VBIO News http://example.com VBIO News de Copyright Tue, 25 Nov 2025 13:05:27 +0100 Tue, 25 Nov 2025 13:05:27 +0100 TYPO3 news-34208 Tue, 25 Nov 2025 12:01:15 +0100 Weshalb das «Bauchhirn» eine zentrale Rolle bei Allergien spielt https://www.vbio.de/aktuelles/details/weshalb-das-bauchhirn-eine-zentrale-rolle-bei-allergien-spielt Eine internationale Studie hat eine bislang unbekannte Funktion des Darmnervensystems aufgedeckt. Wie das Team nun zeigt, reguliert das Darmnervensystem die Zusammensetzung und die Stabilität der Darmbarriere. Ist dieser Schutzmechanismus gestört, entsteht eine Neigung zu Allergien. Die Ergebnisse eröffnen neue Perspektiven für die Behandlung von Allergien, chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen und dem Reizdarmsyndrom.  Das Darmnervensystem, oft als «Bauchhirn» bezeichnet, spielt eine entscheidende Rolle bei der Steuerung unserer Verdauung und beim Erhalt der sogenannten Darmbarriere. Diese Schutzschicht trennt den Körper vom Darminhalt und besteht aus der Darmschleimhaut, Abwehrzellen und dem Mikrobiom.

Damit die Darmbarriere effektiv arbeiten kann, müssen alle Komponenten im richtigen Gleichgewicht sein. Ist das Gleichgewicht gestört, können Entzündungen, Allergien oder chronische Darmerkrankungen auftreten. Die Darmschleimhaut gilt dabei als wichtigste Verteidigungslinie gegen Krankheitserreger. Frühere Studien hatten gezeigt, dass das Darmnervensystem nebst seiner Funktion für die Verdauung auch eine wichtige Rolle bei Abwehrreaktionen im Darm spielt. Inwiefern das Darmnervensystem die Entwicklung von Darmzellen beeinflusst, war bisher jedoch weitgehend unerforscht.

Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universität Bern, des Inselspitals Bern, Universitätsspital Bern und der Charité hat nun erstmals gezeigt, dass das Darmnervensystem als zentraler Schalter für die Darmbarriere fungiert. Über einen freigesetzten Botenstoff steuert es nicht nur, wie sich Zellen der Darmwand zu unterschiedlichen Zelltypen entwickeln, sondern beeinflusst auch die Immunreaktionen im Darm, die Allergien fördern. Die Ergebnisse dieser richtungsweisenden Studie wurden kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Immunology publiziert.

Das Darmnervensystem als «Dirigent» zwischen Stammzellen und Abwehrzellen

In ihrer Studie untersuchten die Forschenden anhand des Mausmodells, wie bestimmte Nervenzellen im Darm mit den Stammzellen des Darms kommunizieren. Dabei fokussierten sie sich auf das sogenannte vasoaktive intestinale Peptid (VIP), einen Botenstoff, der vom Darmnervensystem produziert wird. Die Ergebnisse der Studie zeigen erstmals, dass Darmnervenzellen über den VIP-Botenstoff direkt mit den Darm-Stammzellen kommunizieren. Dadurch sorgen die Nervenzellen dafür, dass sich die Stammzellen nicht zu schnell vermehren und nicht zu stark in bestimmte Zelltypen ausreifen. Ist dieser Steuerungsmechanismus gestört und fehlt der VIP-Botenstoff, entsteht ein Überschuss sogenannter Büschelzellen. Diese schütten ihrerseits dann Signale aus, welche im Darm eine Art Allergieprogramm starten.

«Unsere Resultate verdeutlichen, dass das Darmnervensystem ein entscheidender Faktor für die Aufrechterhaltung einer gesunden Darmschleimhaut, Immunregulation und letztendlich für die gesunde Darmbarriere ist», erklärt Dr. Manuel Jakob von der Universitätsklinik für Viszerale Chirurgie und Medizin am Inselspital, Forschungsmitarbeiter am Department for BioMedical Research (DBMR) der Universität Bern und Wissenschaftler an der Charité. Der Erstautor der Studie fügt an: «Unser ‘Bauchhirn’ ist also viel mehr als nur Verdauungshelfer. Es ist ein zentraler Schalter für Gesundheit, Abwehrkräfte und möglicherweise auch Krankheiten, die sehr viele Menschen betreffen. Interessanterweise deuten die Ergebnisse darauf hin, dass der Effekt auch durch die Art der Ernährung, also die Nahrungsbeschaffenheit beeinflusst wird».

Neue Ansätze für Entzündungs- und Allergieerkrankungen des Darms

Ein gesundes Darmmikrobiom und eine stabile Immunantwort sind für die Abwehr von Krankheiten unerlässlich, weshalb die Erforschung des Darmnervensystems von grosser Relevanz ist. «Der entdeckte Mechanismus könnte erklären, warum manche Menschen im Darm überempfindlich reagieren und wie wir in Zukunft gezielt intervenieren können», erklärt Prof. Christoph Klose, Leiter der Arbeitsgruppe Neuroimmun-Interaktion am Institut für Mikrobiologie und Infektionsimmunologie der Charité und Letztautor der Studie. «Wenn wir das Zusammenspiel von Nerven, Zellen und Immunreaktionen im Darm besser verstehen, können wir Medikamente gezielter und personalisierter entwickeln – etwa für Allergien, das Reizdarm-Syndrom oder chronisch-entzündliche Darmerkrankungen.»

Zudem lassen sich diese Reaktionen möglicherweise durch die Ernährung direkt angehen. In einem nächsten Schritt möchte das Team deshalb herausfinden, wie genau sich Ernährung gezielt nutzen lässt, um diese Nerven-Darm-Achse zu unterstützen und die Darmgesundheit zu fördern.

Universität Bern


Originalpublikation:

Jakob, M.O., Sterczyk, N., Boulekou, S. et al. Enteric nervous system-derived VIP restrains differentiation of LGR5+ stem cells toward the secretory lineage impeding type 2 immune programs. Nat Immunol 26, 2227–2243 (2025). doi.org/10.1038/s41590-025-02325-1

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Wissenschaft International
news-34207 Tue, 25 Nov 2025 11:55:38 +0100 Proteinfabriken im Hitzestress: Was Archaeen uns über RNA-Stabilität verraten https://www.vbio.de/aktuelles/details/proteinfabriken-im-hitzestress-was-archaeen-uns-ueber-rna-stabilitaet-verraten Wie hitzeliebende Archaeen ihre Zellmaschinen umbauen, um zu überleben und warum das sogar für Impfstoffe wichtig werden könnte.  Hyperthermophile Archaeen sind wahre Überlebenskünstler. Sie wachsen in kochend heißen Quellen und brodelnden Tiefsee-Schloten – Bedingungen, die für nahezu alle anderen Lebewesen tödlich wären. Regensburger Forscherinnen und Forscher am Deutschen Archaeenzentrum und Regensburger Zentrum für Biochemie haben als Teil eines internationalen Forschungsteams nun einen weiteren Aspekt entdeckt, warum hyperthermophile Archaeen so ungewöhnlich robust sind: Diese Mikroorganismen sind in der Lage, ihre Proteinfabriken, die Ribosomen, gezielt an extreme Temperaturen anzupassen. Die Studie zeigt, dass sie dazu ihre ribosomale RNA verändern, einen zentralen Baustein der Ribosomen. Dadurch bleibt die Proteinproduktion selbst unter extremen Bedingungen stabil.

Den Ausgangspunkt dieser Studie bildete das israelische Forschungsteam um Schraga Schwartz, das eine neue Technologie namens Pan-Mod-seq entwickelt hat. Damit lassen sich RNA-Veränderungen erstmals systematisch und parallel in ganz unterschiedlichen Zelltypen erfassen – von einfachen Bakterien über Archaeen, Hefezellen bis hin zu menschlichen Zellen. Dr. Felix Grünberger erklärt: „In früheren Arbeiten konnten wir bereits verfolgen, wann eine einzelne, bekannte RNA-Modifikation in die ribosomale RNA eingebaut wird. Mit Pan-Mod-seq ist es nun erstmals möglich, eine Vielzahl verschiedener Modifikationen gleichzeitig und im Hochdurchsatz zu erfassen – das war bisher undenkbar.“ 

Die neue Technologie konnte dank der Regensburger Expertise in der RNA-Biologie, der einzigartigen Stammsammlung und dem Spezialwissen in der Kultivierung extremophiler Archaeen besonders wirkungsvoll eingesetzt werden. Für diese Studie konnten daher auch die Weltrekordhalter unter den hyperthermophilen Archaeen genutzt werden, die bei Temperaturen von bis zu 113 °C optimal wachsen.

Das Ergebnis: In Bakterien, normalen Archaeen und höheren Zellen wie unseren menschlichen Zellen bleiben diese Modifikationen weitgehend unverändert. Extrem hitzeliebende Archaeen betreiben dagegen molekulare Feinarbeit: Zum einen ist die Dichte der Modifikationen außergewöhnlich hoch, zum anderen passt sich auch rund die Hälfte der Modifikationen davon dynamisch an – sie werden je nach Temperatur aktiv hinzugefügt oder entfernt. Bilder aus der Kryo-Elektronenmikroskopie zeigen eindrucksvoll, wie diese chemischen Veränderungen die Ribosomen wie ein Verstärkungsgerüst stabilisieren. Dr. Robert Reichelt berichtet: „Wir konnten nachweisen, dass ohne diese molekularen Anpassungen die Archaeen in ihrer extremen Umgebung nicht mehr wachsen können“. 

Mit Begeisterung erklärt Prof. Dr. Dina Grohmann, Inhaberin des Lehrstuhls für Mikrobiologie und Leiterin des Deutschen Archaeenzentrums: „Diese bahnbrechende Entdeckung wurde erst durch die enge Zusammenarbeit eines internationalen und interdisziplinären Teams aus Israel, den USA, Japan, Frankreich und Deutschland möglich, in dem alle Teile des Puzzles zusammengeführt wurden. Besonders fasziniert mich, dass gerade unsere hyperthermophilen Archaeen eine so außergewöhnliche Sonderstellung einnehmen – ein Befund, der völlig neue Forschungsfelder eröffnet!“.

Die Ergebnisse sind nicht nur für die Mikrobiologie spannend. RNA‑Modifikationen spielen auch in der modernen Medizin eine zentrale Rolle – etwa bei mRNA-Impfstoffen. Dort werden gezielt chemische Veränderungen eingebaut, um die Stabilität des Impfstoffs zu erhöhen und unerwünschte Immunreaktionen zu vermeiden. Ein besseres Verständnis, wie extreme Mikroben ihre RNA „maßschneidern“, kann wertvolle Impulse für die gezielte Gestaltung stabiler RNA-Moleküle in biomedizinischen Anwendungen liefern.

Universität Regensburg


Originalpublikation:

Garcia-Campos, Miguel A. et al.: Pan-modification profiling facilitates a cross-evolutionary dissection of the thermoregulated ribosomal epitranscriptome, Cell 2025, DOI: 10.1016/j.cell.2025.09.014 

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Wissenschaft Bayern
news-34206 Tue, 25 Nov 2025 11:41:50 +0100 Vampire der Tiefsee: Uralte Verbindung zwischen Oktopussen und Tintenfischen https://www.vbio.de/aktuelles/details/vampire-der-tiefsee-uralte-verbindung-zwischen-oktopussen-und-tintenfischen Ein "genomisches lebendes Fossil" enthüllt, wie die Kraken und Tintenfische vor mehr als 300 Millionen Jahren entstanden sind  In einer in iScience veröffentlichten Studie präsentieren Forscher*innen um Oleg Simakov von der Universität Wien, des National Institute of Technology – Wakayama College (NITW; Japan) und der Universität Shimane (Japan) das bisher größte sequenzierte Genom eines Kopffüßers. Ihre Analysen zeigen, dass der Vampirtintenfisch Teile einer alten, tintenfischähnlichen Chromosomenstruktur bewahrt hat und belegen damit, dass sich moderne Kraken von tintenfischähnlichen Vorfahren entwickelt haben.

Der Vampirtintenfisch (Vampyroteuthis sp.) zählt zu den rätselhaftesten Tieren der Tiefsee. Seinen dunklen Körper, den großen roten oder blauen Augen und den mantelartigen Schwimmhäuten zwischen seinen Armen verdankt er seinen dramatischen Namen – obwohl er kein Blut saugt, sondern sich friedlich von organischen Abfällen ernährt. "Interessanterweise heißt der Vampirtintenfisch im Japanischen 'kōmori-dako', was so viel wie 'Fledermaus-Oktopus' bedeutet", erklärt Masa-aki Yoshida von der Universität Shimane, einer der drei Hauptautoren des Projekts. Doch hinter seinem Äußeren verbirgt sich ein noch tieferes Geheimnis: Obwohl er zu den Oktopussen zählt, weist er auch Merkmale von Tintenfischen und Sepien auf. Um dieses Paradoxon zu entschlüsseln, hat ein internationales Team unter der Leitung von Oleg Simakov von der Universität Wien zusammen mit Davin Setiamarga (NITW) und Masa-aki Yoshida (Universität Shimane) das Genom des Vampirtintenfischs entschlüsselt.

Ein Blick in die Tiefsee-Evolution

Durch die Sequenzierung des Genoms von Vampyroteuthis sp. rekonstruierten die Forscher*innen ein Schlüsselkapitel der Kopffüßer-Evolution. Die "modernen" Kopffüßer (Coleoidea) spalteten sich vor über 300 Millionen Jahren in zwei Hauptlinien auf: die zehnarmigen Decapodiformes (Kalmare und Sepien) und die achtarmigen Octopodiformes (Kraken und der Vampirtintenfisch).
Obwohl der Vampirtintenfisch wie ein Krake acht Arme besitzt, teilt er wichtige genomische Merkmale mit seinen zehnarmigen Verwandten. Dadurch nimmt er eine wichtige Stellung zwischen beiden Linien ein. Obwohl er zu den Oktopussen gehört, zeigt sein Genom in der chromosomalen Struktur und Organisation viele ursprünglichere Charakteristika der sich früher abgespalteten Kalmare.

Ein enormes Genom mit uralter Architektur

Mit über 11 Milliarden Basenpaaren ist das Genom des Vampirtintenfischs fast viermal so groß wie das menschliche Genom – das größte jemals analysierte Genom eines Kopffüßers. Trotz dieser Größe weisen seine Chromosomen eine überraschend konservierte Struktur auf. Daher gilt Vampyroteuthis als "genomisches lebendes Fossil" – ein moderner Vertreter einer uralten Abstammungslinie, der wichtige Merkmale seiner evolutionären Vergangenheit bewahrt hat. Das Forschungsteam fand heraus, dass er Teile eines zehnköpfigen Tintenfisch-ähnlichen Karyotyps bewahrt hat, während moderne Kraken im Laufe der Evolution umfangreiche Chromosomenfusionen und Umstrukturierung durchliefen. Diese konservierte Genomarchitektur liefert neue Hinweise darauf, wie sich die einzelnen Linien der Kopffüßer auseinanderentwickelten. "Der Vampirtintenfisch steht genau an der Schnittstelle zwischen Kraken und Tintenfischen", sagt der Hauptautor Oleg Simakov vom Department für Neurowissenschaften und Entwicklungsbiologie der Universität Wien. "Sein Genom enthüllt tiefgreifende evolutionäre Geheimnisse darüber, wie zwei auffallend unterschiedliche Abstammungslinien aus einem gemeinsamen Vorfahren hervorgehen konnten."

Oktopus-Genome bildeten ihre eigene evolutionäre Autobahn

Durch den Vergleich des Vampirtintenfischs mit anderen sequenzierten Arten, darunter dem Hochseeoktopus Argonauta hians, konnten die Forscher*innen die Richtung der Chromosomenveränderungen im Laufe der Evolution nachvollziehen. Das Genom von Argonauta hians ("Papierboot"), einem ungewöhnlichen Hochseeoktopus, dessen Weibchen sekundär eine Schale entwickelten, wurde in dieser Studie ebenfalls erstmals präsentiert. Die Analyse legt nahe, dass frühe Coleoidea eine tintenfischähnliche Chromosomenorganisation besaßen, deren Einzelteile im Laufe der Evolution teilweise verschmolzen und sich in das moderne Oktopus-Genom verdichteten – ein Prozess, der als "fusion with mixing" bekannt ist. Diese irreversiblen Umstrukturierungen führten wahrscheinlich zu wichtigen morphologischen Neuerungen wie der Spezialisierung der Arme und dem Verlust der äußeren Schalen. "Obwohl der Vampirtintenfisch zu den Oktopussen gezählt wird, besitzt er ein genetisches Erbe, das älter ist als beide Abstammungslinien", ergänzt die Zweitautorin Emese Tóth von der Universität Wien. "Es ermöglicht uns einen direkten Einblick in die frühesten Stadien der Kopffüßer-Evolution."

Eine grundlegende Erkenntnis der Evolution der Kopffüßer

Die Studie liefert den bisher deutlichsten genetischen Beweis dafür, dass der gemeinsame Vorfahre von Kraken und Tintenfischen tintenfischähnlicher war als bisher angenommen. Sie hebt hervor, dass eine umfassende chromosomale Reorganisation und nicht die Entstehung neuer Gene der Hauptgrund für die bemerkenswerte Vielfalt der modernen Kopffüßer war.

Universität Wien


Originalpublikation:

Yoshida, M.A., Tóth, E., Kon-Nanjo, K., Kon, T., Hirota, K., Toyoda, A., Toh, H., Miyazawa, H., Terauchi, M., Noguchi, H., Setiamarga, D.H.E., Simakov, O., Giant genome of the vampire squid reveals the derived state of modern octopod karyotypes, iScience (2025). DOI: 10.1016/j.isci.2025.113832, https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(25)02093-0

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Wissenschaft International
news-34205 Tue, 25 Nov 2025 11:15:40 +0100 Kleine Moleküle, große Wirkung: Polyamine bringen alternden Darm wieder in Schwung https://www.vbio.de/aktuelles/details/kleine-molekuele-grosse-wirkung-polyamine-bringen-alternden-darm-wieder-in-schwung Mit zunehmendem Alter verliert der Darm seine Fähigkeit, sich nach einer Schädigung vollständig zu regenerieren. Ein internationales Forschungsteam hat nun herausgefunden, dass Polyamine, kleine Moleküle, die im Körper selbst produziert werden, dabei eine entscheidende Rolle spielen. Durch die gezielte Aktivierung des Polyaminstoffwechsels vor einer Schädigung gelang es den Forschenden, die Regenerationsfähigkeit alternder Darmzellen in einem Mausmodell wiederherzustellen. Ein möglicher neuer Ansatz zur Behandlung altersbedingter Gewebeschäden.  Der Darm ist eines der am stärksten regenerierenden Gewebe unseres Körpers. Doch mit zunehmendem Alter kommt es zu verschiedenen Veränderungen, die in Summe seine Regenerationsfähigkeit beeinträchtigen. Infolgedessen wird der Darm zunehmend anfälliger für Entzündungen und Infektionen, und Heilungsprozesse verlangsamen sich. Dies führt bei älteren Menschen häufig zu Verdauungsproblemen und einer verzögerten Genesung nach langfristiger Medikamenteneinnahme. Die Ursache dafür ist die verminderte Fähigkeit des Darmepithels, sich nach einer Schädigung rasch zu regenerieren. Doch warum verliert der Darm mit zunehmendem Alter sein Regenerationspotenzial – und lässt sich dieser Prozess möglicherweise wieder umkehren?

Ein internationales Forschungsteam aus Deutschland, Italien und den USA unter der Leitung von Dr. Alessandro Ori, ehemaliger Forschungsgruppenleiter am Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena, hat in einer jetzt in „Nature Cell Biology“ veröffentlichten Studie diese Fragen genauer untersucht. 

Alternder Darm aus dem Gleichgewicht

Die Forschenden fanden heraus, dass bei älteren Mäusen während der Darmregeneration das empfindliche Gleichgewicht zwischen Proteinsynthese, -faltung und -abbau (Proteostase) gestört ist. Infolgedessen sammeln sich in den alten Darmzellen vermehrt fehlerhafte oder „defekte“ Proteine an. Während die Zellen versuchen, gleichzeitig das geschädigte Gewebe zu regenerieren, führt die zusätzliche Ansammlung von Proteinen zu erheblichem Stress bei ihnen, was wiederum die Regenerationsfähigkeit der Zellen beeinträchtigt.

„Durch die Analyse von Proteinen und Stoffwechselprodukten im Darmgewebe sowie durch Experimente, die zeigen, wie sich der Darm nach einer Schädigung durch 5-Fluorouracil (ein Chemotherapeutikum) erholt, konnten wir zeigen, dass die verringerte Regenerationsfähigkeit älterer Darmzellen keine unvermeidbare Folge des Alterns ist. Vielmehr steht sie in direktem Zusammenhang mit einer Störung der Proteostase“, erklärt Dr. Ori.

Polyamine als Schlüssel zur Regeneration

Der Vergleich der Regenerationsfähigkeit in jungen und alten Mäusen zeigte, dass nach einer Schädigung nur im gealterten Darm typische Anzeichen von Proteostase-Stress und erhöhte Polyaminspiegel beobachtet wurden. Polyamine – wie etwa Spermidin und Putrescin – sind kleine, positiv geladene Moleküle, die an vielen zellulären Prozessen beteiligt sind, zu denen sowohl das Zellwachstum und die Zellteilung als auch die Regulierung der Proteostase gehören. 

In den Experimenten zeigte sich, dass alte Mäuse nach einer Darmschädigung besonders hohe Polyaminwerte aufwiesen, wahrscheinlich, um die Proteinhomöostase zu verbessern und der entstandenen Schädigung entgegenzuwirken. „Wird der Polyaminstoffwechsel wieder aktiviert, beispielsweise durch eine diätetische Intervention oder durch die direkte orale Gabe von Nahrungsergänzungsmitteln, dann verbessert sich die Proteinhomöostase und die Regeneration des Darmepithels wird wieder beschleunigt“, berichten Dr. Alberto Minetti und Dr. Omid Omrani, die Erstautoren der Studie. „Unsere Daten deuten darauf hin, dass der alternde Darm auf molekularer Ebene weiterhin reparaturfähig bleibt, er benötigt nur den richtigen molekularen Auslöser, um seine Regenerationsfähigkeit wieder in Gang zu bringen.“

Ernährung und Polyamine als neuer therapeutischer Ansatz?

Besonders spannend ist, dass sowohl durch eine kurze Diät mit anschließender zweitägiger Nahrungsaufnahme als auch durch eine direkte Zugabe von Polyaminen der Polyamin-Stoffwechsel bereits vor einer Schädigung aktiviert und so die Regenerationsfähigkeit des Darms bei älteren Mäusen wiederhergestellt werden kann. Dagegen verschlechterte sich die Darmregeneration deutlich, wenn man diesen Stoffwechselweg gezielt blockierte.

Diese Erkenntnis könnte weitreichende Folgen haben: Durch Polyamine oder eine polyaminreiche Ernährung bestünde die Möglichkeit, die Darmregeneration bei älteren Menschen nach Operationen, Infektionen oder Chemotherapien gezielt zu verbessern. Möglicherweise lassen sich ähnliche Mechanismen auch auf andere alternde Gewebe wie Haut oder Leber übertragen, wodurch sich neuartige Wege eröffnen, alternsbedingten Funktionsverlusten entgegenzuwirken. 

„Wir sehen darin einen vielversprechenden Ansatz, um die Selbstheilungskräfte des Körpers im Alter zu reaktivieren“, erklärt Prof. Francesco Neri von der Universität Turin, Italien. „Polyamine wirken als molekulare Regulatoren, die helfen, das zelluläre Gleichgewicht wieder herzustellen.“

Perspektiven für die Alternsforschung

Als nächster Schritt wird es wichtig sein, die Sicherheit und die potenziellen Vorteile einer Aktivierung des Polyaminstoffwechsels zur Förderung der Geweberegeneration sorgfältig zu prüfen, und auch mögliche Risiken wie ein erhöhtes Krebsrisiko zu bewerten. Gezielte polyaminreiche Ernährung oder pharmakologische Interventionen könnten auf diese Weise künftig dazu beitragen, altersbedingte Gewebeschäden zu behandeln oder sogar zu verhindern. 

„Altern ist kein unumkehrbarer Prozess“, fasst Dr. Ori zusammen. „Wenn wir verstehen, wie Zellen ihr Gleichgewicht verlieren – und wie wir es wiederherstellen können –, können wir das Altern vielleicht nicht aufhalten, aber wir können seine Auswirkungen auf unseren Körper deutlich abschwächen.“
 

Leibniz-Institut für Alternsforschung - Fritz-Lipmann-Institut e.V.


Originalpublikation:

Minetti, A., Omrani, O., Brenner, C. et al. Polyamines sustain epithelial regeneration in aged intestines by modulating protein homeostasis. Nat Cell Biol (2025). doi.org/10.1038/s41556-025-01804-9

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Wissenschaft Thüringen
news-34204 Tue, 25 Nov 2025 11:11:38 +0100 Gezielte Vererbung des Geschlechts verbessert die Tierzucht https://www.vbio.de/aktuelles/details/gezielte-vererbung-des-geschlechts-verbessert-die-tierzucht Eine neue Studie aus dem Labor von Bernhard Herrmann am Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik zeigt, wie gezielte, nicht-mendelsche Vererbung Probleme der Nutztierzucht lösen könnte.  Eine der fundamentalen Vererbungsregeln besagt, dass unterschiedliche Allele (Genkopien) eines Merkmals, wie z.B. dem Geschlecht, mit gleicher Häufigkeit vererbt werden. „Wir wissen jedoch schon lange, dass es Gene gibt, die ihre Vererbungsrate erhöhen können“, erklärt Bernhard Herrmann. Sein Labor am MPIMG widmet sich bereits seit Längerem einem dieser Elemente, einem Abschnitt auf Chromosom 17 der Maus, namens t-Haplotyp. In früheren Arbeiten konnten die Forschenden diesen Faktor bereits genetisch und molekular aufklären. In ihrer aktuellen Studie im Fachmagazin „Genetics“ zeigen sie nun, wie sich der t-Haplotyp nutzen lässt, um die Vererbung der Geschlechtschromosomen bei Mäusen zu beeinflussen. Dieser Ansatz, erwünschte genetische Eigenschaften bevorzugt zu vererben, könnte u.a. dabei helfen, die Nutztierzucht effizienter und tierfreundlicher zu gestalten.

Unfairer Wettbewerbsvorteil

Die Auswirkungen des t-Haplotyps zeigen sich erst während der Befruchtung von Eizellen. Dazu werden die Spermien davor aber in der Spermienentwicklung besonders vorbereitet. In der ersten Phase der Entwicklung produziert der t-Haplotyp mehrere genetische „Störfaktoren“, die sich auf alle Zellen verteilen und Spermien später daran hindern, sich effizient vorwärts zu bewegen. In der zweiten Phase werden die Chromosomensätze getrennt. Dadurch bekommt eine Hälfte der Spermien den t-Haplotyp, die andere Hälfte nicht. „Der t-Haplotyp hat nun einen Trick auf Lager, um sich einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen. Er produziert eine Art Gegengift namens Smok-Tcr, das die Effekte der Störfaktoren aufhebt – allerdings nur in Zellen, die den t-Haplotyp beinhalten“, erklärt Bernhard Herrmann. Die dadurch entstandenen t-Spermien sind beweglicher und können so leichter Eizellen befruchten.

Nutzung um das Geschlecht von Nachkommen zu beeinflussen

Die Aktivität von Smok-Tcr allein, ohne Störfaktor, beeinträchtigt aber ebenfalls die Beweglichkeit der Spermien, die das Gen beinhalten. Dieses Phänomen machten sich die Wissenschaftler*innen zunutze. Sie setzten gezielt Smok-Tcr-Elemente auf X- oder Y-Chromosomen ein. „Wir haben den Ansatz hier sozusagen umgedreht und nutzen Smok-Tcr, um die Vererbung des ungewünschten Geschlechtschromosoms zu hemmen, und gleichzeitig die Vererbung des gewünschten zu fördern. Liegt das Element auf einem Y-Chromosom, haben Spermien, die weibliche Nachkommen erzeugen, einen deutlichen Vorteil, und umgekehrt“, sagt Hermann Bauer, der Erstautor der Studie. „Durch gezielte Sequenzverbesserungen konnten wir den Effekt noch steigern. Befindet sich dieses optimierte Smok-Tcr beispielsweise auf dem Y-Chromosom erhalten wir fast 90% Weibchen“. Diese Methode ist vorteilhafter als bisherige Versuche, die Vererbung des Geschlechts zu beeinflussen.

Einsatz in der Tierzucht

Die angewandte Methode könnte neben Mäusen auch bei anderen Säugetieren in der Nutztierzucht, wie z.B. Rindern eingesetzt werden. Dort wird oft ein bestimmtes Geschlecht bevorzugt, je nachdem, ob die Milch- oder Fleischproduktion im Vordergrund steht. Oft werden Jungtiere, die nicht benötigt werden, einfach getötet. „Die Keulung von Tieren mit dem unerwünschten Geschlecht ist wirtschaftlich und tierethisch ein Problem. Unsere Methode bietet dafür einen Lösungsansatz“, sagt Bernhard Herrmann. Andere experimentelle Methoden das Geschlecht zu beeinflussen beeinträchtigen oft die Gesundheit und Fruchtbarkeit der Tiere und deren Nachkommen. Der Ansatz der Forschenden hat im Gegensatz dazu keine negativen Auswirkungen auf die Gesundheit der Tiere. Die Methode hat auch noch einen weiteren wichtigen Vorteil: “Die erwünschten Nachkommen für die Fleisch- oder Milchproduktion wären genetisch nicht verändert”, so Hermann Bauer.

Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik


Originalpublikation:

Hermann Bauer, Frederic Koch, Bettina Lipkowitz, Jürgen Willert, Gaby Bläß, Manuela Scholze-Wittler, Sandra Währisch, Lars Wittler, Bernhard G Herrmann: Female- or Male-biased Offspring Generated by Targeted Distortion of Sex Chromosome Transmission in the Mouse. Genetics 2025, https://doi.org/10.1093/genetics/iyaf246

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Wissenschaft Berlin
news-34203 Tue, 25 Nov 2025 11:05:41 +0100 Die kleinsten Wächter des Nils: Zooplankton reagiert sensibel auf Wasserkraftwerk https://www.vbio.de/aktuelles/details/die-kleinsten-waechter-des-nils-zooplankton-reagiert-sensibel-auf-wasserkraftwerk Winzige im Wasser lebende Organismen – das Zooplankton – spielen eine zentrale Rolle in aquatischen Nahrungsnetzen. Das Zooplankton gilt zudem als wichtiger Indikator für die Gesundheit eines Flusssystems: Je größer die Vielfalt dieser Kleinstlebewesen, desto widerstandsfähiger reagiert ein Fluss auf Umweltveränderungen. Doch menschliche Eingriffe wie der Bau von Staudämmen hinterlassen selbst in diesen (mikroskopisch) kleinen Gemeinschaften deutliche Spuren. Das zeigt eine neue Studie des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) am Beispiel des Nils.  Das IGB-Forschungsteam Samah Makawi und Prof. Michael Monaghan untersuchte das Zooplankton im Blauen und im Weißen Nil in der Nähe der sudanesischen Stadt Khartum, und zwar von Dezember 2017 bis April 2018 sowie von Oktober 2019 bis März 2020. Beide Zeiträume lagen in der Bauzeit des Grand Ethiopian Renaissance Dams (GERD). Das größte Wasserkraftwerk Afrikas liegt im Blauen Nil und wurde kürzlich im September 2025 eingeweiht. 

„Dieser Damm ist ein großer Fortschritt für die Energieerzeugung in der Region. Allerdings wird er voraussichtlich erhebliche Auswirkungen auf das Ökosystem des Flusses haben", erklärt Samah Makawi. Die gebürtige Sudanesin lehrt an der Universität von Khartum.

Natürliche Schwankungen des Wasserstands und des Nährstoffangebots schaffen Artenvielfalt:

Der Weiße und der Blaue Nil vereinigen sich nahe Khartum zum Hauptstrom. Wie die Studie zeigt, weist der Blaue Nil eine deutlich höhere Diversität und zeitliche Variabilität der Zooplankton-Gemeinschaften auf als der Weiße Nil. Letzterer beherbergt nur etwa die Hälfte der Arten, die im Blauen Nil vorkommen.

Das Forschungsteam führt dies auf die stärkeren natürlichen Schwankungen im Wasserfluss und im Nährstoffangebot des Blauen Nils zurück. Die Wasser- und Nährstoffflüsse im Weißen Nil haben sich dagegen bereits seit mehreren Jahrzehnten durch Staudämme erheblich verändert.

Staudämme beeinträchtigen nicht nur große Fische und Säugetiere sondern auch ganz kleine Lebewesen:

„Der Wasserstand des Nils schwankt naturgemäß stark. Die Lebensgemeinschaften haben sich an die Schwankungen des Wasserflusses, der Sedimentfracht und der Nährstoffe angepasst. Während Wanderfische oft im Mittelpunkt der Auswirkungen von Staudämmen stehen, betrifft der Bau eines Staudamms sogar die kleinsten Organismen, die eine wichtige Rolle für die Wasserqualität und das Nahrungsnetz spielen. Dies konnten wir in unserer Studie für den Weißen Nil nachweisen. Ähnliche Effekte erwarten wir durch den Bau des GERD nun auch im Blauen Nil“, betont Samah Makawi.

Ein Monitoring des Blauen Nils nach dem Bau des Staudamms ist daher wichtig:

Weil viele Zooplankton-Arten extrem klein sind und sich im Wasser nur schwer erfassen lassen, stoßen herkömmliche Methoden zur Biodiversitätsüberwachung schnell an ihre Grenzen. Die Studie verdeutlicht daher auch, wie wertvoll moderne eDNA-Methoden sind: Durch den Nachweis von Erbgutspuren im Wasser können Forschende die Artenvielfalt viel umfassender und schneller bestimmen – und so Veränderungen in einem Flusssystem frühzeitig erkennen.

„Angesichts der anhaltenden Veränderungen des Ökosystems besteht ein Bedarf an einer besseren Überwachung der Biodiversität im Nil-Ökosystem“, sagt Prof. Michael Monaghan, der die Studie leitete und am IGB forscht. „Wir haben festgestellt, dass eDNA-basierte Methoden wichtige Informationen liefern, obwohl tropische Zooplanktonarten in DNA-Datenbanken bisher nur unzureichend vertreten sind. Aufgrund der hohen Sensitivität, Kosteneffizienz und Zeitersparnis kann das eDNA-Metabarcoding ein vielversprechender Ansatz sein, um ein Programm zur Überwachung der Biodiversität zu implementieren, das im Nil im Sudan bisher fehlt.“

Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei


Originalpublikation:

Makawi, S. E. M., and M. T. Monaghan. 2025. “ Zooplankton Community Composition in the White and Blue Niles Near Khartoum: Combining Molecular and Morphological Approaches.” Environmental DNA 7, no. 6: e70218. https://doi.org/10.1002/edn3.70218

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Wissenschaft Berlin
news-34202 Tue, 25 Nov 2025 10:57:36 +0100 Malaria-Parasiten bewegen sich auf rechtshändigen Spiralen https://www.vbio.de/aktuelles/details/malaria-parasiten-bewegen-sich-auf-rechtshaendigen-spiralen Die millionenfach verbreitete Infektionskrankheit Malaria wird durch den Stich einer Mücke übertragen, die den Malaria-Parasiten in sich trägt. Nach dem Eindringen in die Haut bewegt sich der Erreger auf spiralförmigen Bahnen. Er dreht sich dabei fast immer nach rechts, wie ein Team von Physikern und Malaria-Forschern der Universität Heidelberg herausgefunden hat. Die Wissenschaftler konnten mit hochauflösenden bildgebenden Verfahren in Verbindung mit Computersimulationen zeigen, dass der Erreger diese rechtshändigen Spiralen nutzt, um seine Fortbewegung beim Übergang von einem Gewebekompartiment zum nächsten zu kontrollieren.  Der Malaria-Erreger Plasmodium wird von der Speicheldrüse der Mücke in die Haut des Wirts übertragen. In diesem frühen Stadium weist der einzellige Parasit einen mondsichelförmigen Körperbau auf. Diese ungewöhnliche Zellform ist für die charakteristischen spiralförmigen Bewegungen der sogenannten Sporozoiten verantwortlich. Sie erleichtern es dem Erreger, sich zum Beispiel um Blutgefäße zu winden oder Halt in umliegendem Gewebe zu finden, wie der Physiker Prof. Dr. Ulrich Schwarz und der Malaria-Forscher Prof. Dr. Friedrich Frischknecht in gemeinsamen Vorgängerstudien nachweisen konnten. „Unsere neuen Untersuchungen zeigen, dass sich Malaria-Parasiten in dreidimensionalen Umgebungen fast ausschließlich auf rechtshändigen Spiralen bewegen“, erläutert Prof. Schwarz, der die Forschungsgruppe „Physik komplexer Biosysteme“ am Institut für Theoretische Physik der Universität Heidelberg leitet.

In Experimenten am Zentrum für Infektiologie des Universitätsklinikums Heidelberg haben die Wissenschaftler deshalb untersucht, welche biologische Funktion die rechtsdrehende Art der Fortbewegung haben könnte. Als Gewebeersatz nutzten sie synthetische Hydrogele, die den Einsatz hochauflösender bildgebender Verfahren und einen quantitativen Vergleich mit Computersimulationen der Zellbewegung ermöglichen. Dabei entdeckten die Forscher, dass sich die Parasiten am Boden des Hydrogels auf dem Glassubstrat anders verhalten als wenn sie direkt aus einer flüssigen Lösung auf ein Glasplättchen aufgebracht werden. In dem einen Fall drehen sie sich auf dem Glas im Uhrzeigersinn, in dem anderen gegen den Uhrzeigersinn. Die Wissenschaftler schließen daraus, dass die rechtsdrehende Bewegung bestimmt, wie der Parasit von einem Kompartiment in ein anderes eindringt.

„Wir vermuten, dass sich diese Chiralität im Laufe der Evolution ausgebildet hat, damit der Erreger schnell und immer in der gleichen Art und Weise zwischen den verschiedenen Gewebekompartimenten im Wirtskörper wechseln kann“, so Friedrich Frischknecht, der eine Professur für Integrative Parasitologie an der Medizinischen Fakultät Heidelberg der Universität Heidelberg innehat und am Center for Integrative Infectious Diseases Research des Universitätsklinikums Heidelberg forscht. Die unterschiedlichen Bewegungsmuster auf herkömmlichen Substraten in Lösung und aus einem dreidimensionalen Hydrogel kommend könnten zudem erklären, warum die Sporozoiten in bisherigen Laborversuchen kaum erfolgreich darin waren, in Leberzellen einzudringen. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass es einen großen Unterschied macht, ob die Erreger direkt auf Glas aufgetragen werden oder sich erst durch ein Gewebe bewegen“, erläutert Dr. Mirko Singer, Postdoktorand in der Gruppe von Prof. Frischknecht. Die aktuellen Erkenntnisse zur Fortbewegung der Parasiten könnten daher dazu beitragen, experimentelle Assays zu verbessern und neue Ansätze der Infektionsprävention zu entwickeln.

Durch die Kombination von hochauflösender Bildgebung und mathematischen Modellen gelang es den Forschern auch, den zugrunde liegenden molekularen Mechanismus aufzudecken. Aus theoretischen Arbeiten war bekannt, wie die besondere Form des Parasiten – der mondsichelförmige Körperbau – seine Fortbewegung beeinflusst. „Unsere Computersimulationen haben bestätigt, dass nur eine Asymmetrie am vorderen Ende der Parasiten für die im Experiment beobachteten Bewegungsmuster verantwortlich sein kann“, so Leon Lettermann, Doktorand in der Gruppe von Prof. Schwarz. Unter einem superauflösenden Mikroskop konnten die Wissenschaftler eine Besonderheit im Körperbau der Parasiten identifizieren, die zu einer ungleichen Kraftverteilung entlang des Körpers führt.
 

Universität Heidelberg


Originalpublikation:

L. Lettermann, M. Singer, S. Steinbrück, F. Ziebert, S. Kanatani, P. Sinnis, F. Frischknecht, U. S. Schwarz: Chirality of malaria parasites determines their motion patterns. Nature Physics (24 November 2025), https://doi.org/10.1038/s41567-025-03096-0

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Wissenschaft Baden-Württemberg
news-34201 Mon, 24 Nov 2025 12:29:23 +0100 VBIO – BioWissKomm – Online-Stammtisch https://www.vbio.de/aktuelles/details/vbio-biowisskomm-online-stammtisch Der BioWissKomm-VBIO Stammtisch ist ein informelles monatliches Zoom-Meeting für alle Biologie-Interessierten. Der nächste Stammtisch findet am 9.12.2025 um 18:30 Uhr online statt. Was bieten wir an? News, Termine und Bio-Highlights aus dem VBIO und von BioWissKomm. Wir besprechen Themen aus verschiedenen Gebieten der Biowissenschaften und diskutieren in informeller Runde. Die Teilnehmer können auch eigene Beiträge leisten, Fragen stellen und Themen für zukünftige Stammtische vorschlagen.

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VBIO Bundesweit
news-34200 Mon, 24 Nov 2025 12:22:45 +0100 Verborgener Schatz der Tiefsee: Neue Korallenart auf Manganknollen entdeckt https://www.vbio.de/aktuelles/details/verborgener-schatz-der-tiefsee-neue-korallenart-auf-manganknollen-entdeckt Ein internationales Forschungsteam hat eine neue Art von Tiefseekoralle entdeckt, die auf Manganknollen lebt – denselben mineralreichen Gesteinsbrocken, die weltweit zunehmend das Interesse an Tiefseebergbau wecken. Deltocyathus zoemetallicus –&nbsp;jetzt erstmals in einer Studie im Fachjournal „Zoological Journal of the Linnean Society“ beschrieben – wurde in mehr als 4.000 Metern Tiefe in der Clarion-Clipperton-Zone (CCZ) des Pazifischen Ozeans gefunden,&nbsp;als erste bekannte Steinkorallenart, die direkt auf diesen Knollen lebt.&nbsp; Der Boden der Tiefsee galt früher als flach, schlammig und weitgehend unbelebt. Heute wissen wir jedoch, dass er eine Vielzahl von Lebensräumen und eine reiche Artenvielfalt beherbergt. Doch die Tiefsee ist zunehmend bedroht – durch Herausforderungen wie den Klimawandel, Verschmutzung und Tiefseebergbau. Damit wächst auch die Bedeutung der Tiefseeforschung, um diese wertvollen Ökosysteme besser zu verstehen.
Ein Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Guadalupe Bribiesca-Contreras (National Oceanography Centre in Southhampton) und Dr. Nadia Santodomingo vom Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt, hat nun eine neue Steinkorallenart im östlichen Pazifik beschrieben. Ihr Name, Deltocyathus zoemetallicus, spiegelt den einzigartigen Lebensraum dieses Tieres wider – es lebt auf Polymetallknollen (zoemetallicus: zoe = Leben, metallicus = Metall). Die neue Art wurde in Tiefen zwischen 4.150 und 4.250 Metern in der Clarion-Clipperton-Zone (CCZ) entdeckt, einem riesigen Meeresgebiet zwischen Hawaii und Mexiko. Die CCZ beherbergt die weltweit größten bekannten Vorkommen von Manganknollen – kartoffelgroße Mineralaggregate, die reich an Mangan, Nickel, Kobalt und anderen Metallen sind, die beispielsweise für Batterien von Elektrofahrzeugen und Technologien für erneuerbare Energien benötigt werden.

„Diese winzige Koralle ist ein verborgener Schatz der Tiefsee“, betont Santodomingo. „Sie lebt direkt auf den Knollen, die für die Industrie abgebaut werden sollen. Wenn diese Knollen entfernt werden, riskieren wir die Auslöschung einer ganzen Art, die wir gerade erst entdeckt haben.“

Im Gegensatz zu Flachwasserkorallen, die häufig symbiotische Algen beherbergen, die ihnen mithilfe sonnenabhängiger Photosynthese Nährstoffe liefern, überlebt Deltocyathus zoemetallicus in völliger Dunkelheit. Die  azooxanthellate Steinkoralle hat keine Algenpartner, sondern ernährt sich von Partikeln, die im Wasser treiben. Während mehrerer Expeditionen an Bord der OSV Maersk Launcher und der RRS James Cook sammelten die Forschenden mithilfe von Boxcorern – Sammelwerkzeuge für weiche Meeressedimente – Exemplare der neuen Korallenart sowie Manganknollen, auf denen sie wachsen. Anschließend analysierte das Team die Tiere mit hochauflösenden Bildgebungsverfahren und 3D-Mikro-CT-Scans, um zu bestätigen, dass es sich um eine zuvor noch nicht wissenschaftlich beschriebene Art handelt.
Steinkorallen (Scleractinia) bilden harte Skelette aus Kalziumkarbonat. Während die meisten Menschen sie mit flachen tropischen Riffen verbinden, leben viele Arten – wie Deltocyathus zoemetallicus – in der Tiefsee, ohne jegliches Sonnenlicht. Einige Exemplare der neuen Art wurden in einer Tiefe gesammelt, in der sich Kalziumkarbonat bereits aufzulösen beginnt, der sogenannten Carbonat-Kompensationstiefe. Die Tiere besitzen offenbar besondere Anpassungen, um ihre harten Skelette unter solchen extremen Bedingungen bewahren zu können.

Korallen der Gattung Deltocyathus sind in allen Ozeanbecken zu finden, mit Ausnahme der Arktis und der Gewässer um die Antarktis. Sie besiedeln normalerweise Tiefen zwischen 200 und 1.000 Metern, wobei die tiefste bekannte Art in 5.080 Meter gefunden wurde. Die meisten Deltocyathus-Arten leben frei auf dem Meeresboden und liegen locker auf dem Sediment. Eine Ausnahme bilden die atlantische Art Deltocyathus halianthus sowie nun Deltocyathus zoemetallicus, die sich an harte Substrate anheften.
Ihr Siedeln auf Polymetallknollen markiert eine einzigartige ökologische Beziehung, die zum ersten Mal in dieser Art für eine Tiefsee-Steinkoralle dokumentiert wurde. Da die Knollen nur wenige Millimeter pro Million Jahre wachsen, würde ihre Entfernung durch den Tiefseebergbau nicht nur den Lebensraum der Koralle zerstören, sondern auch jede Möglichkeit zur Wiederbesiedlung verhindern.

„Diese Entdeckung zeigt, wie wenig wir über das Leben in der Tiefsee wissen“, erklärt Bribiesca-Contreras. „Jede neue Art, die wir finden, erinnert uns daran, dass der Meeresboden ein lebendiges Ökosystem ist – und dass noch viel Forschungsarbeit vor uns liegt, um ihn vollständig zu erkunden und zu verstehen.“

Während Regierungen und Unternehmen der Genehmigung des kommerziellen Bergbaus in der CCZ näher kommen, gehört die Entdeckung von D. zoemetallicus zur ständig zunehmenden Zahl von Hinweisen darauf, dass diese abyssalen Ökosysteme einzigartige, verletzliche und größtenteils unentdeckte Biodiversität beherbergen.

„Der Schutz dieser Lebensräume bedeutet nicht nur, eine Koralle zu bewahren“, ergänzt Santodomingo. „Es geht darum, eine ganze Welt von Tiefseeleben zu erhalten, die verschwinden könnte, bevor wir überhaupt wissen, dass sie existiert.“

Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt


Originalpubliaktion:

Guadalupe Bribiesca-Contreras, Nadia Santodomingo et al., Hidden gems of the abyss: first species of azooxanthellate scleractinian coral (Scleractinia: Deltocyathidae) attached to polymetallic nodules in the eastern Pacific Ocean, Zoological Journal of the Linnean Society, Volume 205, Issue 3, November 2025, https://doi.org/10.1093/zoolinnean/zlaf146

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Wissenschaft Hessen
news-34199 Mon, 24 Nov 2025 11:50:24 +0100 Fledermäuse vertilgen Schadinsekten über Agrarflächen – wenn ausreichend naturnahe Lebensräume in der Nähe sind https://www.vbio.de/aktuelles/details/fledermaeuse-vertilgen-schadinsekten-ueber-agrarflaechen-wenn-ausreichend-naturnahe-lebensraeume-in-der-naehe-sind Fledermäuse wie der Große Abendsegler verzehren Schadinsekten über intensiv genutzten landwirtschaftlichen Flächen und unterstützen dadurch eine nachhaltige Landwirtschaft. Eine neue Studie zeigt, dass im Nordosten Deutschlands 23 Prozent der von Großen Abendseglern vertilgten Insektenarten Schädlinge sind. Die Landwirtschaft kann von diesem kostenlosen Service der Fledermäuse nur dann profitieren, wenn ausreichend naturnahe Lebensräume in der Nähe der Agrarflächen vorhanden sind. Dort jagen Abendsegler überproportional häufig.&nbsp; Nur in Kombination mit naturnahen Lebensräumen finden die Fledermäuse in einer intensiv genutzten Agrarlandschaft ausreichend Beute, schreiben Forschende des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) und der Universität Potsdam in der Fachzeitschrift „Agriculture, Ecosystems and Environment“. Das Team stattete innerhalb von drei Jahren insgesamt 128 Große Abendsegler (Nyctalus noctula) in der Uckermark mit miniaturisierten Sendern aus und nutzten ein automatisiertes Funkpeilsystem, um die Bewegung der Fledermäuse während ihrer Jagdflüge zu verfolgen. Die intensiv genutzte Agrarlandschaft im Nordosten Deutschlands ist mit kleinen naturbelassenen Lebensräumen wie Grasland, Waldstücken, Gewässern und Feuchtgebieten unterschiedlicher Größe durchsetzt. Diese machen zwar weniger als 5 Prozent der Gesamtfläche aus, die Forschenden nahmen jedoch an, dass diese von großer Bedeutung für die Fledermäuse als Jagdlebensraum sind. Um das Beutespektrum der Fledermäuse zu ermitteln, nutzte das Team die Methode des Metabarcoding, mit dessen Hilfe sich über Reste der Insekten-DNA im Fledermauskot die erbeuteten Insekten identifizieren lassen.

Fledermäuse bevorzugen naturbelassene Lebensräume bei der Jagd – und vertilgen häufig für die Landwirtschaft schädliche Insekten

Die Analyse der Bewegungen der Fledermäuse zeigt, dass Große Abendsegler die Lebensräume in der Landschaft nicht proportional zur Häufigkeit dieser Lebensräume nutzen: 55 Prozent der Orte, an denen sich Fledermäuse während der Jagd aufhielten, wurden über Feldern aufgezeichnet. Alle anderen Lebensräume wie zum Beispiel Gewässer (14 Prozent), Siedlungen (14 Prozent), Grasland (10 Prozent) sowie Wald (9 Prozent) wurden sehr viel seltener bei der Nahrungssuche aufgesucht. „Setzen wir allerdings die anteilige Raumnutzung bei der Jagd ins Verhältnis dazu, wie häufig dieser Lebensraumtyp in der Landschaft vorkommt, so zeigt sich, dass Fledermäuse die anderen Landschaftstypen klar bevorzugen, obwohl sie am häufigsten über Feldern anzutreffen sind“, erklärt Marit Kelling, Erstautorin des Aufsatzes und Doktorandin am Leibniz-IZW und der Universität Potsdam. Die landwirtschaftlichen Flächen machen knapp 95 Prozent der Fläche um die Tagesquartiere aus, während beispielsweise Waldstücke und Gewässer jeweils nur knapp 0,5% der Fläche bedecken. Die Großen Abendsegler nutzen die kleinen Reste naturnaher Landschaft also deutlich überproportional; vermutlich, weil sie dort zuverlässiger Nahrung finden.

Da intensiv bewirtschaftete Agrarflächen sind der dominante Lebensraumtyp in der Uckermark sind, jagen die Abendsegler trotzdem am häufigsten über diesen Flächen. „Wir teilten die Flüge anhand ihrer Charakteristik in Transferflüge und Jagdflüge ein und konnten so sehen, dass 55 Prozent der Jagdflüge dennoch über Ackerland stattfinden – was bedeutet, dass ein erheblicher Teil der Nahrung dort aufgenommen wird“, so Kelling. 
Das Team identifizierte 295 unterschiedliche Insektenarten im Kot der Fledermäuse, durchschnittlich 11 unterschiedliche Arten pro Probe. 23 Prozent der identifizierten Insektenarten – 67 Arten – sind als Schadinsekten bekannt: 28 als Agrarschädlinge, 20 als Fortschädlinge und 19 als Insektenarten, die Krankheiten übertragen können. Agrarschädlinge wie der Feldmaikäfer (Melolontha melolontha), die Wiesenschnake (Tipula paludosa) oder der Gerippte Brachkäfer (Amphimallon solstitiale) wurden am häufigsten in den Proben angefunden, im Schnitt fast eineinhalbmal pro Probe.

Kleine naturnahe Habitate – große Wirkung für Tierwelt und Landwirtschaft

„Das Verhalten der Abendsegler bei der Nahrungssuche, das wir in unserer Studie identifizieren konnten, zeigt, wie wertvoll der Erhalt auch kleiner naturnaher Lebensräume innerhalb intensiv genutzter Agrarlandschaften ist“, sagt Prof. Dr. Christian Voigt, Leiter der Abteilung für Evolutionäre Ökologie am Leibniz-IZW, Professor für Evolutionäre Ökologie am Institut für Biochemie und Biologie der Universität Potsdam und Seniorautor des Aufsatzes. „Die Fledermäuse vermeiden Agrarland, fressen dort aber aufgrund der Landschaftsstruktur am häufigsten. Die starke Bevorzugung der kleinen Reste naturnaher Grasländer oder Gewässer bei der Nahrungssuche deutet darauf hin, dass sie dort zuverlässiger Nahrung finden. Nur in Kombination mit diesen naturnahen Lebensräumen können die Fledermäuse ausreichend Beuteinsekten finden, da die Insektenbiomasse über den Agrarflächen aufgrund des Pestizideinsatzes in der Regel niedriger ist.“ Der Erhalt dieser naturnahen Lebensräume, etwa auf Toteislöchern (Söllen) in der Uckermark, tragen daher nicht nur zum Erhalt der Fledermäuse bei, sie sind auch für den Erhalt der Service-Leistungen der Fledermäuse beim Verzehr von Schadinsekten von großer Bedeutung. Naturnahe Lebensräume in einer Agrarlandschaft fördern somit eine nachhaltige Landwirtschaft.

Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW)


Originalpublikation:

Kelling M, Scholz C, Roeleke M, Blohm T, Pufelski J, Nathan R, Toledo S, Jeltsch F, Voigt CC (2025): Pest suppression services of insectivorous bats in intensively managed arable land benefit from adjacent near-natural. Agriculture, Ecosystems and Environment 97,2026,110101. DOI: 10.1016/j.agee.2025.110101, https://doi.org/10.1016/j.agee.2025.110101

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Wissenschaft Berlin