals Nistplätze, Nistmaterial (feuchter Schlamm aus Pfützen) oder schlicht die Nahrung in Form von Insekten oder Sämereien.
Aus der Roten Liste entlassen
Doch es gibt auch positive Entwicklungen zu verzeichnen. So konnten vormals gefährdete Arten wie Fisch- und Seeadler, Weißstorch und Kranich aus der Roten Liste entlassen werden. Hier haben sich der spezielle Schutz der Brutplätze, die Ausweisung und Pflege von Schutzgebieten und das Verbot spezieller Insektenvernichtungsmittel positiv auf die Entwicklung der Bestände ausgewirkt. Auch beim Bienenfresser haben sich die Bestände dank umfassender Schutzbemühungen erholt – allein in Sachsen-Anhalt brüten mehr als 1000 Paare, was fast der Hälfte der des bundesweiten Brutbestandes entspricht.
Die neue Rote Liste der Brutvögel Sachsen-Anhalts wurde in einem Sonderband der Zeitschrift APUS, dem Magazin des Ornithologenverbandes Sachsen-Anhalt, veröffentlicht, man kann sie zudem kostenfrei hier herunterladen.

01.03.2018, Ludwig-Maximilians-Universität München
Fortpflanzung unter Spinnen – Das Geschenk macht‘s
Auf Partnersuche gehen die Männchen der Listspinne stets mit einem Präsent. Das spielt für ihren Erfolg eine größere Rolle als bislang gedacht.
Zum Balzverhalten der Listspinne (Pisaura mirabilis) gehört es, den Weibchen Geschenke zu übergeben. Dafür fängt das Männchen ein Insekt und spinnt es zu einem Paket, mit dem es sich auf Brautsuche macht. Wie eine Studie von LMU-Biologin Cristina Tuni nun zeigt, hängt sein Erfolg dabei allein vom Präsent ab. Auf mögliche chemische Botenstoffe (Pheromone) in den Spinnenfäden des Männchens reagiert die Braut dagegen nicht – ein ungewöhnliches Verhalten, denn die Kommunikation über Botenstoffe bei der Fortpflanzung ist im Tierreich weit verbreitet. Die Ergebnisse sind aktuell im Fachmagazin Behavioral Ecology and Sociobiology veröffentlicht.
Das Team um Cristina Tuni an der Fakultät für Biologie der LMU hat eine Reihe von Experimenten mit 100 Listspinnen gemacht, die zur Familie der Raubspinnen gehören. Ziel war es herauszufinden, welche Rolle chemische Signale bei deren Fortpflanzung spielen. Denn Spinnen können diese grundsätzlich auch über die von ihnen gesponnenen Fäden aussenden.
Wie die Studie nun zeigte, reagieren Männchen und Weibchen der Listspinnen jedoch ganz unterschiedlich auf die Fäden, die die potenziellen Partner spinnen. Während die Fäden der Weibchen offenbar chemische Botenstoffe enthalten, die Sexualpartner anziehen, interessieren sie sich selbst nicht für die Fäden der Männchen – weder für die Verpackung, in denen ihnen das Insekt überreicht wird, noch für die Fäden, die die Männchen bei Bewegung freisetzen. Das deutet daraufhin, dass entweder die männlichen Listspinnen darüber keine chemischen Signale senden, sondern allein auf die Darreichung des Brautgeschenks setzen, oder die weiblichen Spinnen gelernt haben, mögliche Pheromone zu ignorieren und sich nur von der Qualität des Mitbringsels überzeugen lassen. (Behavioral Ecology and Sociobiology 2018)
Publikation:
Cristina Tuni, et al. : Does silk mediate chemical communication between the sexes in a nuptial feeding spider?“ In: Behavioral Ecology and Sociobiology 2018 (DOI: 10.1007/s00265-018-2454-1)
https://link.springer.com/article/10.1007/s00265-018-2454-1

02.03.2018,Universität Leipzig
Digitaler Atlas berechnet Lage, Form und Größe des Hundegehirns
Die Domestizierung und gezielte Zucht von Haushunden hat ihre Kopfform verschiedentlich verändert. Umbildungen führen bei einigen Rassen zum Beispiel zu verengten Atemwegen. Wie sie sich aber auf das Gehirn auswirken, war bisher nicht systematisch analysierbar. Veterinärmedizinern der Universität Leipzig ist dies nun zusammen mit einem internationalen Team gelungen. Sie können Gehirnareale in magnetresonanztomographischen Aufnahmen (MRT) automatisch bestimmen – und mit ihrem „digitalen Gehirnatlas“ auch Lage, Form und Größe des Gehirns von Hunderassen vergleichend untersuchen. Ihre Ergebnisse hat die Forschergruppe kürzlich im renommierten Journal „Neuroimage“ publiziert.
Der Atlas ermöglicht es, verschiedene Areale im Gehirn der Hunde zu vermessen. Insgesamt 64 Tiere unterschiedlicher Rassen haben die Forscher analysiert. Die Ergebnisse repräsentieren verschiedene Phänotypen (Erscheinungsbilder) und sind damit geeignet, verschiedene Rassen reproduzierbar zu untersuchen. „Wir konnten zeigen, dass in einer homogenen Hunderasse der Frontallappen im Gehirn, der sowohl Bewegung, als auch das Sozialverhalten steuert, von allen untersuchten Gehirnarealen am stärksten variiert. Demgegenüber schwankt in einer heterogenen klinischen Hundepopulation die Größe des Balkens (Corpus callosum), der den Informationsaustausch zwischen linker und rechter Gehirnhälfte ermöglicht, am stärksten“, sagt Dr. Björn Nitzsche vom Veterinär-Anatomischen Institut der Universität Leipzig, der das Forschungsprojekt leitet. Insgesamt sei die Varianz der Größenverhältnisse in einer gemischtrassigen Hundepopulation um mehr als das zehnfache größer als nach einer reinrassigen Züchtung.
„Trotz Gemeinsamkeiten bei wichtigen neurofunktionellen und -anatomischen Eigenschaften von Mensch und Hund wissen wir vergleichsweise nur sehr wenig über die Größe, Variabilität und Funktion des Gehirns unserer Hunderassen“, erläutert Prof. Dr. Johannes Seeger, ebenfalls Forscher am Veterinär-Anatomischen Institut. Methoden aus den rechengestützten Neurowissenschaften der Humanmedizin ermöglichten den Wissenschaftlern nun eine objektive und nachvollziehbare Analyse verschiedener Hunde-Hirnareale anhand von MRT-Aufnahmen. Dafür entwickelten sie auch Wege der automatischen Verarbeitung der Bilder.
„Wir möchten mit unseren Forschungen dazu beitragen, die Konsequenzen der Jahrtausende alten selektiven Hundezucht objektiv und reproduzierbar zu untersuchen“, erläutert der Leiter der Neurologie der Kleintierklinik der Universität Leipzig, Dr. Thomas Flegel. Der Gehirnatlas ist daher für alle interessierten Wissenschaftler frei verfügbar.
„Unsere Methode hat das Potenzial, wesentliche Fragen über die Einflüsse selektiver Zucht auf das Gehirn verschiedener Rassen nachvollziehbar zu beantworten und liefert darüber hinaus zukünftig auch die Möglichkeit, funktionelle Fragestellungen zum Verhalten reproduzierbar zu gestalten“, prognostiziert Nitzsche. Er arbeitet in seinem Forschungsprojekt mit Veterinärmedizinern, translationalen und grundlagenorientierten Wissenschaftlern zusammen. Neben veterinärmedizinischen Klinikern und Anatomen der Universitäten Leipzig sind auch Wissenschaftler der Universitäten Gießen, Wien (Österreich) und Bern (Schweiz) beteiligt. Gemeinsam mit Matthew Gounis, Professor der Abteilung für Radiologie und Leiter des New England Center for Stroke Research, Massachusetts Medical School in Worcester Massachusetts (USA) gelang es ihm, die Gehirnmorphologie von reinrassigen Beagles mit denen verschiedener Hunderassen zu vergleichen.
Ihre Ergebnisse hat die Forschergruppe kürzlich im renommierten Journal „Neuroimage“ publiziert.
Originaltitel der Publikation:
Nitzsche, B, Boltze, J, Ludewig, E, Flegel, T, Schmidt, MJ, Seeger, J, Barthel, H, Brooks, OW, Gounis, MJ, Stoffel, MH, and Schulze, S.: A stereotaxic breed-averaged, symmetric T2w canine brain atlas including detailed morphological and volumetrical data sets. NeuroImage.2018.pii: S1053-8119(18)30066-1.

02.03.2018, Veterinärmedizinische Universität Wien
„Winterschläfer-Nachzügler“ wachsen schneller, vertrauen auf Powernapping und haben mehr Sex
Junge Winterschläfer müssen viel Energie in das Wachstum und den Fettaufbau vor dem ersten Winter investieren. Nachzügler könnten dabei einen zeitlichen Nachteil haben. Das kompensieren sie aber, indem sie schneller wachsen und häufiger ein Powernapping einlegen. Das zeigte nun eine Studie der Vetmeduni Vienna an Gartenschläfern. Sie pflanzen sich außerdem häufiger fort als früher geborene Tiere. Der Preis könnte allerdings eine geringere Lebenserwartung sein. Die Studie verbessert das Verständnis wie jahreszeitlich geprägte Tiere von Geburt an auf Umweltbedingungen reagieren und wie sich das auf das Erwachsenenalter und womöglich zukünftige Generationen auswirkt. Publiziert in eLife.
Das Leben von Winterschläfern, wie dem Gartenschläfer (Eliomys quercinus), ist vom jahreszeitlichen Wechsel geprägt. Ihre Fortpflanzungsphase, fällt in die Sommermonate. Die kalte Jahreszeit überdauern sie im Winterschlaf ohne Nahrungsaufnahme. Um dies zu überleben, müssen sich besonders Jungtiere genug Fettreserven zulegen, gleichzeitig aber auch ausreichend Energie in ihr Wachstum investieren. Für erst spät im Jahr geborene Tiere könnte dies eine große Herausforderung sein, da sie weniger Zeit bis zum Winterschlaf haben.
Wie die Nachzügler dies kompensieren können und welche Auswirkungen sich dadurch etwa auf die Fortpflanzung im Folgejahr ergeben, enthüllten nun WissenschafterInnen des Forschungsinstitutes für Wildtierkunde und Ökologie der Vetmeduni Vienna. Ein Vergleich früh und spät geborener Gartenschläfer zeigte, dass letztere ihr Leben beschleunigen, Sie wachsen schneller, legen schneller Fett an und vermehren sich im Folgejahr häufiger. Dazu vertrauen Spätgeburten auf mehr stundenweise „Energiespar-Nickerchen“, den sogenannten Tagestorpor. Über dessen Nutzung bei Jungtieren sowie dessen Bedeutung in Abhängigkeit der Geburtszeit war bislang kaum etwas bekannt.
Überleben dank schnellerem Wachstum und mehr Powernapping
Dafür analysierte das Forschungsteam Wachstumsrate sowie Gewichtszunahme von zwei Gruppen zu je 18 weiblichen Gartenschläfern, die entweder früh im Jahr (Mai) oder später (August) geboren wurden, und wie sie Energiesparstrategien nutzten. Besonderes Augenmerk lag dabei auf der Nutzung von „Powernaps“, dem sogenannten Tagestorpor. „Dabei handelt es sich nicht um einfaches Nickerchen, sondern wie beim Winterschlaf um einen Zustand bei dem ein Großteil der Körperprozesse heruntergefahren wird, um Energie zu sparen“, erklärt Erstautorin Britta Mahlert. Im Gegensatz zum Winterschlaf halten die Tiere hierbei aber lediglich ein stundenweises „Energiespar-Nickerchen“.
Die Nutzung des Tagestorpors war, speziell im Zusammenhang mit dem Geburtszeitpunkt, bislang kaum erforscht. „Unsere Studie zeigte nun, dass dieses Powernapping vor allem eine Strategie der Nachzügler ist“, so Mahlert. Diese passt auch zu den Unterschieden, die das Team bei der Wachstumsrate und der Gewichtszunahme feststellen konnte. Bis zum ersten Winterschlaf wuchsen die später geborenen Tiere doppelt so schnell als die im Mai geborenen Tiere. Sie sammelten auch zweimal schneller Fettreserven an, erreichten dadurch aber nicht dasselbe Körpergewicht. „Nach der intensiven Wachstumsphase, nutzten die Nachzügler häufiger und länger den Tagestorpor und reduzierten damit ihre Aktivitätszeit stärker je näher der Winterschlaf rückte“, erklärt Mahlert. Und auch wenn sie nicht das Körpergewicht wie die früher geborenen Tiere erreichten, überlebten trotzdem alle Tiere.
Beschleunigtes Leben und eine höhere Fortpflanzungsrate womöglich auf Kosten der Lebenszeit?
Im darauffolgenden Frühjahr konnten die Forscher außerdem noch einen Unterschied bei der Fortpflanzungsrate feststellen. „Die spät geborenen Weibchen vermehrten sich mehr als die, die früher zur Welt kamen“, erklärt Studienleiter Sylvain Giroud. Aus anderen Studien gibt es Hinweise darauf, dass ein schnelles Wachstum auch Nachteile mit sich bringen kann. Den Tieren könnte es das eine oder andere Lebensjahr kosten und damit den Lebenszeit-Fortpflanzungserfolg mindern. „Die Ergebnisse der aktuellen Studie lassen durch das insgesamt beschleunigte Leben von spätgeborenen Winterschläfern auf einen ähnlichen Effekt schließen“, so Giroud.
Diesen Zusammenhang wird das Forschungsteam in einer Folgestudie analysieren. „Mit dem beschleunigten Wachstum und der energiesparenden Torpornutzung konnten die Nachzügler ihren Nachteil zum ersten Winterschlaf hin ausreichend kompensieren. Nun gilt es für uns aber die Spätfolgen hinsichtlich des Fortpflanzungserfolgs während der gesamten Lebenszeit zu untersuchen. Würden die verwendeten Strategien, wie schnelles Wachstum und häufige Torpornutzung, ausschließlich Vorteile mit sich bringen, wäre zu erwarten, dass auch die früh geborenen Individuen vermehrt von diesen Strategien Gebrauch machen. Dass sie dies nicht tun, lässt auf Nachteile schließen, die sich vielleicht erst später im Leben bemerkbar machen, so Mahlert und Giroud.
Service
Der Artikel „Implications of being born late in the active season for growth, fattening, torpor use, winter survival and fecundity von Britta Mahlert, Hanno Gerritsmann, Gabrielle Stalder, Thomas Ruf, Alexandre Zahariev, Stéphane Blanc und Sylvain Giroud wurde vom Journal elife publiziert.
https://elifesciences.org/articles/31225

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