Archiv der Kategorie: Landwirtschaft, Tier- Pflanzenwelt

Wie tickt die rote Königin?

Wie tickt die rote Königin?
Kiel Evolution Center liefert neue Erkenntnisse über die genetischen Grundlagen der Evolutionsdynamik
„Hierzulande musst du so schnell
rennen, wie du kannst, wenn du am gleichen Fleck bleiben willst“: Dieser
Rat der roten Königin aus dem Buch „Alice hinter den Spiegeln“ des
britischen Schriftstellers Lewis Carroll steht auch für einen
grundlegenden Erklärungsansatz in der Evolutionsbiologie. Die nach
Carrolls Figur benannte „Rote Königin“-Hypothese besagt, dass alle Arten
von Lebewesen sich in Anpassung an eine variable Umwelt permanent
verändern müssen, um dauerhaft existieren zu können. Dieser Zwang zur
Veränderung charakterisiert die sogenannte Evolutionsdynamik, also die
ständigen wechselseitigen Anpassungen verschiedener Organismen
aneinander und an geänderte Umweltbedingungen. Die „Rote
Königin“-Hypothese ist dank zahlreicher Untersuchungen theoretisch gut
erforscht, allerdings fehlte bisher ein fundiertes Verständnis der
zugrundeliegenden Selektionsmechanismen und der daran beteiligten Gene.
Ein Forschungsteam vom Kiel Evolution Center (KEC) an der
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und dem
Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön (MPI) hat nun
gemeinsam mit internationalen Kolleginnen und Kollegen eine
experimentelle Untersuchung dieser dynamischen gegenseitigen Anpassungen
und der sie steuernden Erbinformationen vorgelegt. Ihre Ergebnisse
veröffentlichten die Forschenden in der aktuellen Ausgabe der
Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Um die Grundlagen der
Evolutionsdynamik experimentell zu untersuchen, konzentrierten sich die
Kieler Forschenden auf die Koevolution des Fadenwurms Caenorhabditis elegans und seines bakteriellen Schädlings Bacillus thuringiensis.
Sie stellten fest, dass die Selektionsprozesse bei der schnellen
gegenseitigen Evolution seitens des Wirts und des Schädlings von
unterschiedlichen Faktoren abhängen: Beim Wirt wird die evolutionäre
Antwort insbesondere durch das zeitliche Muster im Wechsel der
beteiligten Genregionen gesteuert. Bei den Schädlingen prägt dagegen die
Häufigkeit bestimmter mobiler genetischer Elemente, in diesem Fall
bestimmte sogenannte Plasmide, den Anpassungsprozess entscheidend mit.
„Die genetischen Abläufe der gegenseitigen schnellen Anpassungen von
Lebewesen und Schädlingen sind komplizierter als bisher angenommen und
unterscheiden sich bei Wirt und Schädling deutlich“, betont Professor
Hinrich Schulenburg, Leiter der Arbeitsgruppe Evolutionsökologie und
Genetik an der CAU, KEC-Sprecher und Fellow am MPI. „Die rote Königin
funktioniert also anders als gedacht und insbesondere die Rolle der
Plasmide und die Häufigkeit ihres Auftretens wurden dabei bisher nicht
ausreichend berücksichtigt“, so Schulenburg weiter.
Diese beiden Prozesse der
schnellen evolutionären Anpassung lassen sich mit dem Bild eines
Fußballspiels veranschaulichen: Die jeweilige genetische Ausstattung von
Wirtsorganismus und Schädling stellt zwei Teams dar, die sich im
gegenseitigen Wettkampf aufeinander einstellen müssen. Ist eines dieser
Teams offensiv besonders stark, kann die andere Mannschaft zum Beispiel
reagieren, indem sie die eigene Verteidigung stärkt und einfach mehr
Abwehrspieler aufstellt. Dies tut im übertragenen Sinne hier der
Krankheitskeim, indem er die Anzahl der mobilen Elemente erhöht und so
seine Anpassungsfähigkeit verbessert. Der Fadenwurm dagegen tauscht
bildlich gesprochen gleich die ganze Mannschaft aus. Konkret bedeutet
das, dass er sich an den Keim anpasst, indem sich jeweils größere
Genregionen im Genom gleichzeitig verändern.
Um die gegenseitigen Anpassungen
von Wurm und Bakterium in Evolutionsexperimenten zu beobachten,
infizierten die Forschenden wiederholt Populationen der Fadenwürmer mit
einem spezifischen Stamm des Keims. Die auf diesem Weg in Gang gesetzte
Koevolution der beiden Organismen untersuchte das Forschungsteam
einerseits hinsichtlich der körperlichen und andererseits der
genetischen Anpassungen. Eine in diesem Zusammenhang besonders wertvolle
Eigenschaft des Fadenwurms Caenorhabiditis elegans besteht
darin, dass sich die unterschiedlich lange koevolvierten Generationen
der Tiere direkt vergleichen lassen. Das wird möglich, weil sich die
Würmer, ohne Schaden zu nehmen, einfrieren lassen und man so die nach
dem Auftauen lebendigen Organismen mit ihren länger gemeinsam mit dem
Schädling evolvierten Nachkommen vergleichen kann. Urenkel und
Urgroßeltern können so im direkten Vergleich gleichzeitig untersucht
werden. Dies machten sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
zunutze und verglichen Würmer in unterschiedlichen zeitlichen
Anpassungsstadien an den Schädling. Hierüber fanden sie heraus, dass
sich die gegenseitigen Anpassungen bereits sehr schnell innerhalb
weniger Generationen herausbilden. Ebenso wurde deutlich, dass der
Selektionsdruck bei den Schädlingen zur Bildung einer größeren Anzahl
von Plasmiden führt; diese sind für die Produktion von für den Wirt
schädlichen Toxinen verantwortlich.
In den Ergebnissen ihrer
Experimente, so hoffen die Kieler Forschenden, lässt sich möglicherweise
ein universelles Prinzip erkennen. Die Häufigkeit mobiler genetischer
Elemente ist über das Beispiel des untersuchten Bacillus thuringiensis hinaus offenbar besonders wichtig für die schnelle evolutionäre
Anpassung eines Lebewesens. Besonders deutlich wird dies, wenn man
Schadorganismen insgesamt betrachtet. In den Plasmiden verschiedenster
Krankheitskeime finden sich häufig sogenannte Virulenzfaktoren, also
solche genetischen Informationen, die die Schädlichkeit für den
Wirtsorganismus bestimmen. „Es ist möglich, dass sich Krankheitskeime
besonders schnell an ihre Wirte anpassen, indem sie einfach die
Häufigkeit der Plasmide oder auch anderer mobiler Elemente variieren.
Neue Mutationen wären erst einmal nicht notwendig“, verdeutlicht
Schulenburg. „Dieser Aspekt ist derzeit jedoch nur unzureichend
untersucht, obwohl solche Häufigkeitsunterschiede für die Einschätzung
von Virulenz und somit potenziell auch für die medizinische Diagnostik
einer Infektionserkrankung wichtig sein könnten“, fasst Schulenburg die
Bedeutung der Forschungsarbeit zusammen.

Raubtiere durch Straßen stärker bedroht als bisher angenommen

Raubtiere durch Straßen stärker bedroht als bisher angenommen

Erste globale Studie zu den Auswirkungen von Straßen auf Raubtiere veröffentlicht

Leipzig/Halle(Saale)/Porto. Die Auswirkungen von
Straßen auf Raubtiere wurden beim weltweiten Artenschutz offenbar bisher
unterschätzt. Zu diesem Ergebnis kommt die erste umfassende globale
Studie zu diesem Thema, die ein Forschungsteam aus Deutschland und
Portugal jetzt im Fachblatt „Global Ecology and Biogeography“
veröffentlicht hat. Der Schutzstatus mehrerer Arten, die besonders von
der Zerschneidung ihres Lebensraumes durch Straßen betroffen sind,
sollte dringend überdacht werden, so die Wissenschaftler.

Der erste globale Überblick über die
Auswirkungen von Straßen auf Raubtiere liefert neue Erkenntnisse für den
Schutz so bekannter Arten wie den Puma (Puma concolor), den Amerikanischen Schwarzbären (Ursus americanus) oder den Braunbären (Ursus arctos).
Der Studie zufolge gehören sie zu jenen Arten, deren Überleben
langfristig am stärksten vom Verkehr bedroht wird, für die diese Gefahr
aber bisher nicht in voller Tragweite erkannt wurde. Unter jenen fünf
Prozent an Raubtierarten (17 Arten), die weltweit am stärksten von
Straßen beeinflusst werden, sind aktuell neun von der
Weltnaturschutzunion (International Union for Conservation of Nature, IUCN) als „nicht gefährdet“ eingestuft.„Unsere
Ergebnisse zeigen die Notwendigkeit, den Schutzstatus dieser 17 Arten
zu aktualisieren, da deren Bedrohung durch Straßen bisher unterschätzt
wurde“, betont Prof. Henrique Pereira vom Deutschen Zentrum für
Integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), der
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und dem Portugal
Infrastructures Biodiversity Chair/Research Center in Biodiversity and
Genetic Resources (CIBIO-InBIO).

Besonders bedroht ist der Iberische Luchs (Lynx pardinus),
der nur in Spanien und Portugal vorkommt und von dem es Schätzungen
zufolge nur noch wenige Hundert Tiere gibt. Die Hochrechnung in der
aktuellen Studie ergibt, dass die Art in 114 Jahren ausgestorben sein
wird. Doch während der Iberische Luchs von der Weltnaturschutzunion als
„stark gefährdet“ eingestuft wird, sind andere von Straßen betroffene
Tierarten dies nicht. Zum Beispiel zwei Arten aus Japan: Der Japanische
Dachs (Meles anakuma) und der Japanische Marder (Martes melampus) werden der Hochrechnung zufolge aufgrund der Bedrohung durch Straßen in neun bzw. 17 Jahren ausgestorben sein.

Jene fünf Prozent an Raubtierarten (17
Arten), die weltweit am stärksten von Straßen beeinflusst werden,
gehören zu den Säugetierfamilien der Katzen, Bären, Marder, Hunde und
Kleinbären. Bei den Bären sind vier Arten betroffen – die Hälfte aller
existierenden Bärenarten. Überraschend für die Forscher war, dass auch
der Steinmarder (Martes foina) unter die 17 am stärksten durch
Straßen betroffenen Arten fällt. Diese Art ist zwar weit verbreitet und
nicht als gefährdet eingestuft, wird aber oft durch Autos getötet. Eine
andere Art in Deutschland, der Wolf (Canis lupus) gehört zu den
obersten 25 Prozent der weltweit am stärksten von Straßen betroffenen
Raubtieren (55 Arten). Er ist eines jener Tiere, die für ein
langfristiges Überleben große Flächen benötigen, deren Lebensräume aber
durch Straßen zerschnitten werden.

Für ihre Studie erfassten die
Wissenschaftler 232 Raubtierarten weltweit (von insgesamt ca. 270
existierenden Raubtierarten). Für diese bestimmten sie, wie stark sie
von der Zerschneidung ihres Lebensraumes durch Straßen beeinflusst
werden. Dafür berücksichtigten die Forscher zum Beispiel die natürliche
Mortalitätsrate, die Anzahl der Nachkommen und das Wanderverhalten einer
Art. Aus diesen Faktoren errechneten sie, welche Dichte an Straßen eine
Art maximal ertragen kann. Außerdem ermittelten sie die minimale Fläche
an unzerschnittenen Lebensraum, die eine Art braucht, um dauerhaft
gesunde Populationen erhalten zu können. Diese Daten glichen sie mit dem
weltweiten Straßennetz ab.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Nordamerika
und Asien die Regionen mit den meisten Raubtierarten sind, die durch
den Straßenverkehr negativ beeinflusst werden,gefolgt von
Südamerika und Europa“, erklärt Ana Ceia Hasse vom iDiv, der MLU und
dem Portugal Infrastructures Biodiversity Chair/CIBIO-InBIO. „Doch
während wir erwartet hatten, dass die fleischfressenden Säugetiere
besonders in Regionen mit hoher Straßendichte leiden, waren wir
überrascht zu sehen, dass es auch in Regionen mit geringer Straßendichte
Raubtiere gibt, die durch Straßen bedroht sind.“ So haben Straßen in
Afrika deutliche Auswirkungen auf das Verbreitungsgebiet des Leoparden (Pathera pardus).
Empfindliche Arten, die natürlicherweise regelmäßig weitere Distanzen
zurücklegen, können nämlich schon durch vergleichsweise wenige
Straßenbehindert werden. „Wir haben nicht einfach Straßen und
Verbreitungsgebiete der Raubtiere übereinander gelegt, sondern haben
auch die spezifischen Eigenschaften und Ansprüche der Arten in unseren
Berechnungen berücksichtigt. So konnte wir auch Arten ermitteln, die
bereits auf wenige Straße sensibel reagieren“, so Ceia-Hasse. Aus Sicht
der Wissenschaftler kann die Methode künftig für weitere Untersuchungen
genutzt werden – so zum Beispiel für die Erarbeitung lokaler
Schutzmaßnahmen, für Umweltbewertungen durch Behörden oder um die
langfristigen Auswirkungen des Straßenbaus in Szenarien der Weltbank zum
globalen Biodiversitätswandel einfließen zu lassen. Tilo Arnhold, Tabea Turrini (iDiv)

Biologie der Schadpilze

"Excellence in Teaching Award 2014"
Die Biologie der
Schadpilze
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(aid) – Professor Joseph-Alexander Verreet – Autor der Video-Serie "Die
Biologie der Schadpilze" – ist von der American Phytopathological Society (APS)
mit dem "Excellence in Teaching Award 2014" ausgezeichnet worden. Die
Video-Reihe, die in Deutschland vom aid infodienst vertrieben wird, ist weltweit
in vielen Hörsälen als Lernmedium im Einsatz. Den erstmals außerhalb der USA
vergebenen Preis erhält Verreet in Anerkennung für die brillant animierten
Lehrfilme über die Pflanzenkrankheiten von Weizen, Kartoffeln und Zuckerrüben.
Gewürdigt wird außerdem, dass Studenten international mit Hilfe der animierten
Filme die Entstehung und Entwicklung von Pflanzenpathogenen lebendig vermittelt
wird.   

Die Filme unterstützen Lehrende bei der Umsetzung des
Konzepts des sogenannten "gemischten Lernens" (‚blended learning‘) durch die
Erleichterung des Wissenstransfers hinsichtlich komplexer Entwicklungszyklen
landwirtschaftlicher Schaderreger. Da diese Entwicklungszyklen in einem
Mikro-Maßstab stattfinden, entziehen sie sich im Allgemeinen der menschlichen
Wahrnehmung. Dreidimensionale Computeranimationen in Verbindung mit realen
Kameraaufnahmen veranschaulichen komplexe biologische Mikrodetails und erklären
komplette Lebenszyklen auf informative und faszinierende Weise. Die Lehrfilme
fördern die Fähigkeit der Studierenden zur Verarbeitung von Informationen, die
primär in Lehrveranstaltungen und Laboren erworben wurden.
 

Informationen dazu gibt es unter:
 
www.aid.de/landwirtschaft/pflanzengesundheit_kurzfilme.php

Biosoja düngt sich selbst

Heimischer Bio-Soja könnte Abhängigkeit deutlich reduzieren 
 
Wien (pte/19.10.2009/16:04) – Die Sojapflanze ist nicht auf Kunstdünger angewiesen, sondern kann sich selbst düngen. Aufgrund einer Lebensgemeinschaft mit speziellen Bodenbakterien kann die Pflanze den Stickstoff, der in der Luft reichlich vorhanden ist, nutzen. Diese Fähigkeit kann ohne Zufuhr von Dünger zur Verbesserung der Bodenqualität beitragen. Ein Forschungsprojekt will nun in Trockengebieten Ostösterreichs die Fähigkeit von Sojapflanzen, Stickstoff aus der Luft aufzunehmen exakt bestimmen. Hauptziel des vom Wissenschaftsfonds FWF http://www.fwf.ac.at unterstützten Projektes ist es, Methoden zur Bestimmung der Stickstofffixierleistung und deren Anwendbarkeit bei Trockenstress zu vergleichen.

Soja sei aufgrund dieser Tatsache insbesondere für den biologischen Landbau interessant. Zudem würde der Soja-Anbau in Österreich mithelfen, die Abhängigkeit von Eiweißfuttermittelimporten zu reduzieren, argumentieren die Forscher um Bernhard Kromp, Institutsleiter der Bio Forschung Austria http://www.bioforschung.at. In den Trockengebieten Ostösterreichs testen die Forscher verschiedene Methoden zur Bestimmung der Stickstofffixierung. Dabei wird vor allem die Zuverlässigkeit der verschiedenen Methoden bei unterschiedlicher Verfügbarkeit von Wasser untersucht, das in den meisten Anbaugebieten ein knappes Gut ist.

Wassermangel erschwert Messungen

Da Wassermangel bei so mancher Messmethode zu Problemen führt, wird jede der Messmethoden unter zwei verschiedenen Bedingungen geprüft. Bei ausreichender Wasserzufuhr und bei Wassermangel. "Unser Methodenvergleich wird Stärken und Schwächen der einzelnen Methoden aufzeigen. Wir hoffen dann geeignete Methoden in der Hand zu haben, um die Stickstofffixierleistung von Soja im ostösterreichischen Klimabereich exakt bestimmen zu können", so Kromp.

Nicht geklärt ist derzeit, wieviel Stickstoff tatsächlich in die Wurzeln investiert wird und somit auch nach dem Abernten der Soja im Boden verbleibt. Zudem steht die Frage nach den Auswirkungen von Trockenstress im Mittelpunkt des Forschungsinteresses. Erste Daten des Projektes deuten an, dass der Sojaanbau auf stickstoffarmen Böden zu einer Schonung von Stickstoff-Reserven führt, sodass die Pflanzen der nächsten Anbausaison mehr Stickstoff zur Verfügung haben – und das, obwohl kein Dünger auf die Felder ausgebracht wurde.

 

Mit smarten Methoden gegen welken Weizen

Forscher suchen Fusarium-resistente Sorten
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(aid) – Fusariumbefall ist der Albtraum jedes Getreidebauern. Der Schimmelpilz befällt Weizen, lässt Ähren vertrocknen und Erträge schrumpfen. Was übrig bleibt, kann oft nur noch als Sondermüll entsorgt werden, denn der Pilz bildet das Gift Deoxynivalenol (DON). Geht es nach Dr. Michael Schmolke vom Wissenschaftszentrum Weihenstephan der Technischen Universität München, ist damit bald Schluss: Gemeinsam mit Kollegen von der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft und aus dem fernen Kanada arbeitet er an der Züchtung von Fusarium-resistenten Weizensorten. Dabei bedient er sich modernster genetischer Methoden. In einem groß angelegten Feldversuch werden resistente Weizensorten ermittelt. Dann werden mithilfe von charakteristischen DNA-Abschnitten (molekulargenetischen Markern) die Regionen in ihrem Erbgut ermittelt, die für die Resistenz verantwortlich sind. Diese Erkenntnisse schließlich helfen Pflanzenzüchtern bei der Selektion resistenter Neuzüchtungen. Schmolke rechnet damit, dass durch das so genannt
e Smart-Breeding-Verfahren Fusarium-resistentes Saatgut der Landwirtschaft bereits in zehn Jahren zur Verfügung steht.
aid, Dr. Margit Ritzka

Weitere Informationen:
http://portal.mytum.de, Rubrik: Aktuelles/Pressemitteilungen

Kiribaum: Wachstumswunder der Natur

Kiribaum: Wachstumswunder der Natur

Der Kiribaum, auch unter dem botanischen Namen Paulownia bekannt,
stammt ursprünglich aus Japan und anderen Teilen Südost-Asiens. In diesen
Regionen ist der Kiribaum schon seit etwa 3.000 Jahren als Kulturbaum beheimatet
und wird aufgrund seines wertvollen und hoch geschätzten Edelholz großflächig angebaut.

Insbesondere aufgrund seiner extrem starken Wachstumsfähigkeit und seiner
wunderschönen Blüten fand der Kiribaum vor etwa 100 Jahren auch seinen Weg nach
Mitteleuropa und wurde schon bald zum Lieblingsbaum des Kaisers Franz Josef
ernannt. Der Kiribaum wurde in Parkanlagen des Adels und in Botanischen Gärten
gepflanzt und ist als Ziergehölz auch heute vor allem entlang des Rheingrabens
in Deutschland, Teilen Österreichs und der Schweiz sowie in Metropolen und
Kleinstädten südeuropäischer Länder nicht mehr weg zu denken.

Das Blatt als natürliche Solarzelle

Charakteristisch für den Kiribaum sind seine außergewöhnlich großen Blätter,
die bei jungen Bäumen nicht selten Durchmesser von über 60 Zentimetern
erreichen. Diese großen Blätter sind es, die dem Baum eine im Vergleich zu
anderen Baumarten überdurchschnittlich große Assimilationsfläche für
Sonnenenergie bieten. Ähnlich wie bei Solarmodulen, bei denen die Größe der
Oberfläche maßgeblich über die Leistung der Stromerzeugung entscheidet, hängen
im Pflanzenreich die Zuwachsraten primär von der Blattoberfläche ab. Dank
seiner großen Blätter ist der Kiribaum in der Lage, überdurchschnittlich hohe
Photosynthese- und Zuwachsraten zu erzielen und somit schon in einem sehr
kurzen Zeitraum ein großes Volumen an Holz zu produzieren. So sind
beispielsweise im Bonner Stadtgebiet Kiribäume zu sehen, die bereits nach 16
Jahren ein gleiches Holzvolumen erzeugt haben, wie Eichen es unter identischen
Standortbedingungen erst nach 150-180 Jahren erreichen können. Der Kiribaum
wächst somit etwa 8 bis 10-mal so schnell wie die Eiche. In Deutschland sind
Höhenzuwächse von 2 Meter pro Jahr keine Seltenheit.

Kiribaum ist nicht gleich Kiribaum

Weltweit sind sieben Kiribaum-Arten bekannt, die jeweils auch eigene Kreuzungen
(Hybride) erzeugen können. Bei der bislang in Deutschland verbreiteten
Kiribaumart handelt es sich in der Regel um die Wildform Paulownia tomentosa,
die aufgrund ihrer tiefblauen Glockenblüten auch als Blauglockenbaum bekannt
ist. Diese Wildform hat genetisch bedingt eine vorzeitige Kronen- und starke
Samenbildung und eignet sich aufgrund sehr inhomogenen Stammwuchses nicht für
die kommerzielle Wertholzproduktion. Dies ist der Hauptgrund warum nicht schon
viel länger Anbaustrukturen existieren, um das wertvolle Kiriholz auch
hierzulande zu erzeugen.

WeGrow verwendet für den Anbau in Deutschland ausschließlich
Pflanzgut der eigenen Hybrid-Linie NordMax21®. 

Fische produzieren mehr Dünger als gedacht

Fische produzieren mehr Dünger als gedacht
Meerespflanzen und kleines Getier leben von Fisch-Ausscheidungen
 
Forscher unter Wasser: Analyse von Fischvorkommen oft schwierig (Foto: uga.edu)

Frankfurt Main (pte001/18.12.2012/06:00) – Die Rolle von Fischen als Nährstoffproduzenten für marine Ökosysteme ist unterschätzt, meinen Forscher an der University of Georgia http://uga.edu und der Florida International University http://fiu.edu . Denn die Fische tragen mit ihren Ausscheidungen mehr Nährstoffe in die lokalen Ökosysteme als bisher angenommen. Das Fehlen von Fischen verändert hingegen die Wachstumsraten der Organismen, die von den Ausscheidungen der Fische leben.

"Recycelte" Nährstoffe wichtig

Die Wissenschaftler haben die Gewässer an einer Bucht auf Abaco Island auf den Bahamas untersucht. "Wir haben über die Rolle der Fische als Nährstofflieferanten geforscht. Im marinen Nahrungsnetz werden Fische für gewöhnlich als Räuber gesehen – dass aber Mikroorganismen, Pflanzen und kleine Tieren von durch ‚recycelte‘ Nährstoffe einen Dünger produzieren, wird häufig nicht bedacht", sagt der Meeresbiologe Jacob Allgeier von der Universität Georgia.

An den tropischen Küsten seien die Nährstoffe in dem Ökosystem begrenzt. Das mache die Bedeutung der Ausscheidung der Fische relevanter. Denn Algen und Seegras brauchen genügend Stickstoff und Phosphor, um wachsen und gedeihen zu können – und diese Stoffe bringt ihnen der Auswurf der Meeresbewohner.

Quantifizierung mit Problemen

Dass Fische eine bedeutende Rolle im Aquasystem einnehmen, scheint eine banale Einsicht zu sein. "Bei Fischen haben wir tatsächlich die Schwierigkeit, genau zu quantifizieren, wie viel sie ausscheiden", sagt Ingrid Kröncke gegenüber pressetext. Kröncke ist Fachbereichsleiterin für Meeresbiologie beim Deutschen Zentrum für Marine Biodiversitätsforschund des Senckenberg-Instituts http://senckenberg.de .

Man könne in komplizierten Experimenten Daten ermitteln, gerade bei Korallenriffen stoße man jedoch auf große Probleme der Zählbarkeit. Die US-Forscher haben sogar zwei Fischpopulationen miteinander verglichen. Um für Übersichtlichkeit zu sorgen, hat man künstliche Riffe gebaut. Über zwei Jahre wurde die Fischpopulation, die sich in den Kunstriffen versammelten, beobachtet und die Ausscheidungen gemessen. Wo viel ausgeschieden wurde, wuchs das Seegras wesentlich besser als in den Riffen ohne viele Fische.

Das Weichtier Schnecke

Das Weichtier Schnecke
Nur drei Arten gehören zu Hauptschädlingen im Garten
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(aid) – Schnecken gehören zusammen mit Tintenfischen und Muscheln zum Tierstamm der Weichtiere (Mollusca). Sie sind die artenreichste Klasse der Weichtiere und die einzige, die durch Bildung einer primitiven Lunge auch an Land lebende Arten hervorgebracht hat. Diese erkennt man an den zwei Paar einstülpbaren Tentakeln am Kopf, von denen das obere Paar an der Spitze mit Augen ausgestattet ist. Gut sehen können Schnecken vermutlich nicht, einfache Gegenstände können sie jedoch wahrnehmen und in verschiedene Richtungen blicken.

Der weiche Körper der Schnecken besteht neben dem Kopf aus einem abgeflachten muskulären Fuß und dem Eingeweidesack, der viele innere Organe enthält und teilweise von einer widerstandsfähigen Gewebeschicht – dem sogenannten Mantel – geschützt ist. Da sich die Schnecken mithilfe der Kriechsohle quasi auf dem Bauch kriechend fortbewegen, werden sie auch als Bauchfüßer oder "Gastropoden" bezeichnet.

Von etwa 43.000 Schneckenarten gehören rund 25.000 zu den Landlungenschnecken. Wiederum nur drei Arten kommen als Hauptschädlinge in Haus- und Kleingarten vor: Die Spanische Wegschnecke (Arion lusitanicus), die Gartenwegschnecke (Arion distinctus/Arion hortensis) und die Genetzte Ackerschnecke (Deroceras reticulatum).

Die Spanische Wegschnecke dürfte den meisten Gärtnern gut bekannt sein. Die braun bis orange gefärbte schlanke Nacktschnecke wird 70 bis 120 Millimeter lang und produziert beinah farblosen Schleim. Sie hat sich in den 1960er bis 1980er Jahren in Mitteleuropa explosionsartig verbreitet – wahrscheinlich begünstigt durch den verstärkten internationalen Warenverkehr.

Arion lusitanicus wird in der Regel ein Jahr alt und überwintert in den gemäßigten Breiten als Jungtier. Diese treten von September bis Juni auf, die erwachsenen Tiere von Juni bis November. Eier findet man von September bis Februar, bis zu 220 pro Gelege. Wer beim Umgraben im Frühjahr oder im Herbst auf Gelege, frühe Jugendstadien oder erwachsene Schnecken stößt, sollte sie absammeln und mit dem Hausmüll entsorgen.

Umgraben kann eine Ausbreitung von Nacktschnecken fördern. Die entstehenden Hohlräume zwischen den einzelnen Bodenstücken bieten Verstecke und leichten Zugang zu den Wurzeln. Ein feinkrümeliger Boden bietet dagegen weniger Unterschlupf. Gute Vermehrungsmöglichkeiten finden Schnecken auch in Komposthaufen. Diese sollten daher möglichst weit entfernt von den Gemüsekulturen aufgestellt werden. Übrigens: Ein Ausbreiten kann man durch gezieltes Gießen einzelner Pflanzen verringern, da Schnecken trockene Böden meiden. Das hilft darüber hinaus auch gegen Unkrautbewuchs.

 

Rettet der junge Wald unsere Erde? Aufforstung sehr sinnvoll

Wälder sind die
Filter unserer Erde: Sie reinigen die Luft von Staubpartikeln und
produzieren Sauerstoff. Bisher galt vor allem der Regenwald als die
„grüne Lunge“ des Planeten. Ein internationales Team, darunter
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für
Technologie (KIT), fand jetzt heraus, dass sich die weltweit größten
Kohlenstoffsenken in jungen, nachwachsenden Wäldern befinden.
Seine Ergebnisse hat es in den Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) veröffentlicht (DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1810512116).


Wälder gelten als
wichtige Kohlenstoffsenken. Als solche bezeichnet man Ökosysteme, die
große Mengen Kohlenstoff binden und so die CO2-Ansammlung in
der Atmosphäre – und damit den Klimawandel – verlangsamen. Diese Senken
sind dynamisch, ihre Kapazität kann regional wachsen, aber auch
schrumpfen. Bisher ging man davon aus, dass der hauptsächliche Prozess
dafür ein Verstärken der Photosynthese ist, das sich durch den Anstieg
von Kohlendioxid in der Atmosphäre begründet. Dichte tropische Wälder in
der Nähe des Äquators beispielsweise nehmen große Mengen CO2 auf.

Gemeinsam mit einem
internationalen Forschungsteam hat Professorin Almut Arneth vom Institut
für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Umweltforschung
(IMK-IFU), dem Campus Alpin des KIT, nun mit einer Kombination aus
Daten- und Computermodellen die globalen Wälder neu analysiert. Anhand
von Datensätzen über das Alter von Wäldern konnten die
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nachvollziehen, wie viel CO2 etablierte Waldflächen, mit einem Alter von mindestens 140 Jahren
zwischen den Jahren 2001 bis 2010 aufgenommen haben. Sie verglichen dies
mit jüngeren Wäldern, die zum Beispiel auf vorherigen
landwirtschaftlich genutzten oder abgeholzten Flächen nachwachsen.

Dabei zeigte sich, dass diese Gebiete nicht nur aufgrund der erhöhten Photosynthese große Mengen CO2 aus der Atmosphäre aufnehmen, sondern vor allen Dingen wegen ihres
jungen Alters: Dieser Alterseffekt macht rund 25 Prozent der CO2-Aufnahme
der Wälder aus. Das trifft vor allem auf die Wälder mittlerer und hoher
Breiten zu. Dazu gehören beispielsweise Landflächen in den östlichen
Bundesstaaten der USA, die Siedler bis Ende des 19. Jahrhunderts als
Ackerland nutzten, oder Wälder in Kanada, Russland und Europa, die
beispielsweise durch Waldbrände zerstört wurden. Aber auch große
Aufforstungsprogramme in China leisten einen wichtigen Beitrag zu dieser
Kohlenstoffsenke.

„Diese Senken, die vom
Waldwachstum abhängen, sind grundsätzlich begrenzt. Erreichen die Wälder
ein bestimmtes Alter, sinkt ihre CO2-Aufnahme und die so
wichtigen Kohlenstoffsenken verschwinden – außer es kommt zu einer
weiteren Aufforstung“, so Arneth. „Die Ergebnisse der Studie sind ein
wichtiger Beitrag zum Verständnis des Klimasystems und helfen uns
gleichzeitig, fundierte Entscheidungen über die Forstwirtschaft zu
treffen.“ Denn sie zeige, wie viel CO2 nachwachsende Wälder
in Zukunft binden könnten. „Allerdings ist die Menge an Kohlendioxid,
die Wälder generell aus der Atmosphäre entfernen können, begrenzt.
Deshalb müssen wir unsere Emissionen durch fossile Brennstoffe unbedingt
reduzieren“, betont die Professorin.

Die Forschung wurde von der Europäischen Kommission finanziert.

Originalpublikation:

Thomas A. M. Pugh,
Mats Lindeskog, Benjamin Smith, Benjamin Poulter, Almut Arneth, Vanessa
Haverd, and Leonardo Calle: „‘The role of forest regrowth in global
carbon sink dynamics’. In: Proceedings of the National Academy of
Sciences of the United States of America (PNAS)

Tollwut: Gefährdung auf Reisen und durch Fledermäuse

fzm – Auch wenn Deutschland im September 2008 nach der letzten Erkrankung eines Fuchses für tollwutfrei erklärt wurde: Eine absolute Garantie gegen die tödlichste aller Viruserkrankungen gibt es nicht. Ein Experte rät in der Fachzeitschrift „DMW Deutsche Medizinische Wochenschrift“ (Georg Thieme Verlag, Stuttgart. 2012) zur Vorsicht bei streunenden Hunden und bei Fledermäusen. Auch bei Reisen ins Ausland sei eine Ansteckung noch immer möglich.  

Weltweit sterben jährlich mehr als 55.000 Menschen an Tollwut, schreiben Dr. Tim Kümmerle und seine Co-Autoren von der Universität Köln. Vor allem auf dem indischen Subkontinent, in Afrika und Südamerika sei die Erkrankung weit verbreitet. Wer dort einen längeren Aufenthalt in abgelegene Regionen mit unzureichender ärztlicher Versorgung plane oder am Urlaubsort Umgang mit Tieren habe, sollte sich nach Ansicht des Infektiologen vorsichtshalber impfen lassen. Der heutige Impfstoff sei sicher und effektiv. Ernstzunehmende Nebenwirkungen sind laut Dr. Kümmerle nicht zu erwarten. Nicht geimpften Touristen rät der Experte, in den Verbreitungsgebieten der Tollwut jegliche Berührung mit Wildtieren zu meiden. Zu den Überträgern der Tollwut gehören neben Hunden und Füchsen auch Katzen, Marderhunde, Waschbären, Dachse, Marder und Rehe.  

In Deutschland sind seit 2006 keine Fälle von terrestrischer Tollwut, also bei Landsäugetieren, mehr aufgetreten. Im Osten Polens, Osteuropa, im Baltikum, dem Balkan und seit 2008 auch in Norditalien ist sie aber noch verbreitet. Dass sie trotz offener Grenzen unbemerkt nach Deutschland eingeschleppt wird, hält Dr. Kümmerle für unwahrscheinlich. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Tollwutepidemie betrage nur 40 bis 60 Kilometer pro Jahr und in Deutschland würden regelmäßig Wildtiere überprüft.  

Anders ist dies bei Tieren, die von Touristen am Urlaubsort aufgefangen und als „Rettungsaktion“ mit nach Hause gebracht werden. Die üblichen Einfuhr- und Zollregeln wie Quarantäne und Impfung würden beim Import dieser Tiere oft missachtet, berichtet Dr. Kümmerle. In Deutschland könnten erkrankte Tiere dann freigelassen werden. Streunende Hunde und verwilderte Katzen, die eine starke Aggressivität zeigen, abgemagert oder krank aussehen oder einen ungewöhnlichen Speichelfluss aufweisen, sind deshalb auch in Deutschland verdächtig, warnt der Experte. Nach einem Kontakt sollte man das Tier einfangen und testen lassen. Im Zweifelsfall rät Dr. Kümmerle zu einer nachträglichen, sogenannten postexpositionellen Impfung. Sie wirkt bei der Tollwut so lange, wie keine Krankheitszeichen beim Menschen aufgetreten sind. Diese Inkubationszeit beträgt beim Menschen ein bis drei Monate, es gebe aber auch schnellere oder langsamere, teilweise jahrelange Verläufe. Zur Erkrankung kommt es, wenn die Viren das Gehirn erreichen und dort eine Gehirnentzündung verursachen. Der Transport dorthin erfolgt laut Dr. Kümmerle innerhalb der Nerven mit einer Geschwindigkeit von fünf bis zehn Zentimetern pro Tag.  

Neben Säugetieren können auch Fledermäuse eine Tollwut übertragen. Das Risiko ist jedoch verschwindend gering. Dr. Kümmerle: Gefährdet sind nur Personen, die sich beruflich mit Fledermäusen befassen. Europaweit seien bisher nur 5 Erkrankungsfälle beim Menschen bekannt geworden, zuletzt 2002 in Schottland. In Deutschland hat es laut Dr. Kümmerle bisher keine einzige Erkrankung gegeben, obwohl vor allem in Norddeutschland nach wie vor Fledermäuse mit Tollwutviren infiziert sind. Zuletzt wurde im August 2010 in der Eifel eine Frau von einer flugunfähigen Fledermaus gebissen, die mit Tollwut infiziert war. Dr. Kümmerle: Bewohner von Häusern, in denen Fledermäuse Quartier bezogen haben, brauchen sich nicht impfen zu lassen. Wenn aber im Zimmer eines kleinen Kindes oder einer schlafenden Person eine Fledermaus aufgefunden wird, sollte das Tier untersucht werden und im Zweifelsfall eine Impfung erfolgen.