Neues aus Wissenschaft und Naturschutz

19.03.2018, GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
Ozeanversauerung: Heringe könnten von veränderter Nahrungskette profitieren
Die Larven vieler Fischarten reagieren empfindlich auf Ozeanversauerung – das konnten Studien bereits zeigen. Hervorgerufen wird die Versauerung von großen Mengen Kohlendioxid (CO2), die von der Atmosphäre ins Meerwasser gelangen. Dieses CO2 beeinflusst aber auch das Nahrungsangebot für die Larven. Wie sich beide Effekte kombiniert auf den Fisch-Nachwuchs auswirken können, haben Forscherinnen und Forscher des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel an Heringslarven untersucht. Ihre Ergebnisse veröffentlichen sie jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Nature Ecology and Evolution.
Kaum starten sie ins Leben, geht es für junge Fische auch schon ums Überleben. Die Jungfische müssen lernen zu fressen und Feinden zu entfliehen. Gleichzeitig sind sie in dieser Lebensphase am sensibelsten gegenüber Umweltfaktoren wie Temperatur, Sauerstoff und dem pH-Wert des Wassers. Genau diese Faktoren wandeln sich derzeit global: Temperaturen steigen und Sauerstoff geht den Meeren verloren. Außerdem gelangt immer mehr Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre ins Meerwasser, bildet dort Kohlensäure und lässt den pH-Wert sinken. Doch nicht nur direkt, auch indirekt beeinflusst zusätzliches CO2 die Überlebenschancen von Fischlarven, denn es kann auch ihr Nahrungsangebot verändern.
Forscherinnen und Forscher aus Deutschland, Schweden und Norwegen unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel haben jetzt anhand von Heringslarven erstmals untersucht, wie sich diese beiden Effekte der Ozeanversauerung kombiniert auf das Überleben und Wachstum von diesen Jungfischen auswirken können. Wie sie heute in der internationalen Fachzeitschrift Nature Ecology and Evolution veröffentlichen, zeigten die Experimente, dass Heringe von einer durch Versauerung veränderten Nahrungskette profitieren könnten. „Möglicherweise werden sie in einem saureren Ozean der Zukunft einen Vorteil gegenüber anderen, empfindlicheren Arten haben“, sagt Dr. Michael Sswat vom GEOMAR, Erstautor der Studie.
Um die Reaktion der jungen Heringe auf Ozeanversauerung zu testen, ließ das Team sie in einem vollständigen Nahrungsnetz unter heutigen und zukünftigen CO2-Bedingungen aufwachsen. Dafür nutzte es die Kieler KOSMOS Offshore-Mesokosmen, die 2013 für einen Langzeitversuch im schwedischen Gullmarsfjord verankert waren. „Die Mesokosmen isolieren wie in einem riesigen Reagenzglas 50 Kubikmeter Meerwasser mit allen darin vorkommenden Planktonorganismen“, erklärt Prof. Dr. Ulf Riebesell vom GEOMAR, Ko-Autor der Studie. Fünf der Mesokosmen wurden mit CO2 angereichert, um Konzentrationen zu simulieren, die für das Ende des Jahrhunderts vorhergesagt werden. Fünf Mesokosmen wurden zum Vergleich bei gegenwärtigen CO2-Werten gehalten.
In den Mesokosmen mit erhöhten CO2-Konzentrationen trat die natürliche Algenblüte zwischen Februar und Juni verstärkt auf. „Dadurch vermehrte sich auch das tierische Plankton besser und von diesem erhöhten Nahrungsangebot profitierten dann die Heringslarven“, erklärt Dr. Michael Sswat. Sechs Wochen nach dem Schlupf hatten so fast 20 Prozent mehr Heringslarven unter zukünftigen als unter heutigen CO2 Bedingungen überlebt. „Dieser insgesamt positive Effekt von Ozeanversauerung auf Heringslarven war zunächst überraschend, da frühere Studien für viele andere Fischarten negative direkte Effekte von Versauerung auf das Überleben der Larven gezeigt haben“, ergänzt Dr. Catriona Clemmesen vom GEOMAR, ebenfalls Ko-Autorin der Studie.
Eine Erklärung für die überraschenden Ergebnisse bot sich in einer parallelen Laborstudie, welche zeigte, dass Heringslarven generell widerstandsfähiger gegenüber pH-Wert-Veränderungen sind. „Geschwister der Heringslarven in den Mesokosmen wurden im Labor bei vergleichbaren CO2 Werten aufgezogen, ohne Änderungen im Futterangebot. Somit konnten wir den direkten Effekt des Kohlendioxids auf die Heringslarven von dem indirekten Einfluss über die Nahrungskette trennen“, erklärt Dr. Sswat, der auch Erstautor der Laborstudie ist, die bereits Ende Januar in der Fachzeitschrift PLOS ONE erschien.
Die Toleranz der Heringslarven gegenüber pH-Wert-Veränderungen könnte an der Lebensweise der Fische liegen. „Heringe laichen meist nahe dem Boden, wo natürlicherweise hohe CO2-Werte vorherrschen. Sie sind somit vermutlich schon besser angepasst als andere Fischarten wie z.B. der Kabeljau, der nahe der Wasseroberfläche laicht“, erklärt Dr. Clemmesen.
Wie sich das Überleben der Fischlarven und somit ganzer Bestände in der Zukunft verändert, ist also von vielen Faktoren abhängig. Zusätzlich zur Ozeanversauerung verändern auch die ansteigende Temperatur und die Überfischung die Lebensgemeinschaften im Meer weltweit und längst nicht alle dieser Folgen sind absehbar. „Veränderungen im Ökosystem sind allerdings wahrscheinlich. Deshalb ist das Risiko hoch, dass die direkten und indirekten Folgen eines ungebremsten CO2-Ausstoßes die Fischbestände insgesamt negativ beeinflussen“, fasst Ulf Riebesell zusammen.
Originalarbeiten:
Sswat, M., M. H. Stiasny, J. Taucher, M. Algueró-Muñiz, L. T. Bach, F. Jutfelt, U. Riebesell, C. Clemmesen (2018): Food web changes under ocean acidification promote herring larvae survival. Nature Ecology & Evolution. http://dx.doi.org/10.1038/s41559-018-0514-6
Sswat, M., M. H. Stiasny, F. Jutfelt, U. Riebesell, C. Clemmesen (2018): Growth performance and survival of larval Atlantic herring, under the combined effects of elevated temperatures and CO2. PLOS ONE, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0191947

19.03.2018, Bundesamt für Naturschutz
Rote Listen bestätigen Rückgang der Vielfalt der Insekten
● Informationen stützen Studien um den Schwund der Insektenbiomasse
● Rote Listen: breite Datenbasis für tausende von Insektenarten
● Bestandsrückgänge auch bei nicht-fliegenden Insekten

Nicht nur die Biomasse der Insekten schwindet, auch deren Vielfalt nimmt erkennbar ab und das seit Jahrzehnten. „Der oft zitierte stumme Frühling ist längst dabei, Realität zu werden. Das wird besonders dann deutlich, wenn die Natur jetzt mit dem Frühjahrsbeginn und zu Ostern nach den frostigen Tagen wieder zum Leben erwacht“, sagt Prof. Beate Jessel, Präsidentin des Bundesamtes für Naturschutz (BfN).
Die Veröffentlichung einer Studie zum dramatischen Rückgang der Biomasse der Insekten in Deutschland mit Daten des Entomologischen Vereins Krefeld führt seit Oktober 2017 bundesweit zu Diskussionen. Um Aussagen über Ausprägung und Auswirkungen des Insektenschwundes machen zu können, sind neben Informationen zur Stärke des Rückgangs auf Ebene der Biomasse jedoch auch Informationen zu Veränderungen auf der Ebene der Einzelarten nötig. Genau diese liefern die bundesweiten Roten Listen, die das Bundesamt für Naturschutz veröffentlicht.
In den Roten Listen der gefährdeten Arten Deutschlands werden seit den 1970er Jahren auch tausende Insektenarten bewertet. „Vor einem Rückgang der Artenvielfalt wird darin seit langem gewarnt“, erklärt die BfN-Präsidentin. Auch die Botschaft der aktuellen Roten Listen der wirbellosen Tiere, Teil 1 und Teil 2, ist eindeutig: „Der Rückgang vieler Arten überwiegt weiterhin die Zunahme einiger weniger Arten deutlich. Hier haben wir es mit einer klar belegten und bundesweit zu beobachtenden Entwicklung zu tun“, fasst Prof. Beate Jessel die Kernaussage dieser Roten Listen zusammen. Die aktuellen Roten Listen bieten über die oft zitierten Informationen zur Gefährdungssituation hinaus eine wertvolle aggregierte Sicht auf Häufigkeit und Verbreitung und zur Entwicklung der Bestände aller untersuchten Arten.
Bisher wurden 25 Insektengruppen hinsichtlich der Bestandsentwicklung in den letzten 50 bis 150 Jahren bewertet. Bei im Schnitt 44 Prozent aller Arten ist es zu einem deutlichen Rückgang gekommen. Die heimischen Zikaden weisen mit 52 Prozent überdurchschnittlich viele Arten mit langfristig rückläufigem Trend auf. „Die Vielfalt der Zikaden ist also erheblich bedroht. Intensive Grünlandnutzung in den letzten Jahrzehnten gehört zu den bedeutendsten Gefährdungsfaktoren für diese Tiergruppe“, sagt Prof. Jessel. Ebenso sind die Bestände der oft als Bioindikatoren verwendeten Laufkäfer bei 45 Prozent der Arten zurückgegangen. Es sind demnach nicht nur Insekten betroffen, die sich vornehmlich fliegend fortbewegen, sondern auch solche, die überwiegend am Boden leben. Eine Zunahme konnte dagegen nur bei insgesamt zwei Prozent der Insektenarten festgestellt werden.
Die bundesweiten Roten Listen geben Auskunft über die Entwicklungen der Arten in ganz Deutschland und sind somit weder regional noch auf bestimmte Biotoptypen oder Erfassungsmethoden beschränkt. Überdies bieten sie eine vollständige Übersicht über die Vielfalt der betrachteten Gruppen, da alle in Deutschland etablierten Arten aufgelistet werden. Dementsprechend werden auch weniger häufige Arten bearbeitet, die etwa bei Biomasseuntersuchungen deutlich unterrepräsentiert sind. Die in diesem Jahr vom Bundesamt für Naturschutz initiierte Analyse der Gefährdungsursachen für die Arten der Roten Listen wird zukünftig weitere Informationen über die Gründe für die Rückgänge aufzeigen.
Weiterführende Informationen zum Rückgang der Insekten finden sich ab sofort auch in einer eigenen Rubrik auf der BfN-Website unter www.bfn.de/themen/insektenrueckgang.html
Hintergrund
Die Roten Listen beschreiben die Gefährdungssituation der Tier-, Pflanzen- und Pilzarten und stellen mit ihren Gesamtartenlisten eine Inventur der Artenvielfalt dar. Sie werden etwa alle zehn Jahre unter Federführung des Bundesamtes für Naturschutz für ganz Deutschland herausgegeben. Die Listen des auf acht Bände angelegten Gesamtwerkes sind das Ergebnis eines langjährigen Prozesses, bei dem die Kenntnisse von mehr als 20.000 ehrenamtlich Mitwirkenden zu den jeweiligen Arten oder Unterarten für Deutschland zusammengetragen, analysiert und aufbereitet werden. Zuletzt ist mit Band 4 der Roten Liste im Oktober 2016 der zweite Teil der aktualisierten bundesweiten Roten Liste wirbelloser Tiere erschienen, in dem neben Tausendfüßern (Myriapoda), Krebstieren (Crustacea), Spinnentieren (Chelicerata) sowie Regenwürmern aus der Gruppe der Wenigborster (Oligochaeta) auch neun Insektengruppen (Hexapoda) bewertet wurden. In den beiden bisher erschienenen Wirbellosen-Bänden sind damit 25 Insektengruppen mit mehr als 7.000 Arten bearbeitet. Das sind über 21 Prozent der aus Deutschland bekannten Insektenarten, darunter die Wildbienen, Schmetterlinge, Köcherfliegen, Laufkäfer und Zikaden. Die Roten Listen weiterer Insekten, wie beispielsweise die Libellen und viele andere Käfergruppen, werden in Band 5 der Rote-Liste-Reihe in diesem Jahr erscheinen.
Bezugshinweis
Das Werk ist im Landwirtschaftsverlag in der BfN-Schriftenreihe „Naturschutz und Biologische Vielfalt“ unter dem Titel: Rote Liste gefährdeter Tiere, Pflanzen und Pilze Deutschlands, erschienen.
Bezug über:
BfN-Schriftenvertrieb im Landwirtschaftsverlag
48084 Münster
Tel.: 02501/801-300
Fax: 02501/801-351
Oder im Internet:
Rote Liste gefährdeter Tiere, Pflanzen und Pilze Deutschlands: Band 3: Wirbellose Tiere
Rote Liste gefährdeter Tiere, Pflanzen und Pilze Deutschlands: Band 4: Wirbellose Tiere (Teil 2)

19.03.2018, Leibniz-Institut für Neurobiologie
Die Kehrseite des Glücks: Larven auf Entzug
Vermutlich hat es jeder schon einmal erlebt: Wenn man sich verliebt, schwebt man auf Wolke 7. Geht die Beziehung zu Ende, folgt oftmals Liebeskummer. Allgemein verknüpfen sowohl Menschen als auch Tiere das Glück des Anfangs und den Kummer des Endes schöner Erfahrungen mit der Situation, in der sie erlebt wurden. Ein internationales Forscherteam unter Leitung des Leibniz-Instituts für Neurobiologie (LIN) hat nun herausgefunden, dass diese Lernprozesse durch die Aktivierung ein- und derselben Dopamin-Neurone im Gehirn vermittelt werden können. Die dazugehörige Studie ist im Fachmagazin Nature Communications erschienen.
Der Neurotransmitter Dopamin gilt im Volksmund als Glückshormon. Er ist als Botenstoff wichtig und vermittelt Belohnungssignale. Diese Rolle im Belohnungssystem spielt er bei Menschen und anderen Säugetieren sowie Insekten gleichermaßen. Dr. Michael Schleyer aus der Genetik-Abteilung des LIN erklärt: „Auch gute Erfahrungen haben eine Kehrseite. Der Beginn von etwas Gutem wird als positiv wahrgenommen, das Ende dagegen wird als negativ empfunden.“ Das trifft zum Beispiel bei Suchterkrankungen zu. Konsumieren Süchtige ihre Droge, fühlen sie sich gut. Lässt deren Wirkung nach, geht es ihnen aber schlechter als vorher.
„Wir wollten dieses ,Kehrseitenprinzip´ untersuchen. Unsere Experimente zeigen erstmals, dass ein- und dieselben Dopamin-Neurone sowohl den positiven Beginn als auch das negative Ende einer Belohnung vermitteln können“, erläutert Schleyer. Er arbeitet federführend in dem Kooperationsprojekt mit der Universität Konstanz, der Universität Leipzig und dem Janelia Research Campus aus den USA.
Die Wissenschaftler haben für ihre Experimente Fliegenlarven verwendet. Das Gehirn dieser Tiere ist mit seinen gerade mal 10.000 Nervenzellen einfach, aber leistungsfähig. Die Larven besitzen mit dem Pilzkörper eine Hirnstruktur, die Lern- und Gedächtnisprozesse ermöglicht. Ohne Weiteres meistern sie eine klassische Konditionierung, wie sie Pawlow mit seinen Hunden durchgeführt hat.
Schleyer berichtet: „Wir haben das klassische Experiment abgewandelt: Wir haben den Larven einen Geruch präsentiert und direkt danach spezifische Dopamin-Neurone künstlich mittels Optogenetik aktiviert. Die Larven haben daraufhin ein Gedächtnis für Belohnung ausgebildet, ohne dass es je eine echte Belohnung gab.“ Wenn die Forscher aber einen Geruch genau in dem Moment präsentiert haben, in dem die Aktivierung der Neurone vorbei war, bildeten die Larven ein negatives Gedächtnis aus. Der Geruch wurde ein Signal dafür, dass das Belohnungsgefühl endet. Der LIN-Wissenschaftler erklärt: „Wir wissen, dass das Dopamin-System beim Menschen eine wichtige Rolle zum Beispiel bei Suchterkrankungen spielt. Unsere Forschung kann vielleicht dazu beitragen, den Zusammenhang von Belohnung, Dopamin und Entzugserscheinungen aufzuklären.“ Die Forschungsergebnisse dieser Studie sind deshalb auch für Psychologen und Psychiater interessant.

19.03.2018, Max-Planck-Institut für Ornithologie
In monogamen Systemen ist ein passender Partner wichtiger als ein gutaussehender
Die Farbe von Markierungsringen, wie sie zur individuellen Unterscheidung an den Beinen von Vögeln angebracht werden, wirkt sich nicht auf deren Verhalten, Physiologie, Lebensgeschichte und Fortpflanzungserfolg aus. Dieses Ergebnis einer Studie von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Ornithologie in Seewiesen widerlegt langjähriges Textbuchwissen und stellt in Frage, ob Schönheitsideale bei monogamen Tierarten überhaupt eine große Rolle spielen.
Seit über 35 Jahren hält sich in der Fachliteratur hartnäckig die Theorie, dass die Farbe von Markierungsringen bei Zebrafinken die Attraktivität eines Individuums und damit die Partnerwahl beeinflusst. Es klingt ja auch durchaus nach einer runden Sache: Männchen, die mit einer bestimmten Ringfarbe geschmückt sind (rot), sind attraktiver für Weibchen als andere (vor allem grün), denn sie haben einen roten Schnabel, dessen Wirkung auf die Weibchen durch die roten Ringe verstärkt wird. Seit der Erstveröffentlichung gab es 39 weitere Publikationen, von denen 23 bestätigten, dass rotberingte Männchen den grünen überlegen sind. Acht weitere Studien fanden immerhin irgendeinen Effekt auf die jeweils untersuchten Parameter.
Die hier vorgestellte Studie von Wissenschaftlern der Abteilung Verhaltensökologie und Evolutionäre Genetik des Max-Planck-Instituts für Ornithologie in Seewiesen umfasst insgesamt acht Experimente, bei denen Fitnessparameter von 730 mit verschiedenen Farben beringten Tieren aus vier Populationen gemessen wurden. Sie ist damit umfangreicher als die Stichprobe aller jener 23 Studien zusammen, die einen klaren Effekt der Ringfarbe auf das Verhalten beschrieben. Die Forscher fanden jedoch keinerlei Auswirkungen der Ringfarbe auf die Fitness von Männchen oder Weibchen quer durch die verschiedenen Populationen. „Die große Stichprobe zeigt, dass der Effekt gar nicht vorhanden ist“, sagt Wolfgang Forstmeier, Leiter der Studie. „Beleuchtet man die Statistik der veröffentlichten Studien genauer, so sieht man auch dort, dass nur kleine Stichproben zu positiven Ergebnissen geführt haben.“ Für ihn ist es nicht verwunderlich, dass die Ringfarbe keine Rolle spielt für den Fortpflanzungserfolg: Eine frühere Studie aus der Abteilung zeigte, dass Zebrafinkenweibchen einen für sie passenden, nicht unbedingt einen gut aussehenden Partner suchen. Da in monogamen Partnerschaften jedes Weibchen nur ein Männchen bekommt, wäre das Buhlen aller um das hübscheste Männchen mit zu hohen Kosten verbunden, denn letztlich profitiert ja nur ein Weibchen davon. „Die individuelle Partnerwahl bei Zebrafinken führt nicht zur Ausprägung von bestimmten Ornamenten, die alle sexy finden“, sagt Bart Kempenaers, Direktor der Abteilung. Für eine optimale Brutfürsorge wäre es vielmehr wichtig, dass sich die Partner gut verstehen – und die Farbe des Rings ist für den Bund des Lebens egal.

21.03.2018, Ludwig-Maximilians-Universität München
Fossile Knochenfische – Evolutionsschub im Mesozoikum
Knochenfische sind heute die artenreichste Wirbeltiergruppe. Eine umfangreiche phylogenetische Analyse gibt neue Einblicke in die 250 Millionen Jahre zurückreichende Evolutionsgeschichte dieser Tiere.
Knochenfische stellen mit rund 30 000 Arten mehr als die Hälfte aller heutigen Wirbeltierspezies. Die LMU-Wissenschaftlerin Adriana López-Arbarello vom Lehrstuhl für Paläontologie und Geobiologie und dem Geobiocenter der LMU hat gemeinsam mit ihrer argentinischen Kollegin Emilia Sferco den Stammbaum dieser Fische analysiert und neue Einblicke in ihre Evolutionsgeschichte gewonnen. Über die Ergebnisse berichten die Wissenschaftlerinnen im Journal Royal Society Open Science.
Mehr als 99 Prozent der heutigen Knochenfische gehören zu einer einzigen Linie, den sogenannten „echten Knochenfischen“ oder Teleostei. Im Gegensatz dazu bestehen die beiden anderen heute noch existierenden Knochenfisch-Linien, die Ginglymodi und die Halecomorphi, nur noch aus sieben Knochenhecht-Spezies, beziehungsweise sogar nur noch aus einer Art, dem Schlammfisch (Amia calva). Im Mesozoikum dagegen – der Zeit, zu der die Dinosaurier die Erde beherrschten – zeigte sich ein völlig anderes Bild: Zu dieser Zeit waren die Ginglymodi und Halecomorphi besonders artenreich und dominierten die Ozeane und Süßgewässer, während die Teleostei nur eine unter vielen Gruppen waren.
Diese großen Unterschiede in der Artenzahl machen die Aufklärung der Verwandtschaftsverhältnisse zwischen den drei Linien sehr schwierig. Fossilien können helfen, die 250 Millionen Jahre zurückreichende Evolutionsgeschichte dieser Fische aufzuklären. „Ein ungewöhnliches Fossil hat deshalb auch den Anstoß zu unserer neuen Studie gegeben“, sagt López-Arbarello. Der 240 Millionen Jahre alte Fisch, der sowohl Merkmale der Ginglymodi als auch der Halecomorphi besitzt, wurde von einem Schweizer Team in einer wichtigen Fundstelle für Meeresfossilien in den Alpen entdeckt. Für die wissenschaftliche Untersuchung wurde dann die Spezialistin aus München hinzuzogen. Wie er in den Stammbaum der Knochenfische einzuordnen ist, untersuchten López-Arbarello und Sferco nun mithilfe des größten bisher verwendeten morphologischen Datensatzes für fossile Knochenfische.
Dabei konnten die Wissenschaftlerinnen nachweisen, dass Ginglymodi und Halecomorphi miteinander enger verwandt sind als mit den Teleostei. Damit bestätigen sie eine bisher unter Paläontologen kontrovers diskutierte These, nach der die beiden ersten Linien in einer gemeinsamen Gruppe zusammengefasst werden können. Zudem zeigte sich, dass alle drei Linien während des Mesozoikums mehrere explosionsartige Evolutionsschübe mit der Neubildung zahlreicher Arten erlebten. Ginglymodi und Halecomorphi zeichneten sich in dieser Zeit nicht nur durch eine enorme Artenzahl, sondern auch durch eine große ökologische und morphologische Diversität aus. Viele der beeindruckendsten Fossilien des Mesozoikums gehören zu einer dieser Linien, etwa Scheenstia maximus, ein nahezu zwei Meter langer Knochenfisch.
Warum die Teleostei im weiteren Verlauf der Evolution so erfolgreich waren und viele neue Strategien etwa zum Nahrungserwerb, zum Manövrieren oder zur Fortpflanzung entwickelten, während die Diversität der anderen Linien immer weiter zurückging, ist noch ungeklärt. „Man kann die Situation vielleicht mit der Evolution der Dinosaurier vergleichen“, sagt López-Arbarello. „Viele erfolgreiche und diverse Dinosauriergruppen sind am Ende des Mesozoikum ausgestorben und nur eine Gruppe, die Vögel, haben überlebt und sich schnell und sehr erfolgreich entwickelt. Wir haben auch für deren Erfolg noch keine ausreichende Erklärung – über die mesozoischen Tiere und ihre Umwelt gibt es noch viel zu lernen.“
Publikation:
Neopterygian phylogeny: the merger assay
Adriana López-Arbarello and Emilia Sferco
Royal Society Open Science 2018

21.03.2018, Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie
Neue Einblicke in die späte Geschichte des Neandertalers
Forscher am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig haben die Genome von fünf Neandertalern sequenziert, die vor 39.000 bis 47.000 Jahren lebten. Den Analysen zufolge sind diese späten Vertreter ihrer Art enger mit den Neandertalern verwandt, die Erbgut zu unseren modernen menschlichen Vorfahren beigetragen haben, als ein älterer Neandertaler aus dem Altai-Gebirge, dessen Genom die Forscher zuvor sequenziert hatten. Die neue Untersuchung liefert auch Hinweise darauf, dass gegen Ende der Neandertaler-Geschichte ein Bevölkerungsaustausch stattgefunden hat.
Knochen und Zähne, die Jahrtausende im Erdreich überdauert haben, enthalten häufig nicht nur das Erbgut ihrer Träger, sondern auch das von Mikroorganismen aus der Umwelt. Außerdem besteht die Gefahr, dass die Funde mit menschlicher DNA verunreinigt werden. Die Leipziger Wissenschaftler haben in den vergangenen Jahren neue Methoden entwickelt, mit denen sie solche Verunreinigungen teilweise entfernen können.
Auf diese Weise ist es ihnen nun gelungen, das Erbgut von fünf Neandertalern aus Belgien, Frankreich, Kroatien und dem russischen Kaukasus zu sequenzieren. Die fünf Individuen lebten vor 39,000 bis 47,000 Jahren und waren über einen größeren geografischen Raum hinweg verteilt als alle bisher sequenzierten Neandertaler. Es handelt sich bei ihnen um einige der letzten überlebenden Neandertaler in Europa.
Mit den neuen Genom-Daten können die Forscher die Populationsgeschichte der Neandertaler nun besser rekonstruieren. „Wir wissen jetzt, dass sich die Neandertaler genetisch umso ähnlicher sind, je näher sie zusammen gelebt haben. Außerdem zeigt der Vergleich mit einem älteren Neandertaler aus dem Kaukasus, dass sich verschiedene Populationen von Neandertalern gegen Ende ihrer Geschichte fortbewegt und gegenseitig ersetzt zu haben scheinen“, sagt Erstautorin Mateja Hajdinjak.
Das Team verglich diese Neandertaler-Genome auch mit den Genomen heute lebender Menschen und fand heraus, dass alle späten Neandertaler den Neandertalern ähnlicher waren, die DNA zum Erbgut heutiger Menschen außerhalb Afrikas beigetragen haben, als ein älterer Neandertaler aus Sibirien, dessen Erbgut die Forscher zuvor entschlüsselt hatten. Obwohl vier der Neandertaler zu einer Zeit lebten, als moderne Menschen bereits in Europa angekommen waren, tragen sie erstaunlicherweise keine nachweisbaren Mengen an moderner menschlicher DNA in sich. „Es könnte sein, dass DNA größtenteils nur in einer Richtung weitergegeben wurde, vom Neandertaler hin zum modernen Menschen“, sagt Svante Pääbo, Direktor am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie.
„Unsere Arbeit zeigt, dass die Gewinnung von Genomsequenzen aus einer großen Anzahl von archaischen menschlichen Individuen nun technisch machbar ist und die Möglichkeit eröffnet, Neandertaler-Populationen über ihre räumliche und zeitliche Ausbreitung hinweg zu untersuchen“, sagt Janet Kelso, die leitende Autorin der aktuellen Studie.

21.03.2018, Universität Bern
Stand-by von Windturbinen bei schwachem Wind reduziert Kollisionsrisiko von Fledermäusen
Die zunehmende Nutzung von Windkraftanlagen stellt für Vögel und Fledermäuse ein Risiko dar. Schweizer Forschende unter der Leitung der Universität Bern konnten nun anhand des Flugprofils von Fledermäusen zeigen, dass das Nichtanschalten von Windturbinen bei niedrigen Windgeschwindigkeiten das Kollisionsrisiko von Fledermäusen mit den Rotoren um 95% reduziert. Diese Massnahme ist einfach umsetzbar und würde nur einen marginalen Verlust der Stromproduktion bedeuten.
Stromproduktion durch Windkraft boomt, jedoch nicht ohne Konsequenzen: Vögel und Fledermäuse laufen Gefahr, mit den riesigen Rotorblättern zu kollidieren, deren Geschwindigkeit an ihren Enden über 300 km/h erreichen kann. Gerade für seltene und gefährdete Arten kann dies verhängnisvoll sein. Eine Forschungsgruppe des Instituts für Ökologie und Evolution der Universität Bern hat es nun mit Unterstützung der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL geschafft, die vertikalen Flugaktivitätsprofile von Fledermäusen in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit zu rekonstruieren. Dafür installierten die Forschenden Ultraschalldetektoren an Kabeln, die mit Hilfe eines Teleskopkrans vom Boden bis auf eine Höhe von 65 Metern gespannt wurden. Durch Extrapolation der Flugaktivitätsprofile zeigten sie, dass bei normalen Bedingungen – das heisst ohne oder nur bei schwachem Wind – wenige Fledermausarten innerhalb des Rotorbereichs (50 – 150 m über dem Boden) aktiv sind. Die meisten Fledermausarten meiden jedoch diese Höhen, sobald die Windgeschwindigkeit 5.4 m/s überschreitet.
Bulldoggfledermaus am meisten gefährdet
Im Rhonetal, wo bereits Windkraftanlagen errichtet und weitere geplant sind, haben die Forschenden 19 Fledermausarten registriert. Vor allem für eine Art besteht ein reales Kollisionsrisiko: für die Europäische Bulldoggfledermaus, eine der grössten Fledermausarten in Europa. Alle anderen Fledermausarten verlassen die Höhen und jagen näher am Boden, vor allem in der schützenden Vegetationsschicht, sobald die Windintensität zunimmt. Die Forschenden stellten fest, dass bei Windgeschwindigkeiten über 5.4 m/s nur rund 5% der normalen Flugaktivität
innerhalb des kritischen Rotorbereichs stattfindet. Dies bedeutet: werden die Rotoren von Windkraftanlagen erst ab einer Windgeschwindigkeit von rund 5 m/s in Gang gesetzt, kann das Kollisionsrisiko für Fledermäuse stark reduziert werden.
„Diese einfache Anpassung des nächtlichen Betriebs von Windkraftanlagen würde das Schadenspotenzial für Fledermäuse stark reduzieren“, sagt Prof. Raphaël Arlettaz, Leiter der Studie. Er fügt aber an: „Diese Schutzmassnahme muss in der ganzen Südschweiz, also dem Wallis und Tessin angewendet werden, sobald die Umgebungstemperaturen über dem Gefrierpunkt liegen, weil die Europäische Bulldoggfledermaus das ganze Jahr durch aktiv ist.“
Die Forschenden weisen jedoch darauf hin, dass sich diese Resultate nur auf einheimische Fledermausarten beziehen. Es bleibt offen, ob sich solche Schutzmassnahmen auch vorteilhaft auf wandernde Fledermausarten auswirken, die bei ihren saisonalen Durchflügen vor allem auf dem Jura und auf den Alpenpässen mit Windkraftanlagen konfrontiert werden.
Publikation:
Wellig SD, Nusslé S, Miltner D, Kohle O, Glaizot O, Braunisch V, Obrist MK & Arlettaz R (2018) Mitigating the negative impacts of tall wind turbines on bats: vertical activity profiles and relationships to wind speed. PLOS ONE, PLoS ONE 13(3):e0192493
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0192493

22.03.2018, Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns
Mehr Wildbienenarten nach 20 Jahren im Botanischen Garten München durch Klimaerwärmung
Mindestens 106 Wildbienenarten kommen im Botanischen Garten München-Nymphenburg vor, eine Zahl, die sich in den letzten Jahren durch das Hinzukommen von 15 wärmeliebenden Arten erhöht hat.
Eine weit verbreitete Fehleinschätzung ist es, dass am derzeit festgestellten drastischen Insektenrückgang auch die Klimaerwärmung mit schuld sein könnte. Es ist jedoch schon lange bekannt und nachgewiesen, dass diese eher zu einer Vermehrung der Insektenanzahl führen würde, denn wärmeliebende Insekten sind in mediterraneren Klimaten, und natürlich den Tropen, schon immer zahlreicher als in mehr nördlichen Breiten. Dabei ist es oft nicht einfach, die direkten Auswirkungen von Klimaerwärmung auf die Artenzusammensetzung einer bestimmten Insektengruppe (zum Beispiel der Wildbienen) in einem Lebensraum zu erforschen – denn das Klima wirkt sich nicht nur mit Temperatur sondern auch über den damit verbundenen Wasserhaushalt auf den Lebensraum direkt aus, vor allem auf die Nahrungspflanzen der Insekten, die zum Beispiel mit Dürre zu kämpfen haben. Botanische Gärten stellen daher so etwas wie künstliche, „optimierte“ aber langzeitig stabile Lebensräume für blütenbesuchende Insekten dar, denn dort blühen jedes Jahr die gleichen Pflanzenarten, auch bei längerer Trockenheit, denn es wird künstlich bewässert. Lediglich die Temperatur ändert sich auch für die Pflanzen und Insekten dort mit der Klimaerwärmung. Der Artenreichtum des Botanischen Gartens München – an heimischen Wildpflanzen wie auch Zier- und Nutzpflanzen – seine geschützte Lage und die Nichtanwendung von chemischem Pflanzenschutz sind seit der Eröffnung des Gartens 1914 unverändert geblieben. Eine erste Inventarisierung der Wildbienenfauna des Botanischen Garten München fand in den Jahren 1997-1999 statt – nun wurden fast 20 Jahre später die dort vorkommenden Wildbienenarten erneut dokumentiert. Doktorandin Michaela Hofmann von der LMU München hat zusammen mit Dr. Andreas Fleischmann von der Botanischen Staatssammlung München (SNSB-BSM) von 2015 bis 2017 jeweils von Frühjahr bis Herbst auf regelmäßigen Kontrollgängen durch den Botanischen Garten alle gefundenen Bienen dokumentiert – bei größeren Arten war das teilweise schon anhand von guten Makrofotos möglich, bei vielen kleinen und schwierig zu bestimmenden Wildbienenarten war eine genaue Bestimmung nur durch DNA-Abgleich mit dem Barcoding-Projekt Fauna Bavarica der Zoologischen Staatssammlung (SNSB-ZSM) möglich. Nun wurden die Ergebnisse dieser Wildbienen-Erfassung zusammen mit der LMU-Wissenschaftlerin und Leiterin des Botanischen Gartens, Prof. Susanne Renner in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Oecologia veröffentlicht.
Die Ergebnisse sind überraschend deutlich: wurden 1997-1999 noch 79 Wildbienenarten im Botanischen Garten nachgewiesen, konnten 20 Jahre später 106 Arten gefunden werden. Im gesamten Stadtgebiet München sind seit 1990 192 Bienenarten von Insektenkundlern gefunden worden, das heißt 55% aller Münchner Bienenarten kommen auch im Botanischen Garten mit seinem reichhaltigen Angebot an Nahrung und Nistplätzen vor. Eine Untersuchung der Temperaturpräferenzen der neu gefundenen und der nicht mehr gefundenen Arten ergab: von den 1997-1999 nachgewiesenen 79 Arten wurden 62 von 2015 bis 2017 wiedergefunden (einige davon sind heute sehr viel häufiger), aber 15 wärmeliebende Wildbienenarten wurden erstmals gefunden. Drei Wildbienenarten, die eher kühlere Lebensräume (wie Wälder) bevorzugen, wurden nicht wiedergefunden. Zwischen 1997 und 2017 hat sich die durchschnittliche Temperatur während der Vegetationszeit in München um 0.5 °C erhöht, während die Winter immer kürzer wurden. Unter den zwischen 2015 und 2017 neu im Botanischen Garten ‚angekommenen‘ Bienen sind entsprechend mehrere Arten, die bis vor ca. 20 Jahren nur von den Wärmeinseln Deutschlands bekannt waren. Dazu gehört zum Beispiel die große und auffällige Blauschwarze Holzbiene (Xylocopa violacea), die Gelbbindige Furchenbiene (Halictus scabiosae), die Gehörnte Mauerbiene (Osmia cornuta) und die Natternkopf-Mauerbiene (Hoplitis adunca). Keinerlei Zusammenhang konnte dagegen gefunden werden zwischen Verschwinden oder Neufund und dem Rote-Liste-Status oder den Nahrungspräferenzen der Arten (ob sie z.B. auf bestimmte Blüten spezialisiert sind oder nicht) – lediglich die Wärmepräferenzen der Bienenarten waren signifikant für ihr Vorkommen.
Mehr zu den Wildbienen des Botanischen Gartens München erfahren sie auch unter http://www.botmuc.de/de/bienen/. Dort finden Sie auch Informationen zum Wildbienen-Markierungsprojekt (mehr dazu auch unter http://www.snsb.mwn.de/index.php/de/aktuelles/507-muenchen-sucht-nummerierte-wil...), das auch im Frühjahr 2018 im Botanischen Garten München wieder durchgeführt wird.
Originalveröffentlichung:
M. M. Hofmann, A. Fleischmann, S. S. Renner (2018) Changes in the bee fauna of a German botanical garden between 1997and 2017, attributable to climate warming, not other parameters. Oecologia, online article: https://doi.org/10.1007/s00442-018-4110-x

24.03.2018, Wissenschaftliche Abteilung, Französische Botschaft in der Bundesrepublik Deutschland
Biodiversität: Mehr als 70% der Königspinguine könnten bis Ende des Jahrhunderts verschwunden sein
Forscher des französischen Forschungsinstituts CNRS [1], der Universität Straßburg sowie des Forschungszentrums in Monaco warnen in einer in der Zeitschrift Nature Climate Change veröffentlichte Studie davor, dass 70% der Königspinguine noch vor dem Ende des Jahrhunderts verschwinden könnten.
Königspinguine besiedeln hauptsächlich die subantarktischen Inseln Crozet und Kerguelen, die zu den Süd- und Antarktisgebieten Frankreichs gehören, sowie die südafrikanischen Inseln Marion und Prince-Edouard. Den Forschern zufolge haben die Pinguine angesichts der globalen Erderwärmung nur zwei Optionen: entweder sie ziehen weiter nach Süden oder sie sterben.
Der Klimawandel führt dazu, dass der Lebensraum der Königspinguine zerstört wird und sie immer weiter nach Süden ausweichen müssen, wodurch sie sich auch immer weiter von ihren Nahrungs- und Brutgebieten entfernen. „Die Eltern müssen immer größere Entfernungen zurücklegen, um ihre Küken zu füttern“, während diese gezwungen werden, länger ohne Nahrung auszukommen. „Doch die Dauer der Nahrungsbeschaffung wird bald die Widerstandsfähigkeit der Küken überschreiten, wodurch es zu einer schnellen Reduzierung der Pinguinkolonie kommt“, warnen die Forscher. „Wenn wir die Biodiversität in diesen Regionen schützen wollen, müssen die Nationen zügig koordinierte Maßnahmen zur Erhaltung der Bestände ergreifen, und dies betrifft sowohl die Fischbestände als auch das globale Monitoring des Klimawandels“, warnen die Wissenschaftler.
[1] CNRS – französisches Institut für wissenschaftliche Forschung
Quelle: BOUGHRIET Rachida, actu-environnement, Pressemitteilung, « Plus de 70% des manchots royaux pourraient disparaître avant la fin du siècle », 01/03/2018, https://www.actu-environnement.com/ae/news/manchot-royal-disparition-30756.php4

Dieser Beitrag wurde unter Wissenschaft/Naturschutz abgelegt und mit , , , verschlagwortet. Setze ein Lesezeichen auf den Permalink.

Kommentar verfassen