VBIO News

Größeres Gehirn, kleineres Gesicht: Menschliche Evolution verlief anders als gedacht

Mon, 06 Jul 2026 12:37:49 +0200

Die Gattung Homo, deren einziger heute lebender Vertreter der moderne Mensch ist, entstand vor etwa 2,5 Millionen Jahren. „Mit wenigen Ausnahmen war die Evolution der verschiedenen Homo-Arten durch eine Zunahme der Gehirngröße sowie eine Abnahme von Größe und Robustheit von Gesicht und Kiefern gekennzeichnet“, erklärt Prof. Dr. Katerina Harvati vom Senckenberg Centre for Human Evolution and Palaeoenvironment (SHEP) an der Universität Tübingen. „Gleichzeitig fanden bedeutende Verhaltensänderungen statt: Steinwerkzeuge wurden intensiver genutzt, Nahrung wurde zunehmend vielfältig beschafft und verarbeitet, Populationen breiteten sich über deutlich größere geografische Räume aus, und vermutlich entstanden komplexere soziale Strukturen.“

Seit Jahrzehnten gehen Forschende allgemein davon aus, dass diese Veränderungen das Ergebnis einer anhaltenden, gerichteten natürlichen Selektion waren – dass größere Gehirne begünstigt wurden, weil sie die kognitiven Fähigkeiten verbesserten, während kleinere Gesichter energetische Vorteile boten, da Werkzeuge zunehmend die Arbeit des Kauens übernahmen.
Professor Mark Hubbe von der University of Tennessee – Knoxville und Harvati untersuchten in ihrer neuen Studie, wie gut die morphologischen Veränderungen innerhalb der Gattung Homo zu verschiedenen Evolutionsmodellen passen – und stellten fest, dass die Daten eine andere Geschichte erzählen.

„Unsere Analysen bestätigen zwar die bekannten evolutionären Trends des Wachstums des Hirnschädels und der Reduktion des Gesichts, zeigen jedoch, dass die Unterschiede innerhalb unserer Gattung deutlich besser durch neutrale evolutionäre Prozesse und lange Phasen evolutionärer Stasis erklärt werden können“, erläutert Hubbe. Anders ausgedrückt: Die allmähliche Vergrößerung des Gehirns und Verkleinerung des Gesichts scheint nicht das Ergebnis eines stetigen, fortschreitenden Weges hin zur modernen menschlichen Form zu sein. Stattdessen spielten zufällige Veränderungen im Erbgut, stabilisierende Selektion sowie biologische und ökologische Einschränkungen vermutlich eine wesentlich größere Rolle als bislang angenommen.

Hubbe und Harvati analysierten die Daten dreidimensionaler Schädelmessungen von 87 Fossilien der Gattung Homo – von frühen Vertretern wie Homo habilis und Homo rudolfensis über Homo erectus und Homo heidelbergensis bis hin zu Neandertalern sowie frühen und heutigen Populationen von Homo sapiens. Der Datensatz umfasst den Großteil der gut erhaltenen Homininenfossilien aus den vergangenen zwei Millionen Jahren und macht die Untersuchung zu einer der umfassendsten Studien zu den evolutionären Veränderungen innerhalb unserer Gattung. „Wir haben diesen außergewöhnlichen Datensatz mithilfe statistischer Analysen mit sechs verschiedenen Evolutionsmodellen verglichen, um zu bewerten, welches Modell die beobachteten Veränderungen der Kopf- und Gesichtsmorphologie innerhalb der Gattung Homo am wahrscheinlichsten erklärt“, so Harvati. Zu den Modellen gehörten der bekannte Evolutionsprozess durch natürliche Selektion sowie andere gut erforschte Mechanismen, die in der Natur vorkommen – darunter neutrale Evolution, längere Phasen kaum wahrnehmbarer Veränderung und das „Modell des punktuierten Gleichgewichts“, also die Annahme, dass Arten über lange Zeiträume relativ stabil bleiben, bevor es in vergleichsweise kurzen Phasen zu schnellen evolutionären Veränderungen kommt.

Die Ergebnisse der Studie sprechen dafür, dass in der Entwicklung der Homo-Linie eine Mischung aus neutraler und begrenzter Evolution eine Rolle spielte. Dadurch ergeben sich Möglichkeiten, wichtige Zeitabschnitte genauer zu untersuchen, in denen sich die Bedingungen offenbar verändert haben.

Größere Phasen der Gehirnvergrößerung – etwa bei Homo heidelbergensis sowie später bei Homo sapiens und Neandertalern – fallen wahrscheinlich in Zeiten, in denen diese evolutionären Einschränkungen vorübergehend weniger stark waren. Die Forschenden verweisen dabei auf eine Kombination möglicher Faktoren, darunter Entwicklungsbiologie, metabolische und energetische Bedingungen sowie – besonders wichtig – kulturelle Innovation. „Kultur wirkt in vielerlei Hinsicht wie ein Puffer: Sie ermöglicht es uns, neue Lebensräume zu nutzen und mehr Ressourcen zu erschließen. Dadurch wird der Druck auf bestimmte Körperstrukturen geringer, weil sie weniger stark an Umweltbedingungen angepasst sein müssen“, erklärt Hubbe und fährt fort: „Auf diese Weise können Phasen verstärkter technologischer und kultureller Innovation schnelle evolutionäre Veränderungen auslösen. Solche Veränderungen waren für die Evolution der Gattung Homo eindeutig von großer Bedeutung, da sie unseren Vorfahren ermöglichten, die ernährungsphysiologischen Anforderungen größerer Gehirne zu bewältigen und die Vorteile höherer kognitiver Fähigkeiten voll auszuschöpfen.“

Ähnliche Mechanismen könnten auch evolutionäre Veränderungen erklären, die moderne Menschen von früheren Homo-Arten unterscheiden, so das Forschungsteam. So scheint die Gesichtsmorphologie der Neandertaler über lange Zeiträume hinweg stärker eingeschränkt geblieben zu sein, während das Gesicht moderner Menschen deutlich kleiner ist als das anderer genetischer Linien. „Möglicherweise standen auch diese späteren Veränderungen mit besonders tiefgreifenden Verhaltensänderungen im Zusammenhang, die mit dem Auftreten unserer Art einhergingen“, ergänzt Harvati.

Die Studie liefert keinen Beleg dafür, dass natürliche Selektion für die menschliche Evolution unbedeutend gewesen sei – sie verschiebt jedoch den Fokus darauf, welche Fragen besonders produktiv sein könnten. „Unsere Ergebnisse verlagern den Schwerpunkt“, resümiert Harvati. „Statt zu fragen, warum sich Menschen kontinuierlich in Richtung größerer Gehirne und kleinerer Gesichter entwickelt haben, wäre es sinnvoller zu untersuchen, unter welchen Bedingungen sich menschliche Populationen von bestehenden Einschränkungen lösen und neue Merkmale entwickeln konnten. Dieser Ansatz könnte besonders geeignet sein, um die Evolution unserer Gattung besser zu verstehen.“

Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung

Originalpublikation:

Hubbe, M., Harvati, K. Evolutionary drivers of encephalization and facial reduction in the genus Homo. Nat Commun17, 5625 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-74739-w

Wie die Freiheit der Wissenschaften bedroht wird – und wie ihre Resilienz aktiv gestärkt werden kann

Mon, 06 Jul 2026 11:16:31 +0200

Die Freiheit und Unabhängigkeit der Wissenschaft muss auch in Deutschland gegen zunehmende Anfeindungen und Angriffe verteidigt werden. Dabei kommt dem Wissenschaftssystem selbst und allen darin Beteiligten eine zentrale Rolle zu. Gerade sie können und sollten sich aktiv für die Resilienz von Wissenschaft einsetzen – in Kenntnis ihrer eigenen Verwundbarkeiten, in entschiedener Nutzung ihrer gegebenen Handlungsmöglichkeiten und auch im Schulterschluss mit anderen Akteuren aus Politik, Wirtschaft und Gesellschaft.

Dies sind die zentralen Thesen eines Positionspapiers, das jetzt von einer Ad-hoc-Arbeitsgruppe des Senats der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) vorgelegt worden ist. Vor dem Hintergrund aktueller Ereignisse und Entwicklungen in zahlreichen Staaten und auch in Deutschland werden darin Gefährdungsszenarien für die Wissenschaftsfreiheit und Optionen für ihren Schutz und ihre Stärkung beschrieben.

Das Papier ist die zweite Veröffentlichung der aus Mitgliedern des DFG-Senats und -Präsidiums bestehenden Arbeitsgruppe unter der Leitung der Vizepräsident*innen Professorin Dr. Britta Siegmund und Professor Dr. Johannes Grave. Sie war im vergangenen Jahr eingesetzt worden, um auf verschiedenen Feldern Vorschläge zur Resilienz der Wissenschaft und des Wissenschaftssystems zu erarbeiten. In ihrer ersten Stellungnahme hatte sie im März „Empfehlungen zur Resilienz von Forschungsdateninfrastrukturen“ formuliert.

Das jetzige „Positionspapier zur Stärkung der Freiheit und Resilienz der Wissenschaften“ wurde in den vergangenen Monaten von der AG und im Austausch mit in- und ausländischen Expert*innen aus Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft erarbeitet. Zuletzt war es Ende Juni auch auf der DFG-Jahresversammlung in den Gremien der größten Forschungsförderorganisation und zentralen Einrichtung für die Selbstverwaltung der Wissenschaft in Deutschland vorgestellt und diskutiert worden.

Vielfältige Gefährdung

In prägnanter Form beschreibt das Papier zunächst, auf welche Weise, von welchen Akteuren und mit welchen Absichten die Wissenschaftsfreiheit zunehmend unter Druck gesetzt wird. Angriffe auf einzelne Wissenschaftler*innen und deren Positionen sind hier ebenso denkbar oder bereits vielfach Realität wie solche auf bestimmte Wissenschaftsfelder und -institutionen. Andere Versuche wollen die Wissenschaften verächtlich machen oder ihnen bösartige Absichten unterstellen.

Noch darüber hinaus gehen Angriffe, die auf die Schwächung der öffentlichen Förderung von Wissenschaft abzielen, die Kontrolle über ein Wissenschaftssystem erlangen wollen oder im Zuge geopolitischer Krisen und Kriege nationale Wissenschaftssysteme in Gänze bedrohen.

Das Papier verweist hierbei jeweils auf Beispiele, etwa aus den USA und Ungarn sowie den Krieg in der Ukraine, nennt aber auch solche aus Deutschland wie die Anfeindungen von Virolog*innen während der Coronavirus-Pandemie oder das „Regierungsprogramm“ der AfD für die bevorstehenden Landtagswahlen in Sachsen-Anhalt.

Schwachstellen und Schutz

Begünstigt werden solche Angriffe dabei mitunter von potenziellen oder bereits realen Schwachstellen der Wissenschaft und des Wissenschaftssystems, befinden die Autor*innen im zweiten Teil des Papiers. So böten sich Gegner*innen zusätzliche Angriffspunkte, wenn etwa der Eindruck entstehe, die Wissenschaften selbst schränkten durch Selbstzensur oder Cancel-Culture die Wissenschaftsfreiheit ein. Auch der Eindruck mangelnder Qualitäts- und Selbstkontrolle mache die Wissenschaft verwundbar, ebenso der von Wissenschaft als selbstbezüglicher Elite oder als Wagenburg. Zur Selbstschwächung trügen ebenfalls Gutgläubigkeit und falsche Rationalitätserwartungen der Wissenschaft gegenüber ihren Gegner*innen bei, ebenso mangelnde interne Solidarität oder die irreführende Vorstellung, Wissenschaft sei apolitisch und könne sich schon deswegen nicht zur Wehr setzen.

Überdies benennt das Papier konkrete Schwachstellen des deutschen Wissenschaftssystems, so unter anderem individuelle Risiken, die durch Abhängigkeiten und unangemessen kurze Beschäftigungsverhältnisse entstehen können.

Trotz der vielfältigen Bedrohungen machen die Autor*innen im dritten Teil des Papiers eine Reihe von schützenden Faktoren aus. An erster Stelle sehen sie hier die im Grundgesetz als Grundrecht verankerte Freiheit von Forschung und Lehre. Wissenschaft in Deutschland sei zudem mit anderen Akteuren aus Wirtschaft und Gesellschaft eng verbunden und genieße auch in ihrer Bedeutung für die ökonomische und soziale Entwicklung hohes Vertrauen. Gegner der Wissenschaftsfreiheit müssten daher auch mit Widerstand von außerhalb der Wissenschaft rechnen.

Wo gehandelt werden kann – und sollte

Daran anknüpfend skizziert das Positionspapier zunächst eine Reihe von Handlungsoptionen zur präventiven Stärkung von Resilienz. Eine enge und vertrauensvolle Vernetzung unter den Akteuren der Wissenschaften und des Wissenschaftssystems selbst gehört genauso hierzu wie die Bildung von Allianzen mit der Wirtschaft und Akteuren der Zivilgesellschaft. Zur besseren Vorkehr solle auch die Forschung zu Programmen und Strategien der Gegner*innen der Wissenschaftsfreiheit sowie allgemein zum Verhältnis von Wissenschaft, Politik und Gesellschaft ausgebaut werden.

Darüber hinaus müssten die hohen Standards der wissenschaftlichen Selbstverwaltung und Selbstkontrolle kontinuierlich geschärft und gesichert werden. Vonnöten sei ferner eine kritische Selbstreflexion der Wissenschaft, die nicht zuletzt die Unterschiede zu anderen Erkenntnisformen sowie zwischen wissenschaftlichen Positionen und allgemeinen Meinungen markiere, und eine authentische Wissenschaftskommunikation, die statt reiner Erfolgsmeldungen auch die Vorläufigkeit des Wissens sowie Erkenntnislücken und Fehlschläge thematisiere. Auf institutioneller Ebene plädieren die Autor*innen dafür, Verfahren, Satzungen und Entscheidungswege noch stärker gegen Missbrauch zu schützen, und nennen hier die Einstimmigkeitsregelungen als Beispiel. Auch in Sachen Forschungssicherheit und Forschungsinfrastrukturen sei präventiv zu handeln.

So wie das gesamte Papier richten sich auch diese Handlungsoptionen zunächst an das Wissenschaftssystem selbst und die darin Beteiligten. Die Autor*innen weisen jedoch jeweils auf mögliche weitere Akteure hin, mit denen gemeinsam sich die Freiheit der Wissenschaft schützen und ihre Resilienz stärken ließe. Dazu gehörten auch die Politik mit den für Wissenschaft zuständigen Ministerien im Bund und in den Ländern und die einschlägigen Bund-Länder-Gremien. Diese seien besonders dort gefragt, wo es um den Abbau individueller Unsicherheiten und Risiken für Wissenschaftler*innen und um den Schutz vor politischer Einwirkung mittels finanzieller Eingriffe gehe.

Im Falle konkreter Angriffe sollten die Wissenschaften und ihre Akteure nach Ansicht der Arbeitsgruppe gegebenenfalls auch Formen des öffentlichen Protests ergreifen. Darüber hinaus seien praktische Solidarität und Unterstützung gefragt, sowohl auf individueller Ebene als auch institutionell, etwa in Form einer „kollektiven Beistandspflicht“. Die grundgesetzliche Verankerung der Wissenschaftsfreiheit mache schließlich auch juristische Gegenwehr zu einer möglichen wirksamen Antwort.

DFG

Das „Positionspapier zur Stärkung der Freiheit und Resilienz der Wissenschaften“ in vollem Wortlaut: https://zenodo.org/records/20830205

Neuer Standort für internationale Bio-Forschungsdatenbank in Frankfurt

Mon, 06 Jul 2026 10:19:11 +0200

Seit 1995 sammeln Forschende auf der ganzen Welt NMR-Daten von Biomolekülen – Proteinen, RNA und DNA – in der Biological Magnetic Resonance Data Bank BMRB in den USA. Diese Daten geben Auskunft über die atomgenaue, dreidimensionale Struktur der Biomoleküle und ihre Wechselwirkungen mit weiteren Molekülen. Sie zeigen also zum Beispiel, wie RNA an ein bestimmtes Protein binden kann. Neben grundlagenwissenschaftlichen Forschungsfragen, häufig zu Funktionsweisen und Bewegungsvorgängen von Proteinen, ermitteln Forschende NMR-Strukturdaten, um zum Beispiel die Bindung medizinischer Wirkstoffe an die Biomoleküle zu untersuchen und vorauszusagen. Die BMRB umfasst heute rund 15600 Einträge für Proteine und Peptide und Hunderte Einträge für RNA und DNA. Für rund 8500 dieser Einträge sind die korrespondierenden 3D-Strukturen der Biomoleküle hinterlegt.

Seit vielen Jahren stammt ein immer größerer Anteil dieser NMR-Daten aus asiatischen und europäischen Ländern. Daher wurde 2021 die Biological Magnetic Resonance Data Bank Japan (BMRBj) ins Leben gerufen, und jetzt soll die europäische BMRBe die Erfassung und Speicherung der Daten unterstützen. Mit finanzieller Förderung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft baut jetzt das Biomagnetische Resonanzzentrum (BMRZ) der Goethe-Universität unterstützt vom Center for Scientific Computing diese Datenbank auf.

Projektleiter Prof. Harald Schwalbe, BMRZ-Vorstandsmitglied und Direktor des europäischen Netzwerks strukturbiologischer Forschungsinfrastruktur (Instruct-ERIC), erklärt: „Wir entwickeln eine Software, mit denen die NMR-Daten vom Experiment an einem NMR-Spektrometer irgendwo in Europa direkt in die Datenbank übertragen werden können und die uns bei der Überprüfung der Daten etwa auf Datenfehler unterstützen wird.“

Dabei sind die Datenmengen, die bei NMR-Experimenten anfallen, vergleichsweise gering: Die US-amerikanische BMRB verzeichnet einen jährlichen Datenzuwachs von lediglich einem Terabyte – eine Datenmenge, die sich auf einem handelsüblichen PCs speichern lässt.

Die europäische BMRBe soll künftig allerdings nicht nur dieselben Daten enthalten wie ihre US-amerikanische Schwester, sondern auch zusätzliche Informationen enthalten, wie Schwalbe erklärt: „Wir werden über die Strukturdaten hinaus auch die Reaktivität der Biomoleküle erfassen, also ob zum Beispiel ein Protein A besser von einer Substanz B oder C inhibiert wird.“ Dies spiele für die Arzneimittelforschung eine wichtige Rolle, so der Strukturbiologe: „KI-Anwendungen spielen in der medizinischen Wirkstoffentwicklung oder auch in der Analyse von Stoffwechselprodukten – den Metabolomics – eine immer größere Rolle, und die BMRBe stellt eine Datenbank sehr sorgfältig kuratierter Daten her, um solche KIs entwickeln und trainieren zu können.“

Goethe-Universität Frankfurt

https://instruct-eric.org/

Neue Datenbank zur Kohlenstoffbilanzierung in tropischen Wäldern

Mon, 06 Jul 2026 10:09:36 +0200

Tropische Feuchtwälder umfassen 70 Prozent der globalen lebenden Biomasse. Abholzung und Degradation, also die partielle Schädigung von Baumbeständen, sowie die anschließende Regeneration der Wälder spielen daher für den globalen Kohlenstoffkreislauf eine herausragende Rolle. Während die Effekte großflächiger tropischer Entwaldung gut verstanden sind, sind die Auswirkungen von Walddegradation bislang höchst ungewiss geblieben. Eine groß angelegte internationale Studie unter Leitung von Dr. Viola Heinrich vom GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung in Potsdam (Deutschland) und Dr. Amelia Holcomb von der University of Cambridge im Vereinigten Königreich fasst nun Daten aus 146 Studien zu tropischen Feuchtwäldern seit 1988 zusammen und bietet eine der bislang umfassendsten Bewertungen der Kohlenstoffdynamik nach Waldstörungen und -regeneration. Die Forschenden zeigen und quantifizieren u.a., dass auch Walddegradation zu erheblichen Kohlenstoffverlusten in der oberirdischen Biomasse führt. Allerdings binden Wälder, die einen Teil ihrer strukturellen Integrität bewahren, Kohlenstoff wesentlich schneller wieder als Flächen, die durch Abholzung vollständig gerodet wurden. Die Studie wurde im Fachmagazin Science Advances veröffentlicht. Die in ihrem Rahmen zusammengestellte Datenbank und die quantitative Metaanalyse werden dazu beitragen, die Modellierung von Waldkohlenstoff, nationale Treibhausgasinventare und die Berichterstattung an die Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen (UNFCCC) zu verbessern.

Bedeutung tropischer Feuchtwälder für den globalen Kohlenstoffkreislauf

Tropische Feuchtwälder spielen für den globalen Kohlenstoffkreislauf eine herausragende Rolle. Sie umfassen etwa 70 Prozent der weltweiten lebenden Biomasse und machten in der Vergangenheit etwa ein Drittel der globalen terrestrischen Kohlenstoffsenke aus. Entwaldung und Walddegradation, also die partielle Schädigung von Wald etwa durch selektiven Holzeinschlag, Waldbrände im Unterholz, Windbruch oder Dürre, verringern das Potenzial der Wälder als Kohlenstoffsenke und führen gleichzeitig zu Kohlenstoffemissionen, weil bei Verbrennung oder Verrottung toter Biomasse CO2 freigesetzt wird.

„Eine genaue und einheitliche Bilanzierung der Kohlenstoffverluste und -gewinne ist für nationale und internationale Berichte wie den National Greenhouse Gas Inventories (NGHGI), Forest Reference Emissions Levels (FREL) und auch im Rahmen von IPCC von großer Bedeutung“, erläutert Dr. Viola Heinrich, Wissenschaftlerin in der Sektion 1.4 „Fernerkundung und Geoinformatik“ am GFZ und Co-Erstautorin der neuen Studie.

Während Kohlenstoffverluste im Zusammenhang mit großflächiger tropischer Entwaldung im Allgemeinen gut dokumentiert und quantifiziert sind, gelang dies im Zusammenhang mit Degradation bislang nur schwer. So werden Kohlenstoffgewinne aus der Waldregeneration derzeit in Kohlenstoffkreislaufmodellen und nationalen Berichten mit uneinheitlicher Detailgenauigkeit dargestellt. Auch Kohlenstoffverluste durch Walddegradation werden entweder uneinheitlich gemeldet oder ganz weggelassen.

„Fortschritte in der satellitengestützten Fernerkundung seit ca. 2015 ermöglichen in Kombination mit Daten aus Feldparzellen und Luftbildaufnahmen zunehmend eine Unterscheidung zwischen Entwaldung und Degradation und den damit verbundenen Kohlenstoffverlusten und -gewinnen“, erläutert Viola Heinrich.

Neue, groß angelegte Metaanalyse fasst Daten aus 146 Studien zusammen

Um die klimatische Rolle der tropischen Wälder besser zu verstehen und die Darstellung von Walddegradation und -regeneration in der Kohlenstoffbilanzierung und Klimaberichterstattung zu verbessern, wurde nun im Rahmen der in Science Advances veröffentlichten Studie eine harmonisierte Datenbank und eine Synthese entwickelt. Unter der Leitung von Dr. Viola Heinrich vom GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung in Potsdam (Deutschland), und Dr. Amelia Holcomb, damals University of Cambridge im Vereinigten Königreich, jetzt University of Maryland (USA), arbeitete ein internationales Konsortium von 41 Autor:innen aus 34 Institutionen zusammen.

Das Forschungsteam fasste Daten aus 146 Studien zu tropischen Feuchtwäldern seit 1990 zusammen und bietet damit eine der bislang umfassendsten und differenziertesten Bewertungen der Kohlenstoffdynamik nach Waldstörungen und -regeneration – sowohl vom Menschen verursacht als auch mit natürlichen Ursachen.

Ergebnisse I: Brände, Holzeinschlag und Fragmentierung verursachen erhebliche Kohlenstoffverluste

Die neue Metaanalyse zeigt, dass die unmittelbaren Verluste an oberirdischem Kohlenstoff nach vom Menschen verursachten Störungen erheblich sein können, und sie identifiziert und quantifiziert die wichtigsten Faktoren:

• Waldbrände verursachten durchschnittliche Kohlenstoffverluste von 49 %
• Selektiver Holzeinschlag führte zu durchschnittlichen Kohlenstoffverluste von 34 %
• Waldrandeffekte führten zu durchschnittlichen Kohlenstoffverlusten von 31 %
• Intensivere und häufigere Störungen erhöhen den Kohlenstoffverlust deutlich

„Unsere Synthese unterstreicht, dass Degradations- und Regenerationsprozesse in der Kohlenstoffberichterstattung und -modellierung umfassender berücksichtigt werden müssen“, resümiert Viola Heinrich.

Ergebnisse II: Degradierte Wälder erholen sich schneller als vollständig gerodete Flächen

Die Analyse deckte zudem wichtige Unterschiede bei den Regenerationswegen der Wälder auf.

Nach 20 Jahren Regeneration hatte sich in vormals degradierten Wäldern deutlich mehr oberirdischer Kohlenstoff angesammelt als in Wäldern, die sich nach vollständiger Abholzung regenerierten. Die Kohlenstoffvorräte in sich erholenden degradierten Wäldern erreichten mit 41–117 % höhere Werte als in Sekundärwäldern nach vollständiger Rodung mit 1–74 %.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Erhaltung der Waldstruktur, der Böden, der Samenquellen und der ökologischen Vernetzung die Fähigkeit tropischer Wälder, Kohlenstoff zu binden, erheblich verbessert.

„Walddegradation verläuft auf einem Kontinuum, und ein degradierter Wald ist kein verlorener Wald – jede Maßnahme, die wir ergreifen können, um die Intensität und Häufigkeit von Störungen zu verringern, trägt dazu bei, die strukturelle Integrität zu erhalten, die diese Ökosysteme benötigen, um sich zu erholen“, schlussfolgert Dr. Amelia Holcomb, Mitautorin von der University of Cambridge, Großbritannien, die nun an der University of Maryland, USA, tätig ist.

Bedeutung der Studie für die Verbesserung der Kohlenstoffbilanzierung und Klimapolitik

Die Autor:innen betonen, dass die zusammengestellte Datenbank und die quantifizierende Metaanalyse dazu beitragen werden, die Modellierung von Waldkohlenstoff zu verbessern und sowohl die gesamte klimatische Rolle tropischer Wälder besser zu verstehen als auch nationale Treibhausgasinventare und die Berichterstattung an die Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen (UNFCCC) zu vereinheitlichen und zu präzisieren.

Marieke Sandker von der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO), die nicht an der Studie beteiligt war, meint: „Die Werte aus dieser Studie lassen sich mit den Schätzungen des Kohlenstoffhaushalts aus den nationalen Waldinventaren der einzelnen Länder kombinieren, um Emissionsfaktoren für Waldschäden zu ermitteln und damit eine häufige Lücke in der Berichterstattung zu schließen. Dies trägt nicht nur zu einem besseren Verständnis der Kohlenstoffflüsse bei, sondern eröffnet möglicherweise auch den Zugang zu Klimafinanzierungen.“

Erste Länder bekunden bereits Interesse daran, die Ergebnisse und die zugrunde liegende Datenbank auf die Referenzemissionswerte für Wälder (FRELs) und andere nationale Berichtsrahmen anzuwenden. Nigeria hat sie bereits genutzt, um die Emissionen aus Walddegradation in seinem FREL-Beitrag für 2026 zu schätzen.

Die Synthese erscheint zu einem entscheidenden Zeitpunkt, da Regierungen genauere Schätzungen der Emissionen und des Kohlenstoffabbaus aus Wäldern anstreben, um Klimaschutzziele, die Umsetzung des UN-Waldschutzkonzeptes REDD+ und den Erhalt der biologischen Vielfalt zu unterstützen.

„Erhebliche Kohlenstoffverluste und -gewinne durch Degradation und Regeneration sind nun besser charakterisiert“, sagt Mitautor Prof. Luiz Aragão vom Nationalen Institut für Weltraumforschung (INPE) in Brasilien. „Diese Evidenzbasis kann politische Maßnahmen zur Eindämmung der Walddegradation und zur Förderung der Regeneration als Teil globaler Klimaschutzbemühungen unterstützen.“

Eine globale wissenschaftliche Zusammenarbeit

Die Studie ist das Ergebnis einer groß angelegten internationalen wissenschaftlichen Zusammenarbeit, an der Forschende aus tropischen Waldregionen und Forschungseinrichtungen in aller Welt beteiligt waren. Sie wurde im März 2024 initiiert, im Rahmen Workshops „Quantifying Regrowth and Recovery from Deforestation and Degradation“ (R2D2), der von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und dem World Resources Institute (WRI) finanziert und durch das GFOI-F&E-Programm unterstützt wurde, dessen Ziel es ist, die wissenschaftliche Grundlage für die Waldüberwachung und Kohlenstoffabschätzung der Länder zu verbessern.

GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung

Originalpublikation:

V. Heinrich, A. Holcomb et al., A meta-analysis of carbon losses and gains from tropical moist forest degradation and regeneration. Science Advances (2026), DOI: 10.1126/sciadv.adz1923

Schlüsselprotein βKNL2 steuert korrekte Chromosomenverteilung bei Arabidopsis thaliana

Fri, 03 Jul 2026 11:53:55 +0200

Damit aus einer einzelnen Zelle neue Blätter, Wurzeln, Blüten oder auch Samen entstehen können, muss das Erbgut bei jeder Zellteilung exakt auf die Tochterzellen verteilt werden. Bereits kleinste Fehler können dazu führen, dass wichtige Informationen verloren gehen oder die Chromosomen falsch verteilt werden. Eine Schlüsselrolle in diesem Prozess spielt das sogenannte Kinetochor. Dabei handelt es sich um einen zentralen Proteinkomplex, der sich am Zentromer des Chromosoms bildet. Das Zentromer ist der Bereich, an dem bei der Zellteilung die Zugfasern ansetzen, um eine korrekte Verteilung auf die Tochterzellen zu gewährleisten.

Während der Zellteilung ziehen feine Eiweißfasern, die sogenannten Spindelfasern, die Chromosomen auseinander und verteilen sie auf die Tochterzellen. Der Kinetochor verbindet das Chromosom mit den Spindelfasern und sorgt dafür, dass die genetische Information vollständig und sicher an den richtigen Ort gelangt. Die große Schwierigkeit besteht aber vorab darin, dass die Zelle genau erkennen muss, an welcher Stelle das Kinetochor aufgebaut werden soll.

Um diesen Mechanismus besser zu verstehen, kombinierten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedene moderne Methoden der Molekularbiologie. Sie veränderten einzelne Bereiche des Proteins βKNL2 und beobachteten, wie sich diese Veränderungen auf die Position des Proteins innerhalb der Zelle auswirkten. Mit fluoreszierenden Markierungen konnten sie unter dem Mikroskop sichtbar machen, ob das Protein βKNL2 weiterhin seinen Weg zum Zentromer fand oder sich an falschen Stellen der Zelle ansammelte.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass βKNL2 nicht zufällig am Zentromer auftritt.“ Das Protein besitzt spezialisierte Bereiche, die es genau an den Ort führen, an dem der Kinetochor aufgebaut werden muss“, erklärte Ramakrishna Yadala, Erstautor der Studie vom IPK Leibniz-Institut.

Das Forschungsteam entdeckte, dass zwei Bereiche von βKNL2 besonders wichtig sind, damit das Protein seinen Zielort erreicht: die sogenannte SANTA-Domäne sowie einige Abschnitte am C-Terminus des Proteins, dem Ende der Proteinkette. Eine Domäne ist ein Bereich eines Proteins, der eine bestimmte Aufgabe erfüllt. So hilft die SANTA-Domäne βKNL2, die richtige Stelle in der Zelle zu finden. Wurden diese Bereiche entfernt oder verändert, konnte βKNL2 das Zentromer nicht mehr zuverlässig erreichen.

Doch nicht nur das: „Wir konnten auch zeigen, dass βKNL2 nicht allein arbeitet. Es erkennt die DNA des Zentromers und bildet Verbindungen zu anderen molekularen Partnern. Erst dieses Zusammenspiel ermöglicht den Aufbau der Strukturen, die später für eine fehlerfreie Chromosomenverteilung notwendig sind“, erklärte Ramakrishna Yadala. Insbesondere ein Abschnitt am Ende von βKNL2, das sogenannte Motiv III, spielt eine wichtige Rolle bei der Bindung an die DNA. Das eng verwandte Protein αKNL2 wiederum hilft bei der korrekten Positionierung von βKNL2 und bildet gemeinsam mit ihm einen funktionellen Komplex.

Mithilfe von KI-Tools konnte das IPK-Forschungsteam zudem die räumliche Anordnung der beteiligten Proteine modellieren und so deren Zusammenhänge besser verstehen. Die Analysen zeigten, dass βKNL2 nicht nur mit αKNL2 interagiert, sondern sich auch mit einer zweiten βKNL2-Einheit zu einem Verbund zusammenschließen kann.

„Unsere Arbeit liefert letztlich ein neues Bild davon, wie sich die Bausteine des Kinetochors organisieren“, sagt Dr. Inna Lermontova, Leiterin der Arbeitsgruppe „Kinetochor-Biologie“ am IPK. „βKNL2 wirkt also nicht nur als Wegweiser zum Zentromer, sondern auch als aktiver Bestandteil eines molekularen Gerüsts, das den Aufbau dieser lebenswichtigen Struktur unterstützt.“

IPK Leibniz-Institut

Originalpublikation:

Yadala et al. (2026): Structural Basis of βKNL2 Centromeric Targeting Mechanism and Its Role in Plant-Specific Kinetochore Assembly. Nucleic Acids Research. DOI: 10.1093/nar/gkag605, https://doi.org/10.1093/nar/gkag605

Programmierbare molekulare Maschinen rücken näher: Robuster elektrischer DNA-Schalter entwickelt

Fri, 03 Jul 2026 11:35:20 +0200

Der Schalter besteht aus DNA-Origami, also aus DNA-Fäden, die sich gezielt zu winzigen Bauteilen falten lassen. Das Team entwickelte daraus einen DNA-Schalter mit zwei stabilen Stellungen. Ein kurzer elektrischer Impuls genügt, um die Struktur innerhalb von Millisekunden von einer Stellung in die andere zu bringen. Danach bleibt sie ohne weitere Energiezufuhr in ihrer neuen Position.

Das ist ein wichtiger Schritt für die Entwicklung molekularer Maschinen. Denn solche Systeme müssen sich nicht nur gezielt schalten lassen, sondern auch dauerhaft zuverlässig arbeiten. Genau das zeigt der neue Schalter: In den Messungen blieben einzelne Bauteile über Stunden stabil, erreichten mehr als 200.000 Schaltzyklen und zeigten in einem weiteren Versuchsaufbau auch nach rund einer Million Ansteuerungen noch robustes Schaltverhalten.

Zwei mögliche Anwendungen schon erfolgreich getestet

„Mit unserem Design konnten wir zeigen, dass sich ein DNA-basierter Schalter nicht nur schnell und präzise ansteuern lässt, sondern auch ungewöhnlich ausdauernd ist“, sagt Prof. Friedrich Simmel, Professor für Physik synthetischer Biosysteme an der TUM School of Natural Sciences. „Damit wird es realistischer, DNA-basierte Bauteile künftig als funktionale Elemente molekularer Maschinen einzusetzen.“

Zwei Anwendungen konnte das Forschungsteam bereits durchtesten. In einem Versuchsaufbau koppelte es den Schalter an Goldnanostäbchen. So ließ sich ein optisches Signal je nach Stellung des Schalters an- und abschalten. In einem zweiten Experiment nutzte das Team den Schalter, um eine Bindestelle für andere DNA-Stränge abwechselnd freizugeben oder abzudecken. Dadurch ließ sich die Geschwindigkeit dieses Bindungsprozesses steuern. Die Arbeit zeigt damit nicht nur ein einzelnes neues Nanobauteil. Sie liefert auch eine Grundlage, um Ausdauer, Verschleiß und mögliche Fehler von molekularen Schaltern systematisch zu untersuchen. Erstautor Florian Rothfischer sagte: „In Zukunft könnten solche elektrisch steuerbaren DNA-Systeme unter anderem für molekulare Informationsverarbeitung, bei optischen Nanobauteilen und bei der gezielten Steuerung chemischer Reaktionen interessant werden.“

Die Experimente wurden unter kontrollierten Laborbedingungen und in speziellen Messaufbauten durchgeführt. Die Ergebnisse belegen, dass das Konzept unter diesen Bedingungen zuverlässig funktioniert. Bis zu möglichen technischen Anwendungen außerhalb solcher Laborumgebungen sind jedoch weitere Entwicklungsschritte nötig.

Technische Universität München

Originalpublikation:

Rothscher et al: A high-endurance DNA origami snap-through switch for functional nanoscale control. Science Robotics, 24. Juni 2026. DOI: 10.1126/scirobotics.aec7796

Jagdverhalten prägt die Evolution der Spinnenaugen

Fri, 03 Jul 2026 10:40:09 +0200

Wie Tiere ihre Umwelt wahrnehmen, beeinflusst maßgeblich, wie sie Nahrung finden, Gefahren erkennen und sich orientieren. Bei Wirbeltieren mit zwei Augen verrät die Stellung der Augen häufig die Lebensweise: Räuber wie Löwen besitzen nach vorn gerichtete Augen für präzises räumliches Sehen, während Beutetiere wie Hirsche seitlich angeordnete Augen haben, die ein breites Sichtfeld ermöglichen. Doch wie funktioniert dieses Prinzip bei Spinnen, die meist über acht Augen in unterschiedlichsten Anordnungen verfügen?

Dieser Frage ist ein internationales Forschungsteam in einer neuen Studie nachgegangen. Anhand von 52 Spinnenarten untersuchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mithilfe hochauflösender Röntgen-Computertomographie, geometrischer Morphometrie und evolutionsbiologischer Modellierungen, wie sich Position, Ausrichtung und Blickwinkel der Spinnenaugen im Verlauf der Evolution verändert haben.

Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Augenanordnungen der Spinnen im Laufe der Evolution stark diversifiziert haben. Während ursprüngliche Spinnenlinien, wie etwa Falltürspinnen, noch eine zentrale Anordnung der Augen besitzen, entwickelten Radnetzspinnen eine ringförmige Verteilung. Mehrere evolutionär jüngere Gruppen weisen hingegen eine auffällige Konzentration mehrerer Augenpaare im vorderen Bereich des Vorderkörpers auf.

Besonders ausgeprägt ist diese Entwicklung bei visuell jagenden Spinnen. Die Studie zeigt, dass ihre Augenanordnungen die größte morphologische Vielfalt sowie die höchsten Evolutionsraten aufweisen. Unabhängig voneinander entwickelten verschiedene Linien eine ähnliche Konfiguration, bei der mehrere Augenpaare nach vorne ausgerichtet sind. Dadurch können mehrere Augen denselben Bereich des Sichtfeldes gleichzeitig erfassen und ihre Informationen kombinieren. Dies verbessert vermutlich die Bewegungswahrnehmung, ermöglicht hochauflösendes Sehen und erleichtert die Einschätzung von Entfernungen. Der vordere Bereich des Spinnenkörpers wird damit zu einem vielseitigen visuellen Zentrum, in dem verschiedene Augen unterschiedliche Aufgaben übernehmen und dennoch gemeinsam dasselbe Ziel verfolgen.

Darüber hinaus zeigt die Studie, dass das visuelle System der Spinnen modular aufgebaut ist. Position und Ausrichtung einzelner Augenpaare können sich weitgehend unabhängig voneinander entwickeln. Das Sehsystem bildet somit keine starre Einheit, sondern eine flexible Struktur, die im Verlauf der Evolution unterschiedlich angepasst werden kann. Diese Modularität hat es Spinnen ermöglicht, ihre visuellen Fähigkeiten optimal an verschiedene Jagdstrategien und ökologische Lebensräume anzupassen.

„Spinnen sind ein außergewöhnliches Modellsystem, um zu verstehen, wie sich Sehen im Laufe der Evolution entwickelt“, erklärt Erstautor Atal Pande. „Im Gegensatz zu Tieren mit nur zwei Augen verfügen Spinnen über mehrere visuelle Module, die sich teilweise unabhängig voneinander verändern können. Dadurch eröffnet die Evolution deutlich mehr Möglichkeiten, das visuelle System anzupassen – und erklärt die bemerkenswerte Vielfalt der Augenanordnungen bei Spinnen.“

Die Studie liefert neue Erkenntnisse darüber, wie natürliche Selektion komplexe Sinnessysteme an ökologische Anforderungen anpasst. Gleichzeitig könnten die Ergebnisse langfristig auch Impulse für die Entwicklung neuartiger visueller Sensorsysteme in der Robotik und bei autonomen Technologien liefern.

Museum für Naturkunde - Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung

Originalpublikation:

Pande A, Rose L, England S etal.: Hunting ecology predicts eye arrangements in the modular visual system of spiders, Current Biology, 2026, DOI: 10.1016/j.cub.2026.06.019

Mikrobielles Erbe gegen Stress

Fri, 03 Jul 2026 10:36:01 +0200

„Stress endet nicht im Kopf. Er verändert den ganzen Körper, die Hormone, das Immunsystem und vermutlich auch das Zusammenspiel mit den Darmbakterien“, sagt Professor Stefan O. Reber, Leiter der Sektion für Molekulare Psychosomatik an der Klinik für Psychosomatische Medizin und Psychotherapie des Universitätsklinikums Ulm. Reber koordinierte die Studie gemeinsam mit seinem Fachkollegen Professor David A. Slattery von der Goethe-Universität Frankfurt. „Uns interessiert, warum derselbe Stressor bei manchen Organismen schwerwiegende gesundheitliche Folgen hat, während andere widerstandsfähig bleiben.“ Diese Frage erforscht Rebers Sektion an der Schnittstelle von Stressforschung, Immunologie und Mikrobiomforschung.

Neu in der aktuellen Studie ist der Blick auf die nächste Generation: Kann ein mikrobieller Reiz der Muttergeneration die Stressresilienz ihrer Nachkommen beeinflussen? Dabei knüpft das Team an die sogenannte „Old Friends“-Hypothese an. Mit den „alten Freunden“ sind Mikroorganismen aus der Umwelt gemeint, die Mensch und Tier über lange Zeiträume der Evolution begleitet haben. Weil sich auch das Immunsystem in Gegenwart solcher Mikroorganismen entwickelt hat, könnten ihre Signale bis heute dazu beitragen, Stressfolgen abzumildern. Etwa indem sie dem Immunsystem helfen, harmlose Reize von echten Gefahren zu unterscheiden und Entzündungsreaktionen angemessen zu regulieren.

In modernen, stark urbanisierten Lebensräumen ist der Kontakt mit solchen Mikroorganismen aber oft eingeschränkt, was dazu beitragen könnte, dass wichtige Reize für die Immunregulation fehlen. Das ist insbesondere für stressassoziierte psychosomatische Krankheitsbilder relevant, darunter Angststörungen, Depressionen, Herz-Kreislauf-Störungen oder entzündliche Darmerkrankungen. Denn viele davon gehen mit einer Überreaktion des Immunsystems und dauerhaften unterschwelligen Entzündungsprozessen einher.

In der aktuellen Studie behandelten die Forschenden weibliche Mäuse mit einem Umweltbakterium. Vor einer Trächtigkeit erhielten die Tiere ein durch Hitze inaktiviertes Präparat des nicht krankmachenden Bodenbakteriums Mycobacterium vaccae ATCC 15483ᵀ. Anschließend untersuchten die Forschenden, wie die Nachkommen im Erwachsenenalter auf chronischen psychosozialen Stress reagierten. Dafür analysierten sie Verhalten, körperliche Stressfolgen, Immunsystem und Mikrobiom der Tiere. Erfasst wurden unter anderem generelle und soziale Ängstlichkeit, Skelettwachstum, immunologische Veränderungen etwa am Thymus oder der Milz sowie Veränderungen des Darmmikrobioms.

„Dabei zeigte sich, dass die Nachkommen der behandelten Muttertiere im Erwachsenenalter besser vor typischen Folgen von Stress geschützt waren als die Nachkommen unbehandelter Tiere“, sagt Jessica Schiele, Doktorandin in der Sektion für Molekulare Psychosomatik des Universitätsklinikums Ulm und Erstautorin der Studie. Besonders deutlich war dieser Effekt bei männlichen Nachkommen: Bei ihnen fielen mehrere körperliche Stressfolgen geringer aus, etwa Veränderungen an Milz, Thymus und Knochen. Auch Hinweise auf eine Belastung des Immunsystems waren weniger ausgeprägt.

Die weiblichen Befunde waren schwerer zu interpretieren, weil das Stressverfahren bei weiblichen Nachkommen weniger klare Stresszeichen auslöste. „Grundsätzlich aber sehen wir, dass die Behandlung der Muttergeneration einen biologischen Effekt in der nächsten Generation auslösen kann“, so Professor Reber. „Was die Befunde so interessant macht, ist dass der Effekt sich bei Nachkommen zeigt, obwohl sie selbst nicht mit dem Bakterium behandelt worden waren.“ Eine Rolle könnte dabei auch das Darmmikrobiom spielen. Die Forschenden fanden Hinweise darauf, dass sich nach Behandlung der Muttertiere bei den Nachkommen auch die Zusammensetzung der Darmbakterien veränderte. Unter anderem war das Mikrobiom vielfältiger. Zudem traten bestimmte Bakteriengruppen häufiger auf, die zur Darmgesundheit und Immunregulation beitragen können, etwa weil sie Stoffwechselprodukte wie kurzkettige Fettsäuren bilden.

„Die Ergebnisse lassen sich zwar nicht unmittelbar auf den Menschen übertragen“, erklärt Schiele. „Aber unsere Daten weisen darauf hin, dass das Mikrobiom ein möglicher Vermittler dieser generationsübergreifenden Effekte sein könnte.“ Damit liefert die Studie neue Ansätze, um besser zu verstehen, wie mikrobielle Umweltkontakte, Immunsystem, Darmmikrobiom und Stressresilienz zusammenhängen.

Langfristig könnten ihre Erkenntnisse dazu beitragen, stressassoziierte psychosomatische Erkrankungen besser zu verstehen und neue Präventionsstrategien zu entwickeln, die ein gesundes und vielfältiges Darmmikrobiom unterstützen. Denkbar wären neben Probiotika, also Präparaten mit nützlichen Mikroorganismen, auch Präbiotika, die als Nahrungsbestandteile nützliche Darmbakterien fördern. Eine weitere Möglichkeit wären sogenannte Postbiotika, etwa Bestandteile hitzeinaktivierter „Alter Freunde“, die als Nahrungsergänzungsmittel eingesetzt werden könnten. Gefördert wurde die Studie durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. An der Arbeit beteiligt waren Forschende aus mehreren Einrichtungen des Universitätsklinikums Ulm, von der Goethe-Universität Frankfurt und von der University of Colorado Boulder in den USA.

Universität Ulm

Originalpublikation:

Schiele, J., Tsai, P. L., et al. (2026). Microbial Legacy: Mycobacterium vaccae ATCC 15483ᵀ intergenerationally diversifies the microbiome and enhances stress resilience in male mice. Molecular Psychiatry. https://doi.org/10.1038/s41380-026-03638-9

Frühlingsgefühle bei Fledermäusen?

Fri, 03 Jul 2026 10:29:29 +0200

Untersucht wurden mehrere hundert Tiere an vier Standorten in Nordostdeutschland – bei Havelberg in Sachsen-Anhalt, bei Greifswald in Mecklenburg-Vorpommern sowie an zwei weiteren Standorten in Brandenburg. Die Untersuchungen fanden in alten, strukturreichen Wäldern mit Baumhöhlen und Fledermauskästen statt.

„Unsere Daten liefern mehrere unabhängige Hinweise darauf, dass auch im Frühjahr noch Fortpflanzungsprozesse stattfinden“, sagt Erstautorin Xenia Mathgen, die die Studie im Rahmen ihrer Masterarbeit an der Universität Greifswald durchgeführt hat. „Das bedeutet, dass die Paarung im Herbst nicht der einzige relevante Zeitraum ist. Das Paarungsverhalten ist deutlich flexibler, als bislang angenommen“, so Mathgen.

Mehrere biologische Indikatoren sprechen für Aktivität

Das Forschungsteam untersuchte Reproduktionsorgane, hormonelle Merkmale und zytologische Proben der Tiere. Bei vielen männlichen Fledermäusen waren im Frühjahr noch Spermien in den Nebenhoden nachweisbar. Gleichzeitig zeigten beide Geschlechter eine Vergrößerung der Wangendrüsen, die während der Paarungszeit eine Rolle bei der Kommunikation spielen.

Auch bei den Weibchen ergaben die Untersuchungen Hinweise auf Fortpflanzungsaktivität: In Vaginalproben wurden Spermien nachgewiesen, obwohl sich viele Tiere im März noch nicht in der Phase des Eisprungs befanden.
„Die Kombination dieser Befunde ist konsistent mit aktiven Paarungen nach dem Winterschlaf“, erklärt Dr. Marcus Fritze von der Universität Greifswald, Angewandte Zoologie und Naturschutz. „Möglicherweise stellt das Frühjahr eine Art ‚letzte Chance‘ dar, falls es im Herbst nicht zu einer erfolgreichen Paarung gekommen ist, oder Männchen niedrigeren Ranges versuchen ihre im Herbst verpasste Chance zu nutzen.“

Bedeutung für Lebensräume und Naturschutz

Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung alter, höhlenreicher Wälder als zentrale Lebens- und Fortpflanzungsräume für den Großen Abendsegler. Diese Wälder bieten nicht nur Quartiere für den Winterschlaf, sondern auch Strukturen, die für die Fortpflanzung essenziell sind.

Fledermauskästen können natürliche Baumhöhlen zwar ergänzen, ersetzen jedoch keinen vollständigen Waldlebensraum. Der langjährige Fledermausschützer Peter Busse, der ein großes Kastenrevier im Havelberger Forst betreut, betont: „Wir sehen seit Langem, wie wichtig diese Wälder für die Abendsegler sind. Wenn diese Lebensräume verloren gehen, verlieren die Tiere weit mehr als nur Schlafplätze.“

Bedeutung im Kontext des Klimawandels

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Fortpflanzungszyklus des Großen Abendseglers flexibler sein könnte als bislang angenommen. Eine solche Anpassungsfähigkeit könnte in Zeiten klimatischer Veränderungen von Vorteil sein und gleichzeitig macht die Studie deutlich, wie wichtig stabile Lebensräume für die Erhaltung von Arten sind. „Ein besseres Verständnis der Reproduktionsbiologie ist eine wichtige Grundlage für wirksamen Fledermausschutz“, betont Fritze. „Nur wenn wir wissen, wann und wo Fortpflanzung tatsächlich stattfindet, können Schutzmaßnahmen gezielt greifen.“

Universität Greifswald

Originalpublikation:

Mathgen, X., Busse, P., Fasel, N. J., Kravchenko, K., Scheuerlein, A., Holtze, S., Fritze, M. (2026): Reproductive timing in bats: evidence of spring mating following hibernation. Mammalian Biology, 15 April 26. https://doi.org/10.1007/s42991-026-00581-8

Künstliche Intelligenz macht versteckte Wald-Invasion sichtbar

Fri, 03 Jul 2026 10:25:03 +0200

Wie lässt sich eine invasive Pflanzenart im Unterwuchs eines Waldes aufspüren? Ein Forschungsteam der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) hat dafür eine neuartige Methode entwickelt: Mit handelsüblichen Drohnen, Schrägluftbildern aus mehreren Blickwinkeln und Künstlicher Intelligenz gelang es erstmals, den invasiven Götterbaum (Ailanthus altissima) auch dort zu kartieren, wo er bislang unsichtbar blieb – unter dem Kronendach eines dürregeschädigten Waldes in Südhessen. Die Ergebnisse wurden jetzt in der Fachzeitschrift „ISPRS Open Journal of Photogrammetry and Remote Sensing“ veröffentlicht.

Invasive Arten wie der Götterbaum können heimische Ökosysteme erheblich verändern. Ihr Monitoring aus der Luft stößt jedoch an Grenzen: Gängige Verfahren werten sogenannte Orthomosaike aus – das sind aus vielen Einzelbildern zusammengesetzte, von oben betrachtete Gesamtkarten. Was unter den Baumkronen verborgen liegt, bleibt dabei systematisch unsichtbar. Genau hier setzt die Studie an. Die Forschenden werteten die unbearbeiteten Originalaufnahmen der Drohne mit Künstlicher Intelligenz aus und verknüpften die Ergebnisse zu einem dreidimensionalen Modell des Waldes. Das Ergebnis war eindeutig: Über 40 Prozent des tatsächlichen Götterbaum-Befalls lagen verborgen unter dem Kronendach – und wären mit herkömmlichen Methoden unentdeckt geblieben.

„Ein erheblicher Teil dieser Invasion spielt sich im Verborgenen ab, unter dem Kronendach“, erläutert PD Dr. André Große-Stoltenberg, Letztautor der Studie und Forscher an der Professur für Landschaftsökologie und Landschaftsplanung und am Zentrum für internationale Entwicklungs- und Umweltforschung (ZEU) der JLU. „Erst die Kombination aus Schrägluftbildern und Künstlicher Intelligenz macht diese versteckte Invasion sichtbar – und liefert ein realistisches Bild ihres tatsächlichen Ausmaßes.“

Ein weiteres Ergebnis überraschte das Team: Die KI-Modelle arbeiteten genauer, wenn sie mit den unbearbeiteten Originalaufnahmen trainiert wurden, statt mit den sonst üblichen, aufwendig zusammengesetzten Orthomosaiken. „Das vereinfacht den Arbeitsablauf und macht die Methode für die Praxis attraktiv“, so Erstautor Marcel Dogotari.

Für die Untersuchung wurden Drohnenflüge über Waldflächen bei Pfungstadt und Seeheim-Jugenheim (Landkreis Darmstadt-Dieburg) durchgeführt. Die Auswertung der unbearbeiteten Originalaufnahmen erfolgte mittels neuronaler Netze, einem Verfahren des maschinellen Lernens zur automatisierten Erkennung von Bildinhalten. Anschließend projizierten die Forschenden die Ergebnisse mithilfe photogrammetrischer Verfahren auf eine georeferenzierte dreidimensionale Punktwolke des Waldes.

Der Ansatz liefert nicht nur genauere Karten, sondern auch reichhaltigere räumliche Informationen und dürfte sich besser auf andere Gebiete übertragen lassen. Da er sich auch auf bereits vorhandene Bilddatensätze anwenden lässt, eröffnet er nach Einschätzung der Forschenden neue Möglichkeiten – für das Monitoring invasiver Arten ebenso wie für die Vegetationsforschung insgesamt. Damit könnte die Methode künftig Entscheidungen im Natur- und Umweltschutz unterstützen.

Neben der Professur für Landschaftsökologie und Landschaftsplanung sowie dem Zentrum für internationale Entwicklungs- und Umweltforschung (ZEU) der Justus-Liebig-Universität Gießen waren Forschende der Hochschule Rhein-Waal an der Publikation beteiligt. Die Arbeit ist im Projekt MonA (Monitoring von naturschutzrelevanten Arten und Renaturierungsmaßnahmen per Fernerkundung) entstanden, das durch den Hessischen Biodiversitätsforschungsfonds des Hessischen Landesamtes für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG) gefördert wurde.

Universität Gießen

Originalpublikation:

Marcel Dogotari, Till Kleinebecker, Rolf Becker, André Große-Stoltenberg: Mapping understorey tree invasion in a drought-affected forest using multi-view UAV imagery and deep learning, ISPRS Open Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Volume 21, 2026, 100133, ISSN 2667-3932. https://doi.org/10.1016/j.ophoto.2026.100133