Neues aus Wissenschaft und Naturschutz

27.03.2018, Dachverband Deutscher Avifaunisten
Bestandstrends häufiger Brutvögel in Europa aktualisiert
Zu Anfang eines jeden Jahres schreibt der European Bird Census Council (EBCC) im Rahmen des Pan-European Common Bird Monitoring Scheme (PECBMS) die Bestandstrends der häufigen Brutvögel Europas fort. Dazu leiten die Koordinatorinnen und Koordinatoren der nationalen Programme zur Erfassung der Brutvögel der 28 EU-Mitgliedstaaten ihre jeweils aktuellen Trends an den EBCC weiter, der die Daten zusammenfassend auswertet. Neben den Populationstrends einzelner Arten werden vom EBCC in dem Zusammenhang jährlich auch die europaweiten Indikatoren wildlebender Vogelarten aktualisiert: der Agrarvogelindikator, der Waldvogelindikator und der Indikator für alle häufigen Vogelarten.
In die aktuelle Fortschreibung der europaweiten Bestandtrends flossen Daten zu insgesamt 170 Arten aus 28 Ländern und aus 36 Jahren (1980–2015) ein. Die Aktualisierung zeigt klar, dass negative Trends v.a. bei häufigen Arten der Agrarlandschaft ungebrochen andauern: Seit 1980 gingen ihre Bestände in der EU um 55% zurück! Betrachtet man alle häufigen Brutvogelarten, ist der Bestandsverlust mit 14% zwar nicht ganz so gravierend, aber doch alarmierend. Die Trends der häufigen Waldvogelarten zeigen im Betrachtungszeitraum einen mehr oder weniger stabilen Verlauf.
Interessant sind regionale Unterschiede im Trendverlauf einzelner Arten. Die Bestände des Grünfink, vom EBCC dieses Jahr als Beispiel herausgestellt, gelten europaweit als stabil. Betrachtet man aber die Entwicklungen in Ost-, Süd- West- und Nordeuropa jeweils für sich, fällt auf, dass die Art in West- und Nordeuropa seit etwa 2006 deutlich abnimmt, während sie in Süd- und Osteuropa seit Ende der 1990er Jahre stabil ist bzw. sogar leicht zunimmt. Die Bestandsrückgänge in West- und Nordeuropa könnten mit Trichomonosis-Erkrankungen der Vögel zusammenhängen, die sich an Vogelfutterstationen v.a. in Großbritannien und Skandinavien infizierten.
Ziel von PECBMS ist es, die großräumigen und über einen langen Zeitraum erhobenen Monitoringdaten zu den Beständen der häufigen Brutvogelarten als eine Art Barometer für den Zustand der Natur in Europa zu verwenden. Vögel eignen sich besonders gut als Indikatoren. Durch ihre Stellung am Ende der Nahrungskette, zeigt die An- oder Abwesenheit bestimmter Vogelarten auch das Vorhandensein weiterer Tier- und Pflanzenarten an und gibt so Auskunft über den Zustand der biologischen Vielfalt in einem bestimmten Lebensraum.
Im EBCC sind Ornithologinnen und Ornithologen aus verschiedenen wissenschaftlichen Einrichtungen Europas vereint, um gemeinsam das Vogelmonitoring und die Erarbeitung europaweiter Brutvogelatlanten voranzutreiben und gleichzeitig den Schutz der Vogelarten zu stärken.
Die Einteilung der 170 Vogelarten zu den Trendkategorien „rückläufig“, zunehmend“, „stabil“ und „unsicher“ sowie Diagramme der aktuellen europaweiten Indikatoren hat der EBCC auf einem Faltblatt veröffentlicht. Ein PDF können Sie sich unter folgendem Link herunterladen: https://www.ebcc.info/index.php?ID=640
Weitere Informationen über den EBCC und das europäische Brutvogelmonitoring erhalten Sie auf der Internetseite: https://www.ebcc.info
Die Bestandtrends für Deutschland stammen aus dem Monitoring häufiger Brutvogelarten (MhB) und werden jedes Jahr vom DDA an den EBCC weitergeleitet. An dieser Stelle ein ganz herzlicher Dank an alle Kartiererinnen und Kartierer, die am MhB teilnehmen! Vielleicht haben Sie Lust, ebenfalls mitzuarbeiten und eine der über 2.500 Probeflächen zu bearbeiten? Alle wichtigen Details und Ansprechpartner für Ihr Bundesland finden Sie unter www.dda-web.de/mhb.
Über die aktuellen Bestandsentwicklungen der häufigen Brutvogelarten Deutschlands können Sie sich im Informationssystem „Vögel in Deutschland online“ auf der Internetseite des DDA informieren: www.dda-web.de/vid-online Daten und Service.

28.03.2018, Dachverband Deutscher Avifaunisten
Aktualisierte Informationen über Einflüsse der Windenergienutzung auf Vögel
Seit dem Jahr 2002 trägt die Staatliche Vogelschutzwarte des Landesamtes für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz Brandenburg (LUGV) verfügbare Daten zu Kollisionen von Vögeln und Fledermäusen an Windenergieanlagen (WEA) aus ganz Deutschland zusammen. Ziel der Datenbank ist es, die vorhandenen, bundesweit verstreuten Daten über Anflugverluste an WEA zusammenzutragen, durch diese Sammlung zusätzliche Erkenntnisse zu gewinnen und die Einhaltung von Mindeststandards bei der weiteren Datengewinnung und -dokumentation durchzusetzen. Die „Dokumentation Vögel und Windenergienutzung“ auf der Internetseite des LUGV wurde nun aktualisiert und die Informationen und Kollisionszahlen auf den neuesten Stand gebracht. Nach der Erweiterung sind auf nunmehr 116 Seiten mehr als 450 Literaturquellen verarbeitet, die eine solide Basis für Entscheidungen verschiedenster Art bilden. Zusammen mit der gesamtdeutschen Datenbank der Kollisionsopfer ist diese Faktensammlung die Grundlage der Abstandsempfehlungen der Länderarbeitsgemeinschaft der Vogelschutzwarten für Windkraftanlagen.
Bei jeder Art ist jeder Einzelfund nachvollziehbar, so dass jeder selbst überprüfen kann, was bereits gemeldet wurde und was nicht. Ergänzt werden die Daten durch Informationen über Einflüsse der Windenergienutzung auf Vögel. Darin werden für die einzelnen Arten Schutzstatus, Gefährdung durch Kollision, Lebensraumentwertung, Aktionsraum, Abstandsregelungen und hilfreiche Literaturhinweise zusammengefasst. Unterstützen Sie die Datensammlung durch die Meldung von Kollisionsopfern oder weiterer hilfreicher Publikationen zu dem Thema!
http://www.lugv.brandenburg.de/cms/detail.php/bb1.c.312579.de

27.03.2018, Wissenschaftliche Abteilung, Französische Botschaft in der Bundesrepublik Deutschland
Biodiversität: In Frankreich schwinden die Vogelbestände auf dem Land mit rasanter Geschwindigkeit
Der katastrophale Rückgang von einem Drittel der Vogelarten in Landwirtschaftsgebieten innerhalb von 15 Jahren in Frankreich sei auf die landwirtschaftliche Praxis zurückzuführen, so die Ergebnisse der neuesten Studien des französischen Forschungsinstituts CNRS [1] und des Museums für Naturkunde.
Die beiden Forschungseinrichtungen haben am 20. März 2018 die Ergebnisse von zwei Netzwerken vorgestellt, die die Entwicklung der Vogelbestände in Frankreich verfolgen und untersuchen. Sie sprechen vom „massiven Verschwinden“ und einer „ökologischen Katastrophe“. Im Durchschnitt haben sich diese Bestände um 1/3 innerhalb von 15 Jahren reduziert.
Dieser Rückgang, der auf die landwirtschaftliche Praxis der letzten 25 Jahre zurückzuführen ist, habe sich seit 2008-2009 intensiviert. Schuld seien unter anderem die von der EU durchgesetzte Beendigung der Flächenstilllegung, der Anstieg der Weizenkurse und die Verbreitung von Neonicotinoiden.
Als Folge nimmt die Zahl der Insekten ab, was wiederum weniger Futter für die Vögel bedeutet. Im Herbst 2017 hatten sogar deutsche und niederländische Forscher in der Zeitschrift PloS One publiziert, dass die Zahl der fliegenden Insekten seit Anfang der 1990er Jahre in Deutschland um bis zu 80% gesunken sei. Französische Forscher mussten ähnliche Rückgänge feststellen.
Diese Erkenntnisse beruhen auf der Arbeit von zwei wichtigen Netzwerken: das „STOC“ Programm (Suivi temporel des oiseaux communs – zeitliche Überwachung von weit verbreiteten Vogelarten), ein Netzwerk der partizipativen Wissenschaft des Museums für Naturkunde, und das CNRS, das seit 1994 regelmäßig eine Fläche von 10 ha untersucht. Besonders gefährdet sind Arten wie Lerchen, Spatzen, Turtel- oder Ringeltauben.
[1] CNRS – französisches Institut für wissenschaftliche Forschung
Quelle: FOUCART, Stéphane, Le Monde, Les oiseaux disparaissent des campagnes françaises à une « vitesse vertigineuse », 20/03/2018, http://www.lemonde.fr/biodiversite/article/2018/03/20/les-oiseaux-disparaissent-…

28.03.2018, Eberhard Karls Universität Tübingen
Was dem Höhlenbären das Leben schwer machte
Studie rekonstruiert Szenario vor 24.000 Jahren: Menschliche Jagd und Klimaabkühlung führten zum Aussterben der großen Pflanzenfresser
Mit 3,50 Metern Länge und 1,70 Metern Schulterhöhe gehörte der Höhlenbär zu den Giganten der letzten Kaltzeit ‒ und überlebte doch die Eiszeit vor 24.000 Jahren nicht. Ein Wissenschaftlerteam aus Deutschland, Italien und Kanada hat nun das Szenario rekonstruiert, das zum Aussterben der pflanzenfressenden Großsäuger geführt haben könnte. Danach erhöhten das abkühlende Klima in Kombination mit der Jagd durch den Menschen und einer mangelnden Ernährungsflexibilität den Druck auf die Höhlenbären. Professor Hervé Bocherens vom Senckenberg Centre for Human Evolution and Palaeoenvironment (HEP) der Universität Tübingen war an der Studie beteiligt, in der Knochenfunde mit modernsten Methoden neu untersucht wurden. Die Ergebnisse wurden im Fachmagazin Historical Biology veröffentlicht.
Höhlenbären (Ursus spelaeus) lebten in der letzten Kaltzeit vor etwa 400.000 Jahren in Europa, bis sie vor circa 24.000 Jahren ausstarben. Sie waren deutlich größer als ihre heutigen Verwandten, die Braunbären, aber wenig bedrohlich für den Menschen: In einer früheren Studie hatten Wissenschaftler anhand der Isotopenzusammensetzungen im Kollagen der Bären-Knochen bereits nachgewiesen, dass sich die Höhlenbären rein vegan ernährten. Warum sie im Lauf der letzten Eiszeit von der Bildfläche verschwanden, gab lange Rätsel auf. Verantwortlich gemacht wurden meist der prähistorische Mensch und die Kälte des letzten Gletschermaximums vor 24.000 bis 19.000 Jahren. Paläogenetische Untersuchen zeigten zudem, dass die Dezimierung der Bären vor rund 50.000 Jahren begann, als der anatomisch moderne Mensch in Europa den Neandertaler verdrängte: Knochenfunde mit Pfeilspitzen und Schnittspuren deuteten darauf hin, dass der Höhlenbär von Menschen gejagt wurde
Während die Bären in vielen Regionen Europas bereits vor Beginn der Eiszeit vor ca. 27.000 Jahren verschwanden, überlebten einige in anderen Regionen länger. Eine der jüngsten Populationen konnte im Nordosten Italiens nachgewiesen werden. An Knochenfunden aus den dortigen Höhlen überprüften die Wissenschaftler in der aktuellen Studie die Thesen nochmals mit modernsten Methoden: Sie datierten die Knochen neu und verglichen die Ernährung dieser letzten Höhlenbären mit älteren Populationen ihrer Art. Zudem suchten die Forscher nach Beweisen für Jagd und Verzehr durch Menschen.
Die neuen Radiokarbon-Daten bestätigen nun, dass diese Höhlenbären noch bis vor 24.000 gelebt und somit den Beginn der Eiszeit überlebt hatten. Spuren an den Knochen untermauern, dass prähistorische Menschen die Bären jagten und verwerteten. Die Isotopenzusammensetzung zeigte zudem, dass die Höhlenbären ihre vegetarische Ernährung auch im abkühlenden Klima beibehielten und nicht durch Fleisch erweiterten. Diese mangelnde Flexibilität in ihrer Ernährung und der Jagddruck durch Menschen führten vermutlich zu erhöhtem Stress für die Höhlenbären und dazu, dass sie im abkühlenden Klima nicht überleben konnten, wie Hervé Bocherens erklärt. „Es war wohl diese Kombination klimatischer und anthropogener Faktoren für das Aussterben der Art verantwortlich.“
Publikation:
Terlato, G., Bocherens, H., Romandini, M., Nannini, N., Hobson, K.A., Peresani, M., 2018. Chronological and isotopic data support a revision for the timing of cave bear extinction in Mediterranean Europe. Historical Biology
doi: 10.1080/08912963.2018.1448395

28.03.2018, Universität Duisburg-Essen
Die Schilddrüse besser verstehen – Wichtige Studien an Graumullen
Welche Rolle die verschiedenen Hormone im menschlichen Körper spielen, ist noch nicht vollständig erforscht. Klar ist aber: Geraten sie aus dem Gleichgewicht, hat das verschiedene Probleme und Erkrankungen zur Folge. Zoologen der Universität Duisburg-Essen (UDE) beobachten seit Jahren die afrikanischen Graumulle. Und ausgerechnet von der Physiologie der in Tunnelsystemen lebenden Nagetiere kann der Mensch eine Menge lernen.
Seit einigen Jahren ist bekannt, dass Graumulle blaues Licht besser wahrnehmen als andere Farben im Spektrum. Bloß – warum? Ist es nicht in der Dunkelheit vollkommen gleichgültig, ob man überhaupt Farben erkennen kann? Diesem Paradoxon sind Forscher der UDE, des Leibniz-Instituts für Alternsforschung (FLI) und der University of South Bohemia in Budweis in einer interdisziplinären Studie nachgegangen, die jetzt in Scientific Reports* veröffentlicht wurde. Darin nahm das Team um Dr. Yoshiyuki Henning das Schilddrüsenhormon Thyroxin in den Blick. Es spielt – wie in vielen anderen physiologischen Prozessen – auch eine Rolle in der Wahrnehmung des sichtbaren Lichtes.
„Graumulle haben nur eine sehr niedrige Konzentration von Thyroxin im Blut, die bei anderen Säugetieren zu schwerwiegenden gesundheitlichen Problemen führen würde”, sagt Yoshiyuki Henning. „Das liegt daran, dass sie ihren Grundumsatz niedrig halten müssen, um in den Tunneln Energie zu sparen und nicht zu überhitzen.”
Die Wissenschaftler erhöhten die Konzentration des Thyroxins – und beobachteten Erstaunliches: Der Grundumsatz der Tiere veränderte sich nicht, wohl aber die Empfindlichkeit für das Sehen von grünem Licht. „Die Antwort auf die Frage, warum Graumulle ausgerechnet blaues Licht wahrnehmen können, liegt also in ihrer besonderen Schilddrüsenhormonphysiologie und ist ein reiner Nebeneffekt der Stoffwechselregulation”, sagt Henning.
Die aktuellen Erkenntnisse helfen nicht nur besser zu verstehen, wie sich unterirdisch lebende Säugetiere an ein scheinbar unwirtliches Habitat anpassen. Sie sind ebenso für biomedizinische Fragen relevant: Denn die ungewöhnliche Schilddrüsenhormonphysiologie dieser Tiere bietet neue Möglichkeiten, den Einfluss dieser Hormone auf verschiedene Organsysteme zu begreifen. „Solche vergleichenden Ansätze sind notwendig, um die Vielseitigkeit hormoneller Regulationsmechanismen zu entschlüsseln“, betont Yoshiyuki Henning. Ein Wissen, das nicht zuletzt dazu beitragen könne, auch menschliche Erkrankungen besser zu verstehen.
*Yoshiyuki Henning, Nella Mladěnková, Hynek Burda, Karol Szafranski & Sabine Begall: „Retinal S-opsin dominance in Ansell’s mole-rats (Fukomys anselli) is a consequence of naturally low serum thyroxine”, in: Scientific Reports online, 12. März 2018. DOI: 10.1038/s41598-018-22705-y

28.03.2018, Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Pestizide machen Bienen das Lernen schwer
Wissenschaftlerinnen der Universität Würzburg haben den Einfluss eines neuen Pestizids auf die Honigbiene untersucht. Hoch dosiert zeigt es einen negativen Einfluss auf die Geschmackswahrnehmung und das Lernvermögen der Tiere.
Die europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit EFSA hat im Februar 2018 Risiken für Bienen durch die Pestizidgruppe der Neonikotinoide bestätigt. Als Alternative ist deshalb ein neues Produkt der Firma Bayer AG im Gespräch, das den Wirkstoff Flupyradifuron aus der Klasse der Butenolide enthält. Der Markenname des Pestizids lautet Sivanto.
Sivanto soll gegen diverse saugende Insekten wie Blattläuse und Weiße Fliegen wirken und kann an einer ganzen Reihe von Obst- und Gemüse-, aber auch Kakao- und Kaffeepflanzen angewendet werden. Das Pestizid wird als bienenfreundlich vermarktet und kann sogar auf blühende Felder aufgebracht werden. In den USA ist es seit dem Jahr 2015 auf dem Markt. In der EU ist es bereits zugelassen, aber noch nicht erhältlich.
Messbarer Einfluss auf die Honigbiene
Wissenschaftlerinnen der Universität Würzburg haben jetzt den Einfluss von Flupyradifuron auf das Verhalten der Honigbiene untersucht. Verantwortlich dafür sind Ricarda Scheiner, Professorin für Neuroethologie der Arthropoden am Lehrstuhl für Zoologie II, und ihre Doktorandin Hannah Hesselbach. Die Ergebnisse ihrer Studie haben die Forscherinnen in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature Scientific Reports veröffentlicht.
„Unsere Daten zeigen, dass nicht tödliche Dosen von Flupyradifuron nach einmaliger Verabreichung an sammelnde Honigbienen deren Geschmackswahrnehmung sowie das Lernen und Gedächtnis negativ beeinflussen“, fasst Ricarda Scheiner die Ergebnisse der Arbeit zusammen.
Keine Effekte bei bestimmungsgemäßem Einsatz
Für ihre Studie haben die beiden Forscherinnen zunächst mit einem gängigen Verfahren die Wahrnehmung von Zucker der von ihnen untersuchten Bienen getestet. Im Anschluss wurden die Tiere auf einen Duft konditioniert und ihre Erinnerung an das Gelernte am nächsten Tag getestet. Dabei belegen die Experimente: „Während die beiden niedrigeren verwendeten Dosen keinen Einfluss zeigten, führte eine Flupyradifuronmenge von 1,2 Mikrogramm pro Biene zu deutlich reduzierten Wahrnehmungs- und Lernleistungen“, sagt Hannah Hesselbach.
Die gute Nachricht sei allerdings, dass die sammelnden Honigbienen bei bestimmungsgemäßer Anwendung des Pestizids nicht mit dieser Dosis in Kontakt kommen sollten. Dennoch bedürfe es weiterer Forschungsarbeit, um zum Beispiel den Einfluss des Pestizids auf motorische Fähigkeiten, den Bienentanz oder die Orientierung zu bestimmen.
„Auch können wir nicht sagen, welchen Einfluss Flupyradifuron in Kombination mit anderen Pflanzenschutzmitteln, von denen häufig Rückstände in Honig und Pollen zu finden sind, auf die Bienen hat,“ ergänzt Hannah Hesselbach. Zusätzlich sollte ihrer Meinung nach auch der Einfluss auf Wildbienen und andere Bestäuber untersucht werden.
Verhaltensbiologie der Honigbiene
Die Arbeitsgruppe von Ricarda Scheiner am Lehrstuhl für Zoologie II der Universität Würzburg befasst sich mit der Verhaltensbiologie der Honigbiene. Dabei kommt ein breites Methodenspektrum zum Einsatz, das unter anderem Verhaltensanalysen, verhaltensphysiologische, verhaltenspharmakologische sowie molekularbiologische Methoden umfasst.
Effects of the novel pesticide flupyradifurone (Sivanto) on honeybee taste and cognition. Hannah Hesselbach & Ricarda Scheiner. Nature Scientific Reports DOI:10.1038/s41598-018-23200-0, http://rdcu.be/JxoK

28.03.2018, Forschungsverbund Berlin e.V.
Genetisch arm, aber gesund – die Schabrackenhyäne
Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung der Universität Potsdam, des Tierparks Berlin und des Berliner Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) hat erstmals die Genetik der Schabrackenhyäne untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass der Bestand seit einer Million Jahren kontinuierlich abnimmt und die Schabrackenhyänen überraschenderweise die bei Säugetieren geringste bisher gefundene genetische Variabilität aufweisen. Auf ihre Gesundheit scheint das aber keinen negativen Einfluss zu haben. Die Studie wurde jetzt in der Fachzeitschrift Molecular Biology and Evolution veröffentlicht.
Die Wissenschaftler sequenzierten die Genome von 15 Schabrackenhyänen (Parahyaena brunnea) aus dem Tierpark Berlin und des gesamten afrikanischen Verbreitungsgebietes. Die Schabrackenhyäne aus dem Tierpark Berlin, dessen Elterntiere Wildfänge waren, wurde zur Erstellung eines Hyänenreferenzgenoms genutzt. „Schabrackenhyänen werden selten in Zoos gezeigt“, sagt Mitautor Florian Sicks vom Tierpark Berlin. Das erstaunliche Ergebnis – die genetische Variabilität aller Schabrackenhyänen ist ungewöhnlich gering. Schimpansen (Pan troglodytes) besitzen beispielsweise eine etwa 50-mal höhere genetische Vielfalt als die untersuchten Schabrackenhyänen. Selbst der Tasmanische Teufel (Sarcophilus harrisii) – die Tierart mit der nächst niedrigen genetischen Vielfalt – besitzt immer noch eine doppelt so hohe genetische Vielfalt. Auch Geparden (Acinonyx jubatus) und der Pardelluchs (Lynx pardinus) – beide für ihre geringe genetische Vielfalt bekannt – zeigen deutlich mehr Unterschiede auf.
Häufig weisen geringe Unterschiede im Genom auf eingeschränkte Lebensräume, kleine Populationen und eine hohe Inzucht hin und sind damit die Ursache für eine erhöhte Anfälligkeit für Krankheiten. Schabrackenhyänen kommen heute auf einer Fläche von etwa 2,5 Mio. km² vor und haben einen regen genetischen Austausch, wie die Studie belegt. Trotzdem sind sie genetisch stark verarmt. Eine geringe genetische Vielfalt kann zum gehäuften Auftreten von Erbkrankheiten führen, wie zum Beispiel bei Pardelluchsen (Lynx pardinus) und Florida-Panthern (Puma concolor couguar). Im Gegensatz zu diesen zeigen die untersuchten Schabrackenhyänen bisher jedoch keine Anzeichen von genetisch bedingten Erbkrankheiten.
Die Schabrackenhyäne – auch als Strandwolf oder Braune Hyäne bekannt – ist eine von vier Hyänenarten. Mit der kleinsten Populationsgröße von weniger als 10.000 Tieren sind sie auf der „Roten Liste der gefährdeten Arten“ als potenziell gefährdet gelistet. Seit dem Ende des Pleistozäns (vor ca. 11.700 Jahren) – und mit dem damaligen Aussterben vieler Großsäugerarten – beschleunigte sich der Rückgang der Schabrackenhyäne. Trotz der geringen genetischen Unterschiede identifizierten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vier unterschiedliche Populationen von Schabrackenhyänen, welche – vermutlich – durch die aufkommende Landwirtschaft vor 2.500 Jahren im südlichen Afrika voneinander getrennt wurden.
„Genetische Daten können dazu beitragen, die Populationsstruktur und -dynamik, genetische Vielfalt und die Geschichte von Tierarten besser zu verstehen. Die gewonnenen Erkenntnisse können für einen gezielten Artenschutz eingesetzt werden“, erklärt Michael Hofreiter von der Universität Potsdam, Seniorautor der Studie. Schabrackenhyänen sind im südlichen Afrika lebende Allesfresser, die von Knollen und Kürbissen über Vogeleier bis hin zu Insekten und Gazellen oder den Jungtieren von Seelöwen an der Küste alles fressen können. Trotz ihrer geringen Zahl und ihrer nachweislich sehr seltenen Angriffen auf Nutztiere werden Schabrackenhyänen häufig von Farmern mit Tüpfelhyänen verwechselt, als Schädling angesehen und gejagt oder vergiftet. Auch Lebensraumverlust und Konflikte mit dem Straßenverkehr bedrohen diese Tierart. „Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass die häufig angeführte Beziehung zwischen genetischer Vielfalt und vermutetem Aussterberisiko einer Tierart möglicherweise doch nicht so groß ist wie oft angenommen – es gibt viele Arten mit einer höheren genetischen Vielfalt, welche wesentlich bedrohter sind“, erklärt Arne Ludwig, Genetiker am Leibniz-IZW.
Publikation:
Westbury MV, Hartmann S, Barlow A, Wiesel I, Leo V, Welch R, Parker DM, Sicks F, Ludwig A, Dalén L, Hofreiter M (2018): Extended and continuous decline in effective population size results in low genomic diversity in the world’s rarest hyena species, the brown hyena. Molecular Biology and Evolution, 8 March 2018 (online), https://doi.org/10.1093/molbev/msy037

28.03.2018, Universität Siegen
Sinn für Fernbeziehungen
Breitflossenkärpflinge orientieren sich bei der Paarung am Verhalten ihrer Artgenossen, indem sie deren Partnerwahl kopieren. Biologinnen der Uni Siegen haben jetzt herausgefunden, dass den Fischen dabei auch „Fernbeziehungen“ als Vorlage dienen.
Wird ein Breitflossenkärpflingsmännchen von einem Weibchen umschwärmt, so macht ihn das auch für andere Weibchen attraktiv. Die Fische beobachten Artgenossen bei sexuellen Interaktionen und richten ihr eigenes Verhalten danach aus. Das haben verschiedene Versuche gezeigt. Männchen, die zuvor bereits von einer Artgenossin als Partner gewählt wurden, hatten anschließend auch bei anderen Weibchen deutlich bessere Chancen – denn diese neigen dazu, die Partnerwahl ihrer Artgenossinnen zu kopieren. Die Biologinnen Melissa Keil, Stefanie Gierszewski und Prof. Dr. Klaudia Witte von der Universität Siegen haben jetzt erstmals herausgefunden, dass das Kopieren der Partnerwahl bei Breitflossenkärpflingen auch bei „Fernbeziehungen“ funktioniert: also wenn das zu beobachtende Fisch-Pärchen nur über eine gewisse Distanz hinweg miteinander interagieren kann. Die Ergebnisse ihrer Studie wurden in der Zeitschrift „Behavioral Ecology and Sociobiology“ veröffentlicht.
„Die Fische sind offenbar in der Lage, Artgenossen auch über größere Distanzen hinweg genau zu beobachten. Selbst wenn zwischen einem Männchen und einem Weibchen ein größerer Abstand liegt, wird ihr Verhalten als sexuelle Interaktion gewertet und kopiert. Das hätten wir so nicht erwartet“, sagt Klaudia Witte. Das Ergebnis zeige, dass Breitflossenkärpflinge eine sehr gute visuelle Wahrnehmung haben. Für die jüngste Versuchsreihe wurde im Labor der Universität Siegen eigens ein quadratisches Babyplanschbecken aufgebaut. „Nur so konnten wir die Fische weit genug voneinander entfernt positionieren, um die Rolle der Distanz zu untersuchen. Unsere Aquarien wären dazu zu klein gewesen“, erklärt Melissa Keil, die die Versuche im Rahmen ihrer Staatsexamensarbeit durchführte. Über vier Monate hinweg hat sie dazu insgesamt etwa 450 Stunden vor dem Planschbecken verbracht.
Im Rahmen der Versuche wurde ein Test-Weibchen in einem transparenten Kunststoff-Zylinder in das Planschbecken gesetzt – ihm gegenüber zwei Männchen, ebenfalls in entsprechenden Zylindern. Das Weibchen konnte nun beobachten, wie eine Artgenossin (das Modell-Weibchen) mit einem der beiden Männchen interagierte. Zunächst war der Abstand zwischen dem Modell-Weibchen und dem Männchen dabei gering, in einem zweiten Versuchsaufbau wurde er auf 40 Zentimeter vergrößert. Das Überraschende: Selbst diese „Fernbeziehung“ wurde von dem Test-Weibchen erkannt und anschließend kopiert. In beiden Versuchen entscheid sich das Weibchen nach der Beobachtungsphase für das Männchen, dass zuvor auch von seiner Artgenossin umworben worden war – und dass, obwohl das Testweibchen zuvor genau dieses Männchen bei ihrer eigenen Partnerwahl abgelehnt hatte.
Das Kopieren von Verhaltensweisen sei im Tierreich weit verbreitet, erklärt Klaudia Witte: „Es handelt sich um eine Form des sozialen Lernens. Ein Individuum nutzt so genannte „public information“ (öffentliche Informationen) aus seinem direkten sozialen Umfeld und richtet das eigene Verhalten danach aus.“ Die Biologin und ihre Kolleginnen gehen davon aus, dass Breitflossenkärpflinge nicht nur bei der Paarung auf soziale Beobachtungen zurückgreifen, sondern auch im Zusammenhang mit anderen Verhaltensweisen – etwa bei der Futtersuche. In der Vergangenheit wurden an der Universität Siegen bereits verschiedene Studien zum Kopieren durchgeführt. In der Zukunft sollen noch weitere Aspekte näher untersucht werden, beispielsweise der so genannte Zuschauer-Effekt. Er beschreibt den Einfluss des „Zuschauers“ auf die Interaktion zwischen den beobachteten Paarungspartnern.
Breitflossenkärpflinge eignen sich hervorragend zur Untersuchung des Kopierens der Partnerwahl und des Zuschauereffektes. Sie gehören zu den lebend gebärenden Zahnkarpfen (Poeciliiden) und leben in gemischt-geschlechtlichen Schwärmen. Männchen und Weibchen haben somit die Gelegenheit, die Partnerwahl und Paarung ihrer Artgenossen zu beobachten.

02.04.2018, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Mit dem Vierten sieht man besser: Vieräugiges fossiles Reptil entdeckt
Frankfurt, 02.04.2018. Senckenberg-Wissenschaftler haben mit einem internationalen Team den Nachweis für eine vieräugige Echse erbracht. Anhand der ausgestorbenen Art Saniwa ensidens zeigen sie, dass der Waran zu Lebzeiten hinter dem sogenannten „Dritten Auge“ ein weiteres Sinnesorgan besaß. Sie liefern damit den ersten Beleg für ein vieräugiges höheres Wirbeltier. Die Studie erscheint heute im Fachjournal „Current Biology“.
Bei vielen Eidechsen und der neuseeländischen Brückenechse ist es vorhanden: das Scheitelauge, auch als „Drittes Auge“ oder Parietalorgan bekannt. „Ein Scheitelauge war bei den Wirbeltieren des Paläozoikums vor über 250 Millionen Jahren regulär ausgebildet“, erklärt Dr. Krister Smith vom Senckenberg Forschungsinstitut in Frankfurt und Leiter der Studie. Er fährt fort: „Die Geschichte des Scheitelauges schien bisher ziemlich einfach zu sein: Wir sind davon ausgegangen, dass sich dieses Organ im Laufe der Evolution bei allen höheren Wirbeltieren außer den Eidechsen zurückgebildet hat.“ Diese Rückbildung ging mit einem Funktionswechsel zur Zirbeldrüse einher.
Dies scheint aber nach den neuesten Erkenntnissen des US-amerikanisch-deutschen Teams rund um Smith nicht der Fall gewesen zu sein: Die von ihnen untersuchte, fossile Waranart Saniwa ensidens besaß hinter dem dritten Auge sogar ein weiteres primitives viertes Sehorgan.
Das Waranfossil aus dem Eozän von Nordamerika ist etwa 49 Millionen Jahre alt und bis zu 1,30 Meter lang. Auf dessen Kopf befinden sich die beiden zusätzlichen Sinnesorgane in einer Mittellinienposition hintereinander auf der Schädeldecke. Die Position beider Augen widerspricht dem klassischen, paarigen Modell der Zirbeldrüse. „Wir gehen daher davon aus, dass das übliche ‚Dritte Auge’ der Eidechsen nichts mit der Zirbeldrüse zu tun hat. Die Zirbeldrüse, aus der sich das vierte Auge entwickelte, ist zwar noch bei Eidechsen vorhanden, befindet sich aber innerhalb des Schädels, wie bei Säugetieren“, erläutert Smith.
In ihrer Studie sprechen die Forscher daher auch von einer „Re-Evolution“: Einem Auftreten bereits verschwundener Merkmale nach sehr langer Zeit. „Ein vergleichbarer Vorgang wäre es beispielsweise, wenn unsere heutigen Vögel wieder Zähne bekämen“, ergänzt Smith.
Die besondere Entwicklung der Sehorgane bei Echsen hat auch Folgen für die kommende Forschung. Smith hierzu: „Es stellt sich heraus, dass die Evolution dieser beiden Organe – Zirbeldrüse und Scheitelauge – durchaus komplizierter ist, als bisher angenommen. Wir denken, dass Eidechsen eine besondere Stellung bei der Entwicklung der Augen einnehmen und daher nicht – wie bisher – als Modellorganismen für andere Wirbeltiere dienen sollten.“
Publikation
Krister T. Smith, Bhart-Anjan S. Bhullar, Gunther Köhler & Jörg Habersetzer (2018): The Only Known Jawed Vertebrate with Four Eyes and the Bauplan of the Pineal Complex. Current Biology, DOI https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.02.021

03.04.2018, Justus-Liebig-Universität Gießen
Seevögel als Verlierer des Klimawandels
Keine Anpassung der Brutzeiten an veränderte Bedingungen – Gießener Wildbiologe Johannes Lang erforscht Falkenraubmöwen auf Grönland
Seevögel dürften künftig zu den Verlierern des Klimawandels zählen, da sie ihre Brutzeiten bislang nicht an die aktuellen Klimaveränderungen angepasst haben. Das ist das Ergebnis einer großen internationalen Studie, zu der der Gießener Biologe Johannes Lang beigetragen hat. Der an der Klinik für Vögel, Reptilien, Amphibien und Fische der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) angestellte Wissenschaftler, der als Mitglied des Arbeitskreises Wildbiologie e.V. jährlich mehrere Wochen zu Forschungszwecken auf Grönland verbringt, lieferte für die Studie Langzeitdaten zur Falkenraubmöwe. Die Metastudie unter der Leitung der Universität Edinburgh wurde jetzt in der Fachzeitschrift „Nature Climate Change“ veröffentlicht.
Ob eine Art sich behaupten kann, hängt auch davon ab, ob sie in der Lage ist, ihre Brutzeit an das saisonale Auftreten von Nahrung anzupassen. Der Klimawandel kann dazu führen, dass früher optimal abgestimmte Brutzeiten mit der Zeit nicht mehr mit dem Nahrungsangebot übereinstimmen. Für Seevögel waren Zusammenhänge zwischen ihrer Brutzeit und die durch die Klimaerwärmung ausgelösten Veränderungen in ihrem Lebensraum bisher nicht erkennbar, da die entsprechenden Daten auf viele verschiedene Einzelstudien verteilt waren. Mit der aktuellen Metastudie hat sich jetzt herausgestellt, dass die 145 untersuchten Seevogelpopulationen ihr Brutverhalten im Zeitraum zwischen 1952 bis 2015 nicht verändert haben. Ebenso blieben Anpassungen an Veränderungen in der Oberflächentemperatur der Meere aus.
Die von Johannes Lang untersuchten Falkenraubmöwen im Nordosten Grönlands legen als Zugvögel extrem lange Strecken zurück und sind im Sommer auf den Lemming als Beute spezialisiert. Dieser benötigt lange Winter und eine schützende Schneedecke, um sich neun Monate lang zu vermehren. Die in der Vergangenheit regelmäßig auftretenden Massenvermehrungen sind etwa seit der Jahrtausendwende – offenbar bedingt durch kürzere Winter – deutlich schwächer geworden oder bleiben ganz aus. Während sich andere Tiere wie Schneeeulen nur dort aufhalten, wo es genügend Lemminge gibt, sind Falkenraubmöwen brutplatztreu und kehren jedes Jahr – unabhängig vom Nahrungsangebot – an dieselben Brutplätze zurück. Ihr Bruterfolg hängt direkt vom Lemmingvorkommen ab. In schlechten Jahren werden nur wenige Eier so lange bebrütet, dass auch ein Jungvogel schlüpfen kann.
Der Bruterfolg der 15 Brutpaare im 1.500 Hektar großen Untersuchungsgebiet in Nordostgrönland lag in den letzten Jahren insgesamt bei unter zehn flügge gewordenen Jungvögeln, berichtet Lang. „Aufgrund des hohen Anteils an Nichtbrütern in der Population wird sich dieser Verlust an Nachwuchs erst in einigen Jahren bemerkbar machen“, befürchtet der Biologe.
Publikation
Katharine Keogan et al.: “Global phenological insensitivity to shifting ocean temperatures among seabirds”, Nature Climate Change, Online-Veröffentlichung am 2. April 2018.
DOI: 10.1038/s41558-018-0115-z
http://dx.doi.org/10.1038/s41558-018-0115-z

03.04.2018, MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen
Gigantisches submarines Kaltwasserkorallen-Gebirge
Internationales Forscherteam untersucht Korallenriffe vor Mauretanien
Auf einer Länge von etwa 400 Kilometern erstreckt sich am Meeresboden vor der Küste Mauretaniens die weltweit größte zusammenhängende Kaltwasserkorallenstruktur. Dr. Claudia Wienberg vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen und ihre Kolleginnen und Kollegen haben untersucht, wie sich die Kaltwasserkorallen vor Mauretanien in den vergangenen 120.000 Jahren entwickelten. Ihre Ergebnisse haben sie in der Zeitschrift Quaternary Science Reviews veröffentlicht.
Anders als tropische Korallen, die in flachen, lichtdurchfluteten Gewässern leben, findet man Kaltwasserkorallen in Wassertiefen von mehreren hundert bis tausend Metern. Mehr als die Hälfte der bekannten, heute lebenden Korallenarten existieren in völliger Dunkelheit in der Tiefsee. Auch sie sind geschäftige Ingenieure, die beeindruckende Korallenriffe aufbauen. Maßgeblich an der Riffbildung beteiligt ist die Kaltwasserkorallenart Lophelia pertusa. Sie gehört zu den Steinkorallen und bildet stark verzweigte, buschartige Kolonien. Wo viele solcher Kolonien nebeneinander existieren, bilden sich riffartige Strukturen, die neuen Lebensraum bieten für verschiedene andere Tierarten wie Weichkorallen, Fische, Krebse und Schwämme. Eine Kaltwasserkoralle sitzt ihr Leben lang fest verbunden auf dem Substrat, auf dem die Larve einst siedelte. Kaltwasserkorallen wachsen bevorzugt auf ihresgleichen und lassen so über Zeiträume von Jahrtausenden bis Jahrmillionen riesige Strukturen am Meeresboden entstehen.
Alpen vor Mauretanien
Die weltweit größte zusammenhängende Kaltwasserkorallenstruktur mit einer Länge von etwa 400 Kilometern existiert entlang der Mauretanischen Küste. Hier erreichen die Korallenhügel Höhen von 100 Metern. „Die Größe der Hügel und die Länge dieser Strukturen ist wirklich speziell. Im Grunde genommen könnte man hier tatsächlich von einem Kaltwasserkorallen-Gebirge unter Wasser sprechen“, sagt Dr. Claudia Wienberg vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen. „Vor Mauretanien sind die einzelnen Kaltwasserkorallen-Hügel vermutlich über die Zeit zusammengewachsen. So etwas gibt es nirgendwo sonst in den Weltmeeren.“ Wienberg war Teil eines internationalen Teams von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, das an Bord des Forschungsschiffs MARIA S. MERIAN dieses Gebiet intensiv beprobte, um mehr über die Entwicklung der Kaltwasserkorallen zu erfahren. In einer Studie, die im Wissenschaftsjournal Quaternary Science Reviews veröffentlicht wurde, stellen sie und ihre Kolleginnen und Kollegen nun die Ergebnisse vor.
Sauerstoffmangel versetzte Korallen in Ruhezustand
Prof. Dr. Norbert Frank und sein Team von der Universität Heidelberg analysierten Korallenfragmente von der Oberfläche und aus verschiedenen Tiefen des Meeresbodens und bestimmten deren Alter. Mit diesen und weiteren Untersuchungen konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nachzeichnen, wie sich die Kaltwasserkorallen vor Mauretanien in den vergangenen 120.000 Jahren entwickelten. So gab es in der Vergangenheit immer wieder Phasen, in denen die Wachstumsraten Spitzenwerte von 16 Metern pro 1000 Jahre erreichten. So schnell wächst nicht einmal das derzeit größte Kaltwasserkorallen-Riff vor Norwegen. Vor fast 11.000 Jahren stagnierte das Wachstum der Mauretanischen Korallenhügel. Zu dieser Zeit sind die Korallen wahrscheinlich gänzlich von den Hügeln verschwunden. Erst heute tauchen dort wieder vereinzelt lebende Kaltwasserkorallen auf. Das Wachstum der Korallen hängt von verschiedenen Umweltbedingungen ab, wie Wassertemperatur, Sauerstoffgehalt, dem Nahrungsangebot und den vorherrschenden Strömungen, die Nahrung zu den unbeweglichen Kaltwasserkorallen transportieren. Von allen Einflüssen machten die Forschenden den niedrigen Sauerstoffgehalt von etwa 1 Milliliter Sauerstoff pro Liter Wasser als kritischen Faktor aus. „Das ist extrem wenig. Ursprünglich wurde angenommen, dass bei 2,7 Milliliter pro Liter die unterste Grenze für Kaltwasserkorallen liegt, bei der sie zwar überleben, aber keine Riffe mehr bauen können“, so Wienberg. „Die vereinzelten Kaltwasserkorallen auf den Hügeln zeigen zwar, dass sie zumindest zeitweise sehr geringe Sauerstoffgehalte überleben können, aber gut geht es ihnen nicht.“
Die Ergebnisse zeigen, dass die Hochphasen der Kaltwasserkorallen, in denen die Hügel in die Höhe wuchsen, mit Zeiten zusammenfallen, in denen mit Sauerstoff angereicherte Wassermassen aus dem Norden in das Gebiet strömten. Waren die Kaltwasserkorallen in der Vergangenheit wie auch heute von sauerstoffarmen Wassermassen aus dem Süden umströmt, so wuchsen die Hügel nicht oder nur sehr langsam. Je nach vorherrschendem Klima verschob sich die Front zwischen diesen Wassermassen von Nord nach Süd und umgekehrt, und die Korallen wurden von sauerstoffreichem, dann wieder von sauerstoffarmem Wasser umströmt.
Wienbergs Theorie zufolge fanden die Kaltwasserkorallen bei extrem niedrigen Sauerstoffgehalten in kleineren Schluchten zwischen den großen Hügelstrukturen Zuflucht. In diesen Canyons finden sich heutzutage auch weit mehr Kaltwasserkorallen als auf den Hügeln. Die schwimmenden Korallenlarven sind über eine gewisse Strecke mobil, bevor sie sich endgültig niederlassen. So könnten Migrationsbewegungen von den Hügeln in die Canyons und – unter dem Einfluss der nördlichen Wassermassen – wieder zurück stattgefunden haben.
„Laut wissenschaftlicher Prognosen werden sich die Zonen mit geringem Sauerstoffgehalt in den Weltmeeren weiter ausdehnen“, so Wienberg. „Auch wenn Kaltwasserkorallen eine hohe Toleranz zeigen, so ist dies doch ein entscheidender Stressfaktor für diese Ökosysteme der Tiefsee. Hinzu kommen die durch den Klimawandel erhöhten Wassertemperaturen sowie die zunehmende Ozeanversauerung.“
Originalpublikation:
The giant Mauritanian cold-water coral mound province: Oxygen control on coral mound formation
Claudia Wienberg, Jürgen Titschack, André Freiwald, Norbert Frank, Tomas Lundälv, Marco Taviani, Lydia Beuck, Andrea Schröder-Ritzrau, Thomas Krengel, Dierk Hebbeln
Quaternary Science Reviews 2018 doi.org/10.1016/j.quascirev.2018.02.012

04.04.2018, Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut e.V. (FLI)
Alt und gesund: Forscher finden neue Gene für die Langlebigkeit von Säugetieren
Über die genetischen Grundlagen eines langen Lebens ist wenig bekannt. Und ob die Erkenntnisse, die in kurzlebigen Organismen bereits gewonnen werden konnten, auf langlebige Säugetiere oder gar den Menschen übertragbar sind, ist fraglich. Forschern des Leibniz-Instituts für Alternsforschung (FLI) ist es nun in einem Kooperationsprojekt gelungen, durch genetische Vergleiche lang- und kurzlebiger Nagetiere neue Gene zu identifizieren, die möglicherweise die Langlebigkeit und das gesunde Altern von Säugetieren beeinflussen. Die Ergebnisse sind jetzt in der Fachzeitschrift PLoS Genetics erschienen.
Menschen sind anderen Säugetieren genetisch sehr ähnlich. Sie teilen je nach Verwandtschaftsgrad zwischen 80 und 98% ihrer genetischen Ausstattung mit uns. Trotzdem gibt es einerseits sehr kurzlebige, andererseits sehr langlebige Säugetiere. Die Frage, wie und wo sich diese Unterschiede genetisch festmachen lassen, ist nach wie vor weitestgehend unbeantwortet. Forscher des Leibniz-Instituts für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena haben sich deshalb gemeinsam mit Kollegen vom Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) aus Berlin und der Abteilung für Allgemeine Zoologie an der Universität Duisburg-Essen daran gemacht, die genetischen Daten von 17 verschiedenen Nagetierarten zu vergleichen. Bei dieser Tiergattung sind die Unterschiede in der Lebensdauer und Krankheitsanfälligkeit trotz eines sehr engen Verwandtschaftsgrades besonders gravierend: Kleine Nagetiere wie Mäuse oder Ratten leben nur zwei bis drei Jahre, während Mulle oder Chinchillas zwischen 20 und 30 Jahre alt werden können und dabei weitestgehend gesund bleiben – eine einzigartige Spannbreite, die die Suche nach Langlebigkeits-Genen erst möglich macht.
Im Ergebnis fanden die Forscher 250 Gene, die gehäuft in langlebigen Spezies unter- und in kurzlebigen Spezies überaktiviert waren und so möglicherweise im Rahmen der Evolution positiv für ein langes, gesundes Leben selektioniert worden sind. Darunter sind auch neue Langlebigkeits-Gene wie RHEBL1, AMHR2, PSMG1 oder AGER, die bislang nicht mit Alternsprozessen in Verbindung gebracht wurden, jedoch im Menschen an der Entstehung alternsassoziierter Krankheiten wie Krebs oder Alzheimer beteiligt sind. Insofern ist das Ergebnis auch für den langlebigen, eher krankheitsanfälligen Menschen von Interesse, denn die langlebigen Nager teilen immerhin etwa 85% ihrer Gene mit uns, altern jedoch vergleichsweise gesund. Die Ergebnisse des Interspezies-Vergleichs wurden jetzt in der Fachzeitschrift PLoS Genetics veröffentlicht.
Die Aufgaben der Langlebigkeits-Gene
Weil die Genome vieler Nagetierarten bereits seit Längerem entschlüsselt sind und auch die Funktionen einzelner Gene weitestgehend bekannt sind, können aus den Ergebnissen des Genvergleichs Rückschlüsse gezogen werden, welche Körperfunktionen sich in langlebigeren Nagern von denen ihrer kurzlebigen Verwandten unterscheiden. So zeigt sich, dass die lange Lebensspanne in Mullen oder Chinchillas mit einem veränderten Umgang mit den chemischen Wirkmolekülen der „freien Radikale“ sowie Veränderungen des Gewebeerhalts, der Zellatmung und der Proteinherstellung verbunden sind – alles wichtige Bestandteile für das Wachstum eines Organismus. Hier scheint sich ein bereits bekannter Zielkonflikt zwischen schnellem Wachstum oder einer langen Lebensspanne zu bestätigen: Die Gene, die ein Tier schnell wachsen lassen, tragen später zu einem beschleunigten Altern und einer kurzen Lebensspanne bei, weil sie nicht mehr vollständig deaktiviert werden können und dem Organismus dadurch schaden. In langlebigen Lebewesen bleiben diese Gene in der Wachstumsphase hingegen eher unteraktiviert; die Organismen wachsen langsamer, werden dafür aber älter.
Weiterer Forschungsbedarf
Es gibt sehr verschiedene Gründe, warum im Laufe einer milliardenlangen Evolution das Genom dem Zwang unterworfen ist, sich zu verändern und an Umweltbedingungen anzupassen. Die Identifikation der Langlebigkeits-Gene ist deshalb nur ein erster Schritt zur Ableitung hypothetischer Zusammenhänge, die in Folgestudien weiter geprüft werden müssen. Gerade die neu identifizierten Gene aber werden auch im Menschen mit der Entstehung altersbedingter Krankheiten in Verbindung gebracht. Eine weitere Analyse ihres genauen Einflusses im Hinblick auf ein langes, gesundes Leben kann damit in der Zukunft neue Ansatzpunkte zur Vermeidung oder Therapie von Alternskrankheiten liefern.
Publikation
Sahm A, Bens M, Szafranski K, Holtze S, Groth M, Görlach M, Calkhoven C, Müller C, Schwab M, Kraus J, Kestler HA, Cellerino A, Burda H, Hildebrandt T, Dammann P, Platzer M. Long-lived rodents reveal signatures of positive selection in genes associated with lifespan. PLoS Genetics 14(3), doi: https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1007272

04.04.2018, Universität Bern
Verbesserter Impfstoff gegen Allergien bei Pferden und Hunden entwickelt
Chronische allergische Erkrankungen bei Pferden und Hunden können dank einem innovativen Impfstoff neu behandelt werden. Dieser wurde von Forschenden unter Leitung der Universität Bern und in Zusammenarbeit mit der Universität Zürich sowie mit privatwirtschaftlichen Partnern entwickelt. Die neuen Erkenntnisse, die nun bei Pferden und Hunden gewonnen wurden, könnten helfen, ähnliche Impfstoffe für den Menschen zu entwickeln.
Unter der Leitung von Prof. Martin F. Bachmann von der Universitätsklinik für Rheumatologie, Immunologie und Allergologie am Universitätsspital Bern, Inselspital, haben Forschende der Universitäten Bern und Zürich, der Universität Oxford und des lettischen Biomedical Research & Study Centers eine neue therapeutische Impfstofftechnologie entwickelt, die auf virusähnlichen Nanopartikeln basiert. Erarbeitet wurden diese Impfstoffe gemeinsam von universitären Laboren, Spin-off-Firmen der Universität Zürich sowie internationalen privatwirtschaftlichen Partnern.
Der neue, verbesserte Impfstoff besteht aus einem eigens hergestellten, virusähnlichen Nanopartikel, der als Träger eines sogenannten T-Zell-Epitops, eines Verstärkers der körpereigenen Immunreaktion, dient. Indem er das Immunsystem unterstützt, eignet sich der Impfstoff besonders für ältere und immungeschwächte Tiere. Ermöglicht wurde diese Spitzentechnologie durch neueste Erkenntnisse aus der biomedizinischen Forschung, die nun für Haustiere zu erschwinglichen Preisen nutzbar gemacht wird. «Diese Option wird wahrscheinlich die Art und Weise ändern, wie Haustiere medizinisch behandelt werden», sagt Martin Bachmann.
Das klinische Potenzial dieses Impfstoffs für die Verwendung in der Veterinärmedizin wird nun durch gleich zwei Artikel im «Journal of Allergy and Clinical Immunology » beschrieben, der meist zitierten Zeitschrift auf dem Gebiet der Allergie und klinischen Immunologie. Die Forschergruppe berichtet über bahnbrechende Erfolge bei der Behandlung von Insektenstich-Ueberempfindlichkeit (Sommerekzem) bei Pferden und einer allergischen Dermatitis bei Hunden.
Impfstoff gegen Insektenüberempfindlichkeit (IBH) bei Pferden
Allergische Hautreaktionen durch Insektenstiche sind die häufigste Form von Allergien bei Pferden. Sie äussern sich in nässenden und blutenden Wunden sowie Krustenbildung, Schuppen, Schwellungen und Verdickungen der Haut. 34 betroffene Islandpferde nahmen an einer placebokontrollierten, doppelblinden klinischen Studie teil, die von einem Forscherteam um Antonia Fettelschoss-Gabriel vom Universitätsspital Zürich und der Universität Zürich durchgeführt wurde. 19 Pferde wurden geimpft, 15 erhielten ein Placebo.
Der Impfstoff bestand aus zwei miteinander verbundenen Komponenten. Die erste Komponente aktiviert das Immunsystem, basierend auf dem erwähnten virusähnlichen Nanopartikel. Die zweite Komponente ist IL-5, ein spezifisches Molekül, das die Entwicklung und Aktivierung von sogenannten Eosinophilen reguliert, die eine bedeutende Rolle bei Allergien spielen. Die Immunisierung mit diesem kombinierten Impfstoff wurde gut vertragen, begrenzte die Anzahl von Eosinophilen in der Haut und reduzierte dadurch Gewebeschäden. Dies führte zu stark reduzierten Hautläsionsen bei geimpften Tieren im Vergleich zur vorherigen Saison sowie zu Placebo.
«Anders als bei der klassischen Desensibilisierung, bei der versucht wird, das Immunsystem gegenüber den Allergenen tolerant zu machen, gingen wir gezielt gegen die Hauptauslöser von Insektenstichüberempfindlichkeit vor, den Eosinophilen», sagt Fettelschoss-Gabriel. Eosinophile spielen auch eine Schlüsselrolle bei allergischem Asthma beim Menschen. Die neuen Erkenntnisse, die bei Pferden gewonnen wurden, können helfen, eine ähnliche Therapie beim Menschen zu entwickeln.
Impfstoff gegen atopische Dermatitis bei Hunden
Die atopische Dermatitis (AD) ist die häufigste allergische Hauterkrankung bei Hunden. Umfangreicher Juckreiz verursacht Kratzer, die zu einem Verlust von Fell und sekundären Infektionen der Haut führen und die Symptome beschleunigen. AD beeinflusst nicht nur das Wohlbefinden von Hunden, sondern belastet auch ihre Besitzer, weil die Hunde sich andauernd kratzen.
Forschende um Prof. Martin Bachmann und Prof. Claude Favrot von der Klinik für Kleintiermedizin der Universität Zürich beschreiben die Entwicklung eines virusähnlichen partikel-basierten Impfstoffs gegen den Auslöser der Krankheit von Hunden, dem Protein IL-31, und zeigen, dass immunisierte Hunde eine robuste Immunantwort aufweisen. Hunde, die besonders sensibel auf Hausstaubmilben reagieren, wiesen danach weit weniger Juckreiz-Symptome auf. Die Impfung gegen IL-31 bei Hunden könnte auch die Entwicklung eines ähnlichen Impfstoffes beim Menschen erleichtern gegen Krankheiten, die mit Juckreiz assoziiert sind.
Angaben zu den Publikationen:
Fettelschoss-Gabriel et al.: Treating insect-bite hypersensitivity in horses with active vaccination against IL-5, Journal of Allergy and Clinical Immunology, 04. April 2018, https://doi.org/10.1016/j.jaci.2018.01.041
Bachmann et al.: Vaccination against IL-31 for the treatment of atopic dermatitis in dogs, Journal of Allergy and Clinical Immunology, 04. April 2018, https://doi.org/10.1016/j.jaci.2017.12.994

05.04.2018, Justus-Liebig-Universität Gießen
Einfrieren von Sperma im Dienste des Artenschutzes
Papageienküken aus tiefgefrorenem Sperma zur Arterhaltung – Veterinärmediziner der Justus-Liebig-Universität Gießen publizieren ihre Forschungsergebnisse in Theriogenology
Das Einfrieren von Sperma für eine spätere künstliche Besamung ist in der Nutztierhaltung, aber auch beim Menschen bekanntlich längst Routine. Beim Vogel war dieses Verfahren dagegen bislang nur bei wenigen Arten eingeschränkt möglich. Bei Großpapageien beispielsweise, die in ihrer Art stark bedroht sind, greifen Erhaltungszuchtprogramme oftmals nicht. Einem Team um Prof. Dr. Michael Lierz, Klinik für Vögel, Reptilien, Amphibien und Fische der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU), ist es in Kooperation mit seinem Kollegen Prof. Dr. Axel Wehrend, Klinik für Geburtshilfe, Gynäkologie und Andrologie der Groß- und Kleintiere der JLU und dem Friedrich-Loeffler-Institut FLI Mariensee, gelungen, den Nymphensittich als Modelltier für den Papagei zu nehmen und ein Verfahren zu entwickeln, dessen Sperma überlebensfähig einzufrieren. Dies könnte einen weiteren Durchbruch im Sinne des Schutzes bedrohter Arten bedeuten, hoffen die Veterinärmediziner. Ihre Erfolge wurden Anfang April 2018 in Theriogenology publiziert.
Problematisch sei es bei Vögeln, zunächst an das Sperma zu gelangen und dann eine geeignete Methode zu finden, um dieses Sperma überlebensfähig einfrieren zu können, erläutert der Vogelexperte Lierz den Hintergrund seiner Forschungen. Genau dieser Herausforderung komme im Hinblick auf den Artenschutz jedoch eine wichtige Bedeutung zu. Denn: „Viele der heute lebenden Papageienarten sind stark bedroht, und aufgrund ihrer streng monogamen Lebensweise sind Nachzuchtprogramme nur eingeschränkt erfolgreich. Viele Eier werden unbefruchtet gelegt werden.“ Die JLU-Arbeitsgruppe um Prof. Lierz etablierte daher bereits im Jahr 2013 ein Verfahren zur Spermagewinnung beim Papagei, um anschließend erfolgreich künstliche Besamungen durchzuführen und Küken hochbedrohter Arten zu züchten.
Problematisch blieb hierbei die Tatsache, dass Papageien nur wenige Eier legen. Zudem standen die Wissenschaftler vor der Herausforderung, dass zum optimalen Besamungszeitpunkt auch passendes Sperma zur Verfügung stehen muss. Bei der geringen Anzahl fortpflanzungsfähiger Tiere einer bedrohten Art ist dies oftmals nicht möglich.
Daher nutzten die Wissenschaftler den Nymphensittich als Modelltier und entwickelten ein Verfahren, das Sperma überlebensfähig einzufrieren. Anschließend wurde dieses Sperma für Besamungsversuche verwendet. Erstmals konnten auf diese Weise Nymphensittichküken gezüchtet werden. „Dies lässt hoffen, in Zukunft auch Sperma hochbedrohter Papageienarten einfrieren zu können und für den Artenschutz zur Verfügung zu stellen“, sagt Prof. Lierz, der eng mit der Loro Parque Fundacion, Teneriffa, zusammenarbeitet. Die Stiftung hat die Forschungsarbeiten maßgeblich praktisch und finanziell unterstützt.
Publikation
Theriogenology. 2018 Apr 1; 110:8-17.
doi: 10.1016/j.theriogenology.2017.12.027. Epub 2017 Dec 16.
Investigations on a cryopreservation protocol for long-term storage of psittacine spermatozoa using cockatiel semen as an example.
Schneider H, Fischer D, Failing K, Ehling C, Meinecke-Tillmann S, Wehrend A, Lierz M

05.04.2018, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Walverwandtschaften: Blauwal-Erbgut enthüllt Paarung über Artgrenzen hinweg
Wissenschaftler der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, der Goethe-Universität und der Universität Lund haben erstmals das komplette Erbgut des Blauwals sowie drei weiterer Furchenwalarten entziffert. Das Genom der Wale ermöglicht es, die Evolutionsgeschichte des größten Tieres der Welt und seiner Verwandten detailliert nachzuvollziehen. Überraschenderweise zeigt es, dass sich verschiedene Furchenwalarten im Lauf ihrer Geschichte miteinander gepaart haben. Darüber hinaus haben sich Furchenwale wohl ohne geografische Barrieren in verschiedene Arten aufgespalten. Die Studie ist soeben im Fachmagazin „Science Advances“ erschienen.
Sie sind die Giganten der Meere – Blauwale. Mit bis zu 30 Metern Länge und bis zu 175 Tonnen Gewicht sind sie die größten Tiere der Erde. Während die sanften Riesen durch den Menschen bis Ende der 80er Jahre an den Rand des Aussterbens gebracht wurden, erholen sich die Populationen langsam wieder. Neue Forschung zeigt nun, dass es bei der Evolution der Blauwale unkonventionell vonstatten ging.
Wie ein Team um Evolutionsgenomiker Prof. Axel Janke, Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum und Goethe-Universität herausgefunden hat, haben sich die Furchenwale, zu denen der Blauwal zählt, während und nach ihrer Artbildung über die entstehenden Artgrenzen hinweg gepaart. „Diese sogenannte ‚Artbildung mit Genfluss‘ gilt in der Natur als selten. Arten bilden sich gewöhnlich durch reproduktive Isolation, die durch genetische oder geografische Barrieren entsteht. Beides scheint für Furchenwale nicht zu gelten“, erklärt der Ko-Erstautor der Studie, Fritjof Lammers, Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum.
Gemeinsam mit seinen Kollegen und dem schwedischen Walforscher Ulfur Arnason, Universität Lund, hat er erstmals das komplette Genom des Blauwals und weiterer Furchenwalarten, darunter Buckelwal und Grauwal, sequenziert. Geografische Barrieren gibt es in den Weiten der Ozeane für Wale nicht. Das Genom zeigt nun, dass es anscheinend auch keine genetischen Barrieren zwischen den Arten gab und es in der Vergangenheit Genfluss zwischen vielen Furchenwalarten gegeben hat.
Sogar heute noch werden Hybride von Finn- und Blauwalen gesichtet. Im Erbgut konnten die Forscher solche Spuren einer Liaison zwischen den beiden Arten aber noch nicht direkt nachweisen. Der Evolution der Furchenwale auf die Spur gekommen, sind die Wissenschaftler mit sogenannten Netzwerkanalysen. „Damit wird die Artentstehung nicht wie üblich als stammesgeschichtlicher Baum, sondern als verwobenes Netz betrachtet. Dies ermöglicht ansonsten versteckte genetische Signale zu entdecken,“ so Janke.
Außerdem stellte das Team fest, dass auch die Verwandtschaftsverhältnisse unter den anderen Furchenwalen komplizierter sind als angenommen. So gilt der Buckelwal bisher aufgrund seiner enormen Brustflossen als Außenseiter unter den Furchenwalen. Die Studie bestätigt nun, dass diese klassische Taxonomie nicht der evolutionären Systematik entspricht. Gleiches gilt für den Grauwal, von dem man annahm, dass er nicht zu den Furchenwalen zugehört. Tatsächlich sind Grauwale aber sehr nahe mit anderen Furchenwalen verwandt. Sie haben sich nur eine andere Lebensquelle erschlossen und ernähren sich von Krebstieren am Grund von Küstengewässern.
„Die Studie zeigt, welche enormes Potential uns die Genomik bietet, biologische Prozesse und die Grundlagen der biologischen Vielfalt besser zu verstehen. Wir können sogar aus dem Mutationsspektrum ablesen, wie sich die Größe der Populationen der Furchenwale in den letzten Millionen Jahren entwickelte“, resümiert Janke, der auch Sprecher des gerade neu gegründeten hessischen LOEWE Forschungszentrums für Translationale Biodiversitätsgenomik (LOEWE-TBG) ist. Das im Januar 2018 gestartete Forschungszentrum hat sich der systematischen Analyse des vollständigen Genoms beziehungsweise aller aktiven Gene verschrieben. Damit soll nicht nur Grundlagenforschung betrieben werden, sondern das neue Wissen soll aktiv für die Erforschung von Naturstoffen und den Erhalt der Biodiversität genutzt werden.
Publikation
Arnason, U. et. al (2018): Whole genome sequencing of the blue whale and other rorquals find signatures for introgressive gene flow. Science Advances, DOI 0.1126/sciadv.aap9873

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