VBIO News

Neue Studie entschlüsselt Monsunantrieb auf jahreszeitlicher Ebene

Tue, 30 Jun 2026 12:22:31 +0200

Der südasiatische Monsun gehört zu den wichtigsten Klimasystemen der Erde. Sein jährlicher Wechsel von Trocken- und Regenzeiten bestimmt das Leben von mehr als zwei Milliarden Menschen. Doch trotz seiner enormen Bedeutung ist noch immer nicht vollständig geklärt, welche Faktoren seine Stärke und Schwankungen steuern und wie er auf den fortschreitenden Klimawandel reagiert. Die verfügbaren Messdaten reichen nur wenige Jahrzehnte zurück, und auch Klimamodelle können die Niederschlagsdynamik der Tropen bislang nur eingeschränkt abbilden.

Um die künftige Entwicklung des Monsuns besser zu verstehen, greifen Forschende auf natürliche Klimaarchive zurück. Dazu zählen Sedimente vom Ozeanboden, in denen Informationen über frühere Umwelt- und Klimabedingungen gespeichert sind. Mit den bislang verfügbaren Methoden lassen sich jedoch meist nur langfristige Klimaveränderungen rekonstruieren. Kurzfristige Schwankungen auf der Ebene einzelner Jahre oder Jahreszeiten bleiben häufig verborgen.

Daten aus der Vergangenheit für die Zukunft nutzen
Am MARUM hat ein multinationales Team verschiedener Disziplinen unter Leitung von Dr. Igor Obreht Sedimentproben aus dem Arabischen Meer untersucht. Dabei haben sie ein bildgebendes Verfahren im Mikrometer-Maßstab mit konventionellen Isotopenmethoden angewendet. Ziel war es, vergangene Klimaschwankungen mit einer Auflösung zu rekonstruieren, die mit aktuellen Klimatrends vergleichbar ist – allerdings unter den grundlegend anderen Rahmenbedingungen der letzten Abschmelzphase, als es zu abrupten Klimaveränderungen kam.

Den Sedimentkern haben die Forschenden sorgfältig ausgewählt, da seine verschiedenen Proxysignale empfindlich auf unterschiedliche Komponenten und Jahreszeiten des Monsunsystems reagieren und somit eine umfassendere Bewertung der Monsundynamik ermöglichen. Die Studie steht für eine erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen dem MARUM, und der Universität Bern (Schweiz). In Bremen wurden bildgebende Massenspektrometrie-Ansätze für die Sedimentanalyse entwickelt, in Bern hyperspektrale Bildgebungsverfahren etabliert. Durch das Kombinieren neuartiger Bildgebungsverfahren mit konventionellen paläoklimatischen Ansätzen ist es dem Team gelungen, die Monsunaktivität von vor 16.000 und 12.000 Jahren mit einer nahezu jährlichen Auflösung zu rekonstruieren.

„Unsere Analysen zeigen, dass Sommer- und Wintermonsun während einer Phase rascher Klimaveränderungen nach der letzten Eiszeit unterschiedlich reagiert haben. Während der Sommermonsun vor allem von Klimaprozessen in den hohen Breiten der Nordhalbkugel beeinflusst wurde, schwächte sich der Wintermonsun mit steigenden globalen Temperaturen zunehmend ab“, sagt Obreht. „Unsere Daten zeigen, dass in Phasen eines schwächeren Wintermonsuns mehr Niederschlag außerhalb des eigentlichen Monsuns fiel.“

Besseres Verständnis von Monsunsystemen
„Damit konnten wir erstmals nachweisen, dass die Stärke der winterlichen Monsunwinde und die Niederschlagsmenge im Winter gegenläufig sind. Dieses bislang unbekannte Zusammenspiel hilft uns, die Dynamik des Monsunsystems besser zu verstehen“, sagt Dr. Mahyar Mohtadi, Koautor der Studie. Diese unterschiedliche Entwicklung liefert wichtige Hinweise darauf, welche Faktoren das Monsunsystem unter veränderten Klimabedingungen steuern.

Für die Studie haben am MARUM im Rahmen des Exzellenzclusters „Ozeanboden“ mehrere Forschungsgruppen dazu beigetragen, die generierten Datensätze vollständig zu verstehen. Darüber hinaus hat das Projekt von Obrehts Wechsel im Rahmen des Programms „Earth System Science“ der Volkswagenstiftung an die Johannes Gutenberg-Universität Mainz profitiert. Hier wurde durch die neu geknüpften Kooperationen Fachwissen ergänzt, um regionale Klimaarchive wie Tropfsteine und Seen zu interpretieren. Die Integration von Erkenntnissen aus verschiedenen Archiven, betont Obreht, sei entscheidend gewesen für das umfassende Verständnis der Komplexität und Bedeutung der beobachteten Monsunveränderungen.

MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften

Originalpublikation:

Igor Obreht, Andreas Lückge, Mahyar Mohtadi, Petra Zahajská, Enno Schefuß, Denis Scholz, Lars Wörmer, Petter Hällberg, Alexander Budsky, Florian Adolphi, Gerald Haug, Martin Grosjean, Kai-Uwe Hinrichs: Contrasting drivers of South Asian summer and winter monsoon evolution during the last deglaciation. Nature Geoscience 2026. DOI: https://doi.org/10.1038/s41561-026-02023-z

Klimawandel lässt Meerestiere schrumpfen

Tue, 30 Jun 2026 11:05:59 +0200

Für die Studie analysierte das Forschungsteam der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) gemeinsam mit den Universitäten Warschau und Lille fast 9.000 Größenänderungen aus fossilen, historischen und modernen Untersuchungen. Dadurch konnten Veränderungen der Körpergröße bei Meerestieren über einen Zeitraum von rund 450 Millionen Jahren hinweg miteinander verglichen werden.

„Unsere Daten belegen, dass die Abnahme der Körpergröße eine allgemeine Reaktion von Meerestieren auf Umweltkrisen ist“, sagt Dr. Paulina Nätscher, frühere Wissenschaftlerin am Lehrstuhl für Paläoumwelt an der FAU und Erstautorin der Studie. „Wir beobachten dieses Phänomen in sehr unterschiedlichen Tiergruppen, von Zwergwuchs in einzelnen Arten bis hin zu einer Dominanz kleinerer Arten in ganzen Lebensgemeinschaften. Er ist ein deutliches Zeichen dafür, dass Ökosysteme unter Stress stehen.“

Besonders stark seien die Veränderungen während Erwärmungsphasen gewesen. „Bei allen Umweltkrisen, ob sie durch Erwärmung herbeigeführt wurden oder nicht, liegt ein Rückgang der Körpergröße in Lebensgemeinschaften vor“, erklärt ihr Kollege Dr. Kenneth De Baets von der Universität Warschau. „Besonders ist jedoch, dass Krisen mir starker Erwärmung zu deutlich stärkeren und wechselhafteren Veränderungen direkt innerhalb der Arten führen; also zu einer echten Verzwergung. Im Durchschnitt fallen diese Effekte etwa doppelt so stark bei Erwärmung aus, wie bei anderen Krisen.“

Auch der Zusammenhang mit der Temperaturentwicklung sei klar erkennbar, sagt Professor Wolfgang Kießling, Leiter des Lehrstuhls für Paläoumwelt an der FAU: „Je stärker die Temperatur steigt, desto ausgeprägter ist der Rückgang der Körpergröße. Die Erdgeschichte liefert damit ein deutliches Warnsignal für die Zukunft der Ozeane.“

Folgen für marine Ökosysteme

Die Studie legt nahe, dass der heute beobachtete Trend zu kleineren Fischen und wirbellosen Meerestieren kein kurzfristiges Phänomen ist, sondern einem langfristigen Muster folgt. Setzt sich die globale Erwärmung fort, könnten kleinere Körpergrößen in den Weltmeeren zunehmend zur Regel werden – mit weitreichenden Folgen für Nahrungsketten und Fischerei.

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Originalpublikation:

P.S. Nätscher, K. De Baets & W. Kiessling: Unique fingerprint of marine ectotherm body size change during hyperthermal crises, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (26) e2505564123, https://doi.org/10.1073/pnas.2505564123 (2026).

Der Mensch war nicht immer schlecht für die Artenvielfalt – im Gegenteil

Tue, 30 Jun 2026 10:42:54 +0200

Das Ende des Römischen Reichs und die großen Pestwellen: Sie haben nicht nur die Menschen getroffen, sondern reduzierten auch die Pflanzenvielfalt im Schweizer Mittelland – weil der menschliche Einfluss zeitweise wegfiel. Von diesem überraschenden Ergebnis berichten Forschende um Dr. Fabian Rey und Prof. Dr. Oliver Heiri von der Universität Basel im Fachjournal «Nature Communications».

Grundlage ihrer Analysen sind Ablagerungen in drei Schweizer Seen: dem Moossee bei Bern, dem Burgäschisee bei Herzogenbuchsee und dem Hüttwilersee im Thurgau. Die Forschenden haben aus diesen Seen Sedimentbohrkerne entnommen und anschließend das im Laufe der Jahrtausende in Schichten abgelagerte Material analysiert. Daraus konnten sie sowohl die Pflanzenvielfalt als auch die landwirtschaftliche Nutzung im Umfeld der Seen ableiten und datieren. «Das ist ein außergewöhnlich umfangreicher und genau datierter Datensatz», betont Oliver Heiri. «Wir können damit Veränderungen der Pflanzenvielfalt im Umland der Seen während der letzten 7000 Jahre in einer Auflösung nachzeichnen, die der modernen Ökologie nahekommt – und das aus einer Zeit vor der modernen Ökologie.»

Landbau und Viehhaltung machten die Landschaft diverser

Seit der Jungsteinzeit nahm die Pflanzenvielfalt mit der aufkommenden Landwirtschaft zu. «Man denkt vielleicht, dass menschlicher Einfluss schlecht für die Pflanzenvielfalt sein müsste, weil wir das von heute so kennen», sagt Fabian Rey. «Aber der damalige Landbau und die Viehhaltung machten die Landschaft diverser.» Vorher war das Schweizer Mittelland größtenteils von Wald bedeckt und damit ein relativ einförmiger Lebensraum.

«Mit der zunehmenden Landwirtschaft entstand im Laufe der Zeit ein Mosaik aus Lebensräumen», so Rey. Felder, Weiden, Hecken und später auch Hochstammobst wechselten sich auf relativ kleinen Flächen ab. Das bot unterschiedliche Bedingungen für darauf spezialisierte Pflanzen. Es gab jedoch auch immer wieder Phasen, in denen die Pflanzenvielfalt einbrach: Etwa in der Zeit der Völkerwanderung nach dem Ende des Römischen Reichs, oder als die Pest im Mittelalter viele Menschenleben forderte. «In Zeiten, in denen sich die Menschen weniger um Landwirtschaft kümmern konnten, wuchs der Wald zurück und die Pflanzenvielfalt nahm auf Landschaftsebene ab», erklärt Heiri.

Krisenzeiten ließen die Vielfalt einbrechen

Mehr Landwirtschaft, mehr Artenvielfalt: Diese parallele Entwicklung galt allerdings nur etwa bis zum Zweiten Weltkrieg. In den vergangenen 80 Jahren ist die Pflanzenvielfalt stark zurückgegangen. Das Forschungsteam führt das auf die seither intensivierte Landwirtschaft zurück. Anstelle eines kleinteiligen Mosaiks aus Lebensräumen entstanden grosse gleichförmige Flächen, die einfacher maschinell zu bewirtschaften sind. Auch der zunehmende Einsatz von Düngern und Pestiziden sorgte dafür, dass viele spezialisierte Pflanzen sich zurückzogen. «In unseren Daten sehen wir aber auch, dass sich die Pflanzenvielfalt nach früheren Einbrüchen wieder erholt hat, wenn die Menschen zu einer Landwirtschaft mit abwechslungsreichen Flächen zurückkehrten», sagt Rey. Das lasse vermuten, dass auch der Trend der letzten 80 Jahre durchaus umkehrbar sei, wenn sich die Bewirtschaftungsmethoden wieder ändern würden.

Pollen aus sieben Jahrtausenden

Die Daten für die Studie beruhen auf über einem Jahrzehnt an Analysen der Sedimentbohrkerne in enger Zusammenarbeit mit Forschenden der Universität Bern und des Amts für Archäologie des Kantons Thurgau. Aus jedem Zentimeter der Bohrkerne entnahm Fabian Rey dafür Pollenproben, die er chemisch aufbereitete, präparierte und unter dem Mikroskop auswertete. Bei jeder Probe bestimmte er für 500 Pollenkörner den dazugehörigen Pollentyp und konnte so die Vielfalt der Pflanzen rund um den See ermitteln. Die Intensität der landwirtschaftlichen Nutzung im jeweiligen Zeitraum konnte anhand bestimmter Pollen in den Proben ermittelt werden, sowohl von Nutzpflanzen als auch von sogenannten «Kulturfolgern», die auf landwirtschaftlich genutzten Flächen wachsen. Zusätzlich wurden zum Vergleich archäologische und historische Daten hinzugezogen. Mit der C14-Methode, einem Verfahren zur Altersbestimmung von organischem Material, datierten die Forschenden die Schichten. Die Sedimentbohrkerne reichen rund 7000 Jahre in die Vergangenheit zurück, also bis zur Jungsteinzeit.

Universität Basel

Originalpublikation:

Rey, F., Tinner, W., Wick, L. et al. Decadal-scale pollen records link land use and plant diversity change across European lowlands over seven millennia. Nat Commun (2026). doi.org/10.1038/s41467-026-74214-6

Neue Genom-Analyse aus Blutplasma verbessert Diagnostik schwerer Infektionen

Tue, 30 Jun 2026 10:38:43 +0200

Die Forschenden nutzen sogenannte mikrobielle zellfreie DNA – kleinste Erbgutfragmente von Bakterien, Viren oder Pilzen, die bei Infektionen im Blut zirkulieren. Zunächst werden diese freien DNA-Fragmente aus dem Blutplasma isoliert und durch das Anbringen spezifischer Adapter in eine Sequenzierbibliothek überführt, sodass sie für die Analyse vorbereitet sind. Anschließend lassen sich die Erregerfragmente mithilfe der Nanopore-Sequenzierung innerhalb weniger Stunden direkt auswerten, ohne dass die Erreger zuvor angezüchtet werden müssen.

„Bei schweren Infektionen zählt oft jede Stunde. Gleichzeitig sinkt die Aussagekraft klassischer Blutkulturen, sobald Antibiotika verabreicht wurden“, sagt Dr. Micha Banz, Clinician Scientist am Institut für Infektionsmedizin und Krankenhaushygiene des UKJ. „Unser Ziel war es deshalb, ein Verfahren zu entwickeln, das schnell einsetzbar, kostengünstig und für klinische Labore gut zugänglich ist.“

In einer Pilotstudie untersuchte das Team 18 Patientinnen und Patienten mit Blutstrominfektionen oder dem Verdacht auf eine infektiöse Endokarditis – also einer Herzklappenentzündung. Das neue Verfahren stimmte in 16 Fällen mit der klinischen Diagnose überein. Besonders bemerkenswert: In zwei Fällen einer sogenannten kulturnegativen Endokarditis konnten die Forschenden den Erreger nachweisen, obwohl die Blutkulturen keinen Befund geliefert hatten.

Die Analyse dauert vom Probeneingang bis zum Ergebnis rund zwölf Stunden. Zwar ist das Verfahren derzeit noch deutlich teurer als eine klassische Blutkultur, die Materialkosten liegen bei etwa 100 bis 120 Euro pro Probe. Im Vergleich zu kommerziellen Spezialverfahren zur Analyse mikrobieller DNA kann die Jenaer Methode jedoch deutlich kostengünstiger umgesetzt werden.

Doch die Methode könnte künftig noch mehr leisten als eine schnelle Diagnose. Die Forschenden konnten zeigen, dass die mikrobielle DNA bei einigen Patientinnen und Patienten noch bis zu 16 Tage nach Beginn einer gezielten Antibiotikatherapie nachweisbar blieb. Dadurch eröffnet sich die Möglichkeit, den Verlauf einer Infektion über einen einfachen Bluttest zu verfolgen.

„Langfristig könnte die Technologie helfen, Antibiotikatherapien individueller zu steuern“, sagt Banz. „Wenn wir erkennen können, wann eine Infektion tatsächlich ausgeheilt ist, ließen sich möglicherweise unnötig lange Behandlungen vermeiden.“

Ein besonderes Anliegen des Teams war die breite Nutzbarkeit des Verfahrens. „Uns war wichtig, die Methode nicht hinter kommerziellen Angeboten oder technischen Hürden zu verstecken. Deshalb haben wir das vollständige Protokoll frei zugänglich veröffentlicht, damit andere Forschungseinrichtungen und Kliniken den Ansatz unmittelbar nutzen, überprüfen und weiterentwickeln können“, sagt Bioinformatiker Dr. Christian Brandt, der an der Studie mitarbeitete. Durch die offene Bereitstellung soll die wissenschaftliche Nachvollziehbarkeit gestärkt und der Transfer der Methode in Forschung und klinische Praxis erleichtert werden.

Bei seiner Forschungsarbeit wurde Banz durch das Else-Kröner-Forschungskolleg IKARUS am UKJ gefördert und entwickelte die Methode innerhalb eines Jahres. Rund die Hälfte der Zeit entfiel dabei auf Laborentwicklung und Validierung. Beteiligt waren zudem Forschende mehrerer deutscher und internationaler Einrichtungen, darunter auch der InfectoGnostics-Forschungscampus.

Universitätsklinikum Jena

Originalpublikation:

Banz, M., Hagel, S., Freiburger, S. et al. Microbial cell-free DNA for rapid pathogen identification in clinical diagnostics: a proof of concept study. Genome Med 18, 88 (2026). https://doi.org/10.1186/s13073-026-01700-3

Wie Proteine in Zellmembranen eingebaut werden

Tue, 30 Jun 2026 10:31:34 +0200

In die Zellmembran ist eine Vielzahl von Proteinen eingebaut, die viele verschiedene Funktionen übernehmen. Manche dienen als Transportkanäle, um Stoffe gezielt in die Zelle zu leiten oder Produkte der Zelle aus ihr auszuschleusen. Andere sind Rezeptoren, die Steuersignale registrieren und daraufhin Prozesse in der Zelle auslösen. Dabei sind diese Proteine komplex dreidimensional gefaltet; die spezifische Form ist für die Proteinfunktion zwingend notwendig.

Es ist für die Forschung vielfach noch eine offene Frage, wie die Proteine, die die sogenannten Ribosomen – die „Fabriken“ in der Zelle – innerhalb des Zellinnern herstellen, in der richtigen Form an ihren Platz innerhalb der Membran gelangen und wann sich während der Evolution die Prozesse etablierten. Dazu Prof. Dr. Alexej Kedrov, Leiter der Arbeitsgruppe Synthetische Membransysteme an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU): „Die Umgebung im Zellinnern unterscheidet sich deutlich von der Membran. Hydrophobe (wasserabstoßende) Proteine, die sich frei innerhalb der wässrigen Umgebung im Zellinnern befänden, würden mit anderen Molekülen aggregieren, bevor sie an ihren Einsatzort gelangen können. Deshalb sind für den Einbau spezielle Mechanismen notwendig.“

Die neuen Proteine werden von den Ribosomen bis zur Membran transportiert. Im anschließenden Schritt werden sie von speziellen Enzymen, den „Insertasen“, in die Membran eingebettet – hierzu gehören das sogenannte Sec-Translokon und Helferproteine wie YidC. Erst dort nehmen sie ihre endgültige Faltung an. Bisher wurde angenommen, dass der Einbau (die „Insertion“) exklusiv über eine Öffnung im Translokon, dem „Lateral gate“ geschieht. Es war aber nicht gelungen, dies auch durch bildgebende Verfahren zu bestätigen. In neusten Studien aus Eukaryoten (höhere Zellen mit Zellkern) wurde nun ein alternativer Weg in die Membran beobachtet, bei dem Membranproteine über die Rückseite des Translokons („back-of-Sec“) inseriert werden.

Bei der nun in EMBO-Journal veröffentlichten Studie untersuchte das Team um Prof. Kedrov die Struktur und den Einbauvorgang von Proteinen in Bakterienzellen, sogenannten Prokaryoten. „Die kürzlich veröffentlichten Ergebnisse aus eukaryotischen Systemen haben unser Verständnis der Membranproteininsertion grundlegend verändert. Lange geglaubte Paradigmen wurden hinterfragt. Daraus ergab sich für uns die zentrale Frage: Ist dieser neu beschriebene Mechanismus ausschließlich in höheren Organismen zu finden oder existiert er auch in Bakterien?“

An der HHU wurden dafür die Ribosomen-Membranproteinkomplexe hergestellt, deren Struktur anschließend an der LMU München mithilfe der Kryoelektronenmikroskopie bestimmt wurde. Die Düsseldorfer Forschenden haben auf dieser Datengrundlage die Funktionsweise entschlüsselt.

Max Busch, Doktorand in Kedrovs Gruppe und Erstautor der Studie: „Uns ist es erstmalig gelungen, den kompletten Weg von neu entstehenden Membranproteinen in einem Ribosom bis in die Membran zu zeigen. Wir haben auch gesehen, wann die dreidimensional gefaltete Struktur der Proteine, die sogenannten Helices, ausgebildet werden.“

Das Ergebnis hilft dabei, die Faltungsprozesse von Membranproteinen besser zu verstehen. „Wir können hieraus etwas über die evolutionäre Entwicklung dieser für die Zellen wichtigen Vorgänge lernen“, betont Kedrov und ergänzt: „Auch bei anderen Organismen wie Hefen ist ein ähnlicher Prozess bekannt. Wir können so zurückschließen, wann sich in der Vorgeschichte bei der Entwicklung der Lebewesen, dieser Prozess etabliert hat und während langer Zeit konserviert wurde.“

Ziel von Kedrovs Arbeitsgruppe ist es darüber hinaus, basierend auf den bisherigen Ergebnissen die Membranproteininsertion weiter und detaillierter zu untersuchen. Besonders die Rolle von weiteren involvierten Proteinen soll aufgeklärt werden.

Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Originalpublikation:

Busch, M., Rosales-Hernandez, C., Kamel, M. et al. Substrate-induced assembly and functional mechanism of the membrane protein insertase SecYEG-YidC. EMBO J (2026). doi.org/10.1038/s44318-026-00837-6

Auf den Kompetenzerwerb kommt es an - Biologieverband legt Leitfaden zur KI in Studium und Lehre vor

Tue, 30 Jun 2026 07:02:12 +0200

KI ist längst Teil wissenschaftlicher Praxis. Die entscheidende Frage ist daher nicht, ob KI grundsätzlich erlaubt oder verboten wird, sondern welche KI-Kompetenzen in Studium und Prüfungen tatsächlich erworben und nachgewiesen werden sollen, so der Leitfaden. Für die Biowissenschaften ist diese Frage besonders relevant, denn Biologische Forschung und Berufspraxis verändern sich rasant. Große Datensätze, computergestützte Analysen und Modellierungen, Bildauswertung und algorithmische Vorhersagen prägen die Mehrheit der biologischen Arbeitsfelder bereits heute. Deshalb kann auch der reflektierte Umgang mit KI Teil biologischer Fach-, Methoden- und Urteilskompetenz sein - allerdings nicht als pauschales Zusatzthema für jedes Modul, sondern dort, wo ihr Einsatz fachlich trägt, didaktisch begründet ist und berufspraktische Relevanz hat. Ebenso wichtig ist, dass ihre Nutzung kritisch reflektiert werden kann.

„KI wird Studium, Lehre, Prüfungen und wissenschaftliches Arbeiten verändern. Entscheidend ist, diesen Wandel nicht defensiv zu verwalten, sondern wissenschaftlich verantwortlich zu gestalten“, so Prof. Dr. Markus Engstler, Präsident des VBIO.

Lokale Leitlinien brauchen übergeordnete Orientierung
Der VBIO warnt davor, dass ohne übergreifende Orientierung ein Flickenteppich aus lokalen Einzelregelungen entsteht. Viele Hochschulen und Fakultäten arbeiten derzeit unter großem Handlungsdruck an eigenen KI-Leitlinien. Dieser Handlungsdruck ist nachvollziehbar. Dauerhaft tragfähig sind solche Regelungen aber nur, wenn sie an übergeordnete, fachlich fundierte und rechtlich belastbare Standards anschlussfähig bleiben. Studierende, Lehrende und Prüfende brauchen Orientierung, Vergleichbarkeit und Rechtssicherheit. Zugleich muss jedes Fach selbst entscheiden können, welche Formen des KI-Einsatzes zu seinen Lernzielen passen.

Der Vorstoß aus Bayern setzt ein wichtiges Signal in der bundesweiten Debatte und macht deutlich, dass Fragen des KI-Einsatzes nicht nur einzelne Lehrveranstaltungen oder Prüfungsformate betreffen, sondern zentrale Grundlagen akademischer Bildung: Prüfungsfairness, Vergleichbarkeit, Eigenständigkeit wissenschaftlicher Leistung, gute wissenschaftliche Praxis, Datenschutz, Chancengleichheit und wissenschaftliche Integrität.

Verantwortung abgestuft regeln
Der VBIO plädiert für ein abgestuftes Modell: Gesetzgeber und übergeordnete Stellen sollten den allgemeinen rechtlichen Rahmen setzen und Spielräume für fach- und prüfungsbezogene Konkretisierung sichern. Hochschulleitungen sollten freigegebene Tools, Datenschutz- und IT-Vorgaben, Schulungsangebote, Supportstrukturen und Ressourcen bereitstellen. Fakultäten und Studiengänge sollten diese Rahmen disziplinsensibel übersetzen. Lehrende sollten aus den Lernzielen ableiten, ob und wie KI als Hilfsmittel eingesetzt werden kann.

Dabei gilt: Je stärker eine Prüfungsleistung auf eigenständige Analyse, Bewertung, Argumentation oder praktische Durchführung zielt, desto klarer müssen zulässige Hilfen, Dokumentationspflichten und Bewertungsmaßstäbe benannt werden.

KI-Leitfaden des VBIO für biologische Fakultäten und Studiengänge
Mit seinem nun veröffentlichten KI-Leitfaden für biologische Fakultäten und Studiengänge legt der VBIO einen freiwilligen Orientierungsrahmen vor. Der Leitfaden versteht KI nicht als Sonderregime, sondern als Werkzeug im Rahmen bestehender Prinzipien guter wissenschaftlicher Praxis, prüfungsrechtlicher Verantwortung, Datenschutzanforderungen und fachlicher Kompetenzorientierung.

„Der KI-Leitfaden des VBIO setzt auf einen Perspektivwechsel“, betont Dr. Carsten Roller, Ressort Ausbildung & Karriere des VBIO. „Entscheidend ist nicht, ob ein bestimmtes Werkzeug erlaubt ist, sondern welche Kompetenz gelernt oder geprüft werden soll. Studierende müssen KI-Ausgaben fachlich prüfen, Fehler erkennen, Quellen und Daten validieren, Datenschutz beachten und transparent machen, worin ihre eigene wissenschaftliche Leistung besteht“, so Carsten Roller weiter.

Fachliche Perspektiven einbeziehen
Der VBIO sieht angesichts des Vorstoßes aus Bayern eine Chance, die Debatte aus der Logik einzelner Verbote oder Toolentscheidungen herauszuführen. Nun kommt es darauf an, die gesetzliche Rahmung mit wissenschaftlich fundierten, didaktisch tragfähigen und fachlich differenzierten Empfehlungen zu verbinden. In die weitere Ausgestaltung sollten Hochschulen, Studierende, Hochschuldidaktik, Datenschutz, Prüfungsrecht, Wissenschaftsrat, Hochschulrektorenkonferenz, wissenschaftliche Fachgesellschaften und weitere einschlägige Akteure einbezogen werden. Nur so kann eine Orientierung entstehen, die Innovation ermöglicht, Vergleichbarkeit sichert und akademische Integrität stärkt.

(VBIO)

Zum KI-Leitfaden des VBIO

Spinnen profitieren von scheinbar einförmigen Wäldern

Mon, 29 Jun 2026 12:13:25 +0200

Eine neue Untersuchung von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) offenbart eine scheinbar markante Ausnahme: Für Spinnen ist der vermeintlich monotone, geschlossene Wald das wahre Refugium. Diese Erkenntnis ist ökologisch brisant. Als bedeutende Raubtiere regulieren Spinnen die Insektenbestände und leisten einen wesentlichen Beitrag zur natürlichen Schädlingskontrolle. Dass sie als einzige der bisher untersuchten Tiergruppen negativ auf Waldveränderungen reagieren, zeigt, dass für ein vollständiges Bild ein Blick über Artgrenzen hinweg notwendig ist.

Verantwortlich für diese Studie war ein Team um Julia Rothacher und Jean-Léonard Stör, Erstautoren der Publikation, die im Rahmen des bundesweiten Forschungsprojektes BETA-FOR unter der Leitung von JMU-Professor Jörg Müller die Untersuchungen durchführten. Auch Forschende aus Kanada, Japan und Taiwan waren an der Studie beteiligt, die jetzt in der Fachzeitschrift Journal of Animal Ecology veröffentlicht wurde.

18.500 Spinnen unter der Lupe

Für seine Studie hat das Forschungsteam elf Standorte in ganz Deutschland untersucht. Dabei diente der Würzburger Universitätswald als ein zentraler Pfeiler der Untersuchung, ergänzt durch Flächen in den Nationalparken Bayerischer Wald und Hunsrück-Hochwald, im Saarland und in der Nähe von Lübeck. In den untersuchten Waldbeständen hatten die Forschenden zuvor für deutliche Unterschiede gesorgt: Während die eine Hälfte des Waldes so einfältig dicht und dunkel bleiben durfte, wie sie ursprünglich war, schufen sie in der anderen Hälfte teilweise Lücken im Blätterdach und legten unterschiedliche Totholzstrukturen an.

Das zentrale Ergebnis: „Überraschenderweise stellte sich heraus, dass Spinnen, anders als viele andere Artengruppen in heimischen Wäldern, nicht von dieser Strukturvielfalt profitieren“, erklärt Jean-Léonard Stör, der die Bestimmung der Tiere im Rahmen seiner Masterarbeit durchführte. „Dort, wo gezielt Lücken geschlagen wurden und Totholz liegen blieb, sank die Zahl der Spinnenarten um durchschnittlich fünf Arten pro Untersuchungsfläche“, ergänzt Doktorandin Julia Rothacher.

Konkret bedeutet dies:

Individuen: 18.540 erwachsene Spinnen haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit 1404 Bodenfallen an den elf Standorten gesammelt.

Artenreichtum: 206 Arten wurden nachgewiesen, was etwa 20 Prozent der deutschen Spinnenfauna entspricht. Darunter waren auch regional seltene Arten wie der Heide-Sichelspringer (Evarcha laetabunda) im Bayerischen Wald.

Der Wald: ein ökologisches Hochhaus

Zwar führten die Maßnahmen des Würzburger Forschungsteams dazu, dass sich die Zusammensetzung der Spinnengemeinschaft zwischen den einzelnen Untersuchungsflächen deutlich unterschied. Dies reichte jedoch nicht aus, um die Verluste auf lokaler Ebene auszugleichen, was insgesamt zu einer geringeren Spinnenvielfalt auf Landschaftsebene führte. Das auf den ersten Blick überraschende Ergebnishinter diesen Effekten, lässt sich aber recht einfach erklären: „Ein geschlossener Wald mit intaktem Blätterdach gleicht einem ökologischen Hochhaus“, beschreibt Stör den Effekt. „Werden Lücken in den Wald geschlagen, profitieren zwar Arten wie die Veränderliche Krabbenspinne (Misumena vatia), die im Erdgeschoss auf lichte Strukturen angewiesen sind, das oberste Stockwerk dieses vielfältigen, dreidimensionalen Jagdreviers wird jedoch buchstäblich abgerissen.“

Gleiches zeigt sich den Daten der Forschenden: In die neuen Lichtungen wandern schnell mobile Wolfsspinnen ein. Dabei handelt es sich jedoch um häufige Generalisten. Die leidtragenden Verlierer sind sesshafte, teils hochspezialisierte Baum- und Stammbewohner wie die Gehörnte Kreuzspinne (Araneus angulatus) oder die Glänzende Sackspinne (Clubiona caerulescens). Sie werden durch den Filter der Waldöffnung lokal aussortiert und die gesamte Spinnengesellschaft verliert so an Variabilität.

Konsequenzen für den Wald der Zukunft

Die Ergebnisse der JMU-Forschenden zeigen, dass ein einseitiger Fokus auf die Maximierung von Waldlücken die Gemeinschaft der Achtbeiner deutlich verändern kann. Gleichzeitig zeichnen sich mitteleuropäische Wälder über weite Bereiche jedoch durch geschlossene Kronendächer aus, wodurch insbesondere licht- und lückenabhängige Arten vieler anderer Organismengruppen in heimischen Wäldern selten und gefährdet sind. Zusammengenommen bedeutet dies für den Naturschutz, dass es keine pauschalen Lösungen geben kann, sondern dass die unterschiedlichen Ansprüche aller Artengruppen gezielt berücksichtigt werden müssen, um die Artenvielfalt in Wäldern zu erhalten.

Universität Würzburg

Originalpublikation:

Jean-Léonard Stör, Julia Rothacher, Marc Cadotte, Anne Chao, Maike Huszarik, Michael Junginger, Lisa Köstler-Albert, Oliver Mitesser, Akira S. Mori, Clara Wild, Jörg Müller: Temperate forest heterogeneity decreases local and landscape-scale spider diversity through habitat filtering despite increasing species turnover, Journal of Animal Ecology, https://doi.org/10.1111/1365-2656.70297

Wie Hautzellen Stress erkennen: Aktivierungsort eines wichtigen Immunrezeptors entdeckt

Mon, 29 Jun 2026 11:47:36 +0200

Die Haut bildet die erste Schutzbarriere des Körpers gegen Krankheitserreger und Umwelteinflüsse. Damit sie auf Schäden oder Stress reagieren kann, verfügen ihre Zellen über spezialisierte Sensoren des angeborenen Immunsystems. Einer davon ist das Protein NLRP10, das die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Thomas Kufer am Fachgebiet Immunologie der Universität Hohenheim seit mehr als zehn Jahren untersucht. Bereits frühere Arbeiten der Forschenden hatten gezeigt, dass NLRP10 in Keratinozyten – den wichtigsten Zellen der Oberhaut – als Stresssensor fungiert und Immunreaktionen auslösen kann. Bislang war jedoch unklar, wie und an welchem Ort in der Zelle dieser Rezeptor aktiviert wird.

Fetttröpfchen übernehmen Aufgaben bei der Immunabwehr

Die nun veröffentlichte Studie liefert darauf eine Antwort. In Kooperation mit dem Team um den Strukturbiologen Prof. Dr. Matthias Geyer von der Universität Bonn gelang es den Hohenheimer Forschenden nachzuweisen, dass sich NLRP10 bei Zellstress an sogenannten Lipid Droplets ansammelt. Diese Fetttröpfchen dienen nicht nur als Energiespeicher, sondern übernehmen offenbar auch wichtige Aufgaben bei der Regulation von Immunprozessen.

„Wir konnten zeigen, dass NLRP10 gezielt an Lipid Droplets lokalisiert wird und dort größere Proteinkomplexe bildet – ein entscheidender Schritt für seine Aktivierung“, erklärt Erstautor Dr. Timo-Daniel Voß, Postdoc an der Universität Hohenheim. „Dieser Mechanismus wurde bislang für keinen anderen vergleichbaren Immunrezeptor beschrieben.“

Für die Studie kombinierten die Forschenden verschiedene zell- und molekularbiologische Methoden. In menschlichen Epithelzellen und Keratinozyten lösten sie gezielt Zellstress aus und verfolgten mithilfe fluoreszenzmarkierter Proteinvarianten sowie mikroskopischer Verfahren, wie sich NLRP10 innerhalb der Zelle verändert. Durch gezielte Veränderungen einzelner Proteinabschnitte und den Vergleich unterschiedlicher NLRP10-Varianten konnten sie nachweisen, dass ein evolutionär konservierter Bereich am Ende des Proteins die Anlagerung an Lipidtröpfchen und die Bildung größerer Proteinkomplexe steuert – ein zentraler Schritt bei der Aktivierung des Rezeptors.

Neue Ansätze für die Erforschung von Hauterkrankungen

Die Ergebnisse liefern wichtige Hinweise darauf, wie Immunreaktionen in der Haut reguliert werden. NLRP10 wird seit Längerem mit entzündlichen Hauterkrankungen wie der atopischen Dermatitis in Verbindung gebracht. „Durch die Identifizierung des Aktivierungsortes verstehen wir nun deutlich besser, wie NLRP10 funktioniert“, sagt der Immunologe Prof. Dr. Kufer. „Die Erkenntnisse eröffnen neue Möglichkeiten, gezielt nach den Signalen zu suchen, die diesen Rezeptor aktivieren. Langfristig könnte dies dazu beitragen neue therapeutische Ansätze für entzündliche Hauterkrankungen zu entwickeln.“

Die Studie unterstreicht zugleich die wachsende Bedeutung von Lipid Droplets in der Immunforschung. Lange Zeit galten sie vor allem als zelluläre Fettspeicher. Zunehmend zeigt sich jedoch, dass sie eine wichtige Rolle bei der Steuerung von Immun- und Entzündungsprozessen spielen.

Universität Hohenheim

Originalpublikation:

Voß C. et al. (2026): C-terminal lysine residues localise NLRP10 at lipid compartments and govern NLRP10 oligomer formation. EMBO Reports. doi: https://doi.org/10.1038/s44319-026-00839-9

Pflanzenvielfalt in Europa: Warum mehr Pflanzenarten kein Grund zur Entwarnung sind

Mon, 29 Jun 2026 10:50:40 +0200

Die neue Studie unter Leitung der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) setzt an einer typischen, scheinbar widersprüchlichen Beobachtung der Biodiversitätsforschung an: „Dass sich die Artenvielfalt global gesehen verändert und dass Arten verdrängt werden oder aussterben, ist bekannt. Wenn man jedoch auf lokaler Ebene schaut, ist dieser Wandel oft nicht so einfach ersichtlich oder die Artenzahl nimmt sogar zunächst zu“, sagt der Ökologe Dr. Stephan Kambach von der MLU. Er leitete die Studie gemeinsam mit Dr. Ute Jandt und Prof. Dr. Helge Bruelheide.

Gemeinsam mit Forschenden aus insgesamt 21 Ländern erstellten die drei erstmals eine europaweite Analyse darüber, wie sich die lokale Pflanzenvielfalt in den vergangenen 100 Jahren im Detail verändert hat. Dafür nutzte das Team mehr als 57.000 sogenannte Vegetations-Zeitreihen, also systematische, über einen längeren Zeitraum wiederholte Erfassungen von Pflanzengemeinschaften am jeweils selben Ort. Zudem wurden die Daten nach Lebensraum und dessen Veränderung im Laufe der Zeit gegliedert; je nachdem, ob ein Habitat stabil geblieben ist, sich auf natürliche Weise verändert hat oder durch menschliche Eingriffe gestört worden ist. „Unsere Analyse ist die bisher größte Studie zur Veränderung der lokalen Pflanzengemeinschaften Europas. Neben den generellen Trends in verschiedenen Aspekten der Pflanzenvielfalt können wir erstmals detaillierte Einsichten zu einem Großteil aller europäischen Lebensraumtypen geben“, sagt Helge Bruelheide.

Im Durchschnitt stieg die Artenzahl auf europäischen Flächen im vergangenen Jahrhundert um 0,2 Prozent pro Jahr. Allerdings gab es je nach Lebensraum große Unterschiede. Die stärksten Veränderungen zeigten sich in Feuchtgebieten und Mooren, und zwar vor allem dort, wo diese Lebensräume gestört oder von Gehölzen überwachsen wurden. In Grünländern waren die Veränderungen dagegen deutlich geringer. „Wir sehen, dass auf kleinen Flächen tatsächlich mehr Pflanzenarten gezählt werden als früher. Aber wenn man genauer hinschaut, sind das vor allem Generalisten und gebietsfremde Arten. Dieser Zuwachs ist daher kein Zeichen für einen intakten Lebensraum, sondern oft das Gegenteil“, sagt Kambach. Vielmehr könnten heimische spezialisierte und seltene Pflanzen von anpassungsfähigen Generalisten langfristig verdrängt werden. Dazu passt ein weiterer Befund: Die Gesamtzahl aller Arten, die man auf allen Flächen eines Lebensraumtyps in Europa gefunden hat, ist trotz der Einwanderung neuer Arten nicht gewachsen. „Artenverdrängung und Aussterben sind langsame Prozesse, die sich nur über sehr lange Zeiträume beobachten und nachweisen lassen“, sagt Kambach weiter. Wenn sich die von den Forschenden beobachteten Trends langfristig fortsetzen, könnte die Artenzahl auch in Gebieten mit heute noch stabilen Zahlen abnehmen.

„Unsere Studie wäre ohne die jahrzehntelangen Erhebungen von Botanikern aus ganz Europa nicht möglich gewesen. Sie zeigt auch, welchen Wert ein kontinuierliches, europaweites Monitoring lokaler Pflanzengemeinschaften hat“, sagt Ute Jandt. Sie koordiniert an der MLU das europaweite Projekt „MOTIVATE“, das im Rahmen der Biodiversa+-Partnerschaft von der Europäischen Kommission und mehreren nationalen Forschungsförderorganisationen finanziert wird. Beteiligt sind Partner aus Rostock, Oulu (Finnland), Brünn (Tschechien), Wien (Österreich), Oviedo (Spanien) sowie Bologna und Rom (Italien).

Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Originalpublikation:

Kambach S. et al. Habitat-specific trends in taxonomic, functional, and phylogenetic diversity in European plant communities over a century. Nature Communications (2026). doi: 10.1038/s41467-026-72112-5, https://doi.org/10.1038/s41467-026-72112-5

Neues WBGU-Teilgutachten: "Umwelt prägt Sicherheit"

Mon, 29 Jun 2026 10:32:27 +0200

Globale Umweltveränderungen wie der Klimawandel, der Verlust der Biodiversität und die zunehmende weltweite Verschmutzung sind zentrale Sicherheitsrisiken, sie gefährden Menschen, gesellschaftliche Stabilität, wirtschaftliche Leistungskraft und die Handlungsfähigkeit von Staaten. Es ist daher dringend geboten, sie in nationalen wie internationalen Sicherheitsstrategien vorrangig zu berücksichtigen.

In seinem aktuellen Teilgutachten „Umwelt prägt Sicherheit“ zeigt der WBGU, dass Umweltschutz der menschlichen Daseinsfürsorge dient und somit einen unverzichtbaren Bestandteil vorausschauender, fachübergreifender Sicherheitspolitik darstellt. Der Beirat empfiehlt, die umweltbedingten Bedrohungen dauerhaft in die Arbeit des Nationalen Sicherheitsrats zu einzubeziehen und sie neben klassischen militärischen und wirtschaftlichen Sicherheitsbedingungen systematisch in Risikoanalysen zu integrieren. „Sicherheit beginnt mit dem Schutz unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Wer Klimarisiken, Biodiversitätsverlust und Umweltverschmutzung ignoriert, unterschätzt die sicherheitspolitischen Herausforderungen unserer Zeit“, betont der WBGU.

Drei Handlungsfelder beleuchtet das Teilgutachten dabei näher:

1. Stabilisierung des Klimas als Sicherheitsfaktor
Den Klimawandel zu stoppen und die globale Temperatur langfristig durch Entfernung von CO2 aus der Atmosphäre wieder zu senken, sind aus Sicht des WBGU zentrale Bausteine einer integrierten Sicherheitsarchitektur. „Wichtigste Voraussetzung dafür ist, die Verbrennung fossiler Energieträger wie Kohle, Öl und Erdgas so schnell und vollständig wie möglich zu beenden“, sagt Hans-Otto Pörtner, Klimaexperte am Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven und Co-Autor des Teilgutachtens. Die Energiesysteme weltweit auf erneuerbare Quellen wie Sonne oder Wind umzustellen, könne Versorgungssicherheit und Resilienz steigern und zugleich geostrategische Handlungsspielräume erweitern.

2. Stärkung der natürlichen Infrastruktur als Beitrag zum Bevölkerungsschutz
Der WBGU definiert natürliche Infrastruktur als Ökosysteme, die zum Bevölkerungsschutz beitragen, etwa indem sie Hitze dämpfen, die Luft reinigen oder Klimaveränderungen entgegenwirken. Um der sicherheitsstrategischen Bedeutung dieser Flächen gerecht zu werden, wären nach Einschätzung des Beirats eine Reihe von Maßnahmen sinnvoll. Beispielsweise sollte die natürliche Infrastruktur gesetzlich priorisiert und ihr Schutz weiterhin ambitioniert finanziell unterstützt werden, nicht nur in Deutschland, sondern auch im Rahmen internationaler Kooperationsmodelle wie dem Green Climate Fund. Darüber hinaus gilt es, übergreifende Frühwarnsysteme weiterzuentwickeln, die verhindern, dass schleichende Umweltbedrohungen die Ökosystemleistungen einschränken. Zur Risikominderung ist es zudem notwendig, die Bevölkerung für die Sicherheitsrelevanz der natürlichen Infrastruktur zu sensibilisieren. Dabei könnte es hilfreich sein, Anreize für die Übernahme eines Ehrenamts im Bereich des Bevölkerungsschutzes oder zur Teilnahme an Citizen-Science-Projekten zu schaffen. „Das stärkt unsere eigene Resilienz und die unserer Gesellschaft“, sagt Claudia Traidl-Hoffmann, Professorin und Chefärztin für Umweltmedizin an der Universität Augsburg und Co-Autorin des Teilgutachtens. „Im Patientengespräch vermittele ich jeden Tag: Ein gesundes, sicheres Leben ist nur mit intakten Ökosystemen möglich.“

3. Internationale Umweltkooperation als friedensfördernde Maßnahme
Ökosystemschutz und das gemeinsame Management natürlicher Ressourcen können zu Verständigung und Frieden beitragen, indem sie das Vertrauen zwischen Regierungen oder einzelnen gesellschaftlichen Gruppen steigern. Entsprechende Ansätze sollten deshalb in der Entwicklungszusammenarbeit und im Peacebuilding systematisch ausgebaut werden. Der WBGU spricht sich für einen kooperativen, inklusiven Ökosystemschutz unter der Leitung örtlicher Akteure aus, möglichst unter Einbezug lokalen und indigenen Wissens. Die Projekte sollten so gestaltet werden, dass sie sowohl den Erhalt der natürlichen Lebensgrundlagen als auch eine nachhaltige Nutzung von Ressourcen und Flächen erlauben. „Andernfalls kann das leicht zu neuen sozialen Spannungen und Konflikten führen“, erläutert Aletta Bonn, Leiterin des Departments Biodiversität und Mensch am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung Leipzig, Professorin an der Universität Jena im Rahmen des iDiv und Co-Autorin des Teilgutachtens. Um gleichzeitig die zwischenstaatliche oder lokale Kooperation und die gesellschaftliche Verantwortung junger Menschen zu stärken, empfiehlt der WBGU, das ökologische und soziale Jahr als gleichwertig gegenüber dem Wehrdienst anzuerkennen. „Sicherheitswirksamer Umweltschutz braucht ein breites zivilgesellschaftliches Engagement“, so Bonn.

Ausblick:
Das Teilgutachten „Umwelt prägt Sicherheit“ ist das erste Kapitel des Hauptgutachtens „Sicherheit – nachhaltig und integriert“, an dem der WBGU derzeit arbeitet. Angesichts der dynamischen sicherheitspolitischen Debatten hat sich der Beirat entschlossen, einzelne Kapitel vorab zu veröffentlichen. Eine erste Lagebeurteilung, die einen Überblick über das Gesamtkonzept des Hauptgutachtens gibt, ist bereits im März dieses Jahres erschienen, in den kommenden Monaten werden weitere Teilgutachten folgen.

Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen (WBGU)

Das vollständige WBGU-Teilgutachten „Umwelt prägt Sicherheit“ finden Sie unter: www.wbgu.de/de/publikationen/publikation/umwelt-praegt-sicherheit