VBIO News http://example.com VBIO News de Copyright Fri, 28 Aug 2026 10:03:50 +0200 Fri, 28 Aug 2026 10:03:50 +0200 TYPO3 news-39516 Fri, 28 Aug 2026 09:59:48 +0200 Wie wird die Körpergröße genetisch reguliert? https://www.vbio.de/aktuelles/details/wie-wird-die-koerpergroesse-genetisch-reguliert Ein internationales Forscherteam hat aufgeklärt, welche molekularen Mechanismen die Körpergröße von Schweinen bestimmen. Die Ergebnisse zeigen, dass Unterschiede in der Körpergröße nicht allein durch Veränderungen in klassischen Wachstumsgenen erklärt werden können. Eine zentrale Rolle spielen offenbar regulatorische Bereiche des nicht-kodierenden Genoms, die die Aktivität wachstumsrelevanter Gene und damit das Längenwachstum der Knochen steuern. Die große Variation der Körpergröße zwischen Miniatur- und großwüchsigen Schweinerassen bietet ein besonderes Modell, um die genetischen und molekularen Grundlagen des Wachstums innerhalb einer Spezies zu untersuchen. Ein Forschungsteam um Professorin Dr. Julia Metzger vom Institut für Tiergenomik der TiHo kombinierte dafür aufwendige Untersuchungen an verschiedenen Schweinerassen mit der direkten Analyse von Gewebeproben aus den Wachstumsfugen, modernen Multi-Omics-Technologien und umfassenden bioinformatischen Analysen. So konnten die Forschenden das Wachstum der Tiere mit strukturellen, genetischen und molekularen Veränderungen direkt am Ort des Knochenwachstums verknüpfen. 

Die Wachstumsfuge an den Enden der langen Röhrenknochen ist eine schmale Knorpelschicht. Sie wird auch Epiphysenfuge genannt und ist die zentrale Zone des Längenwachstums. Hier teilen und vergrößern sich Knorpelzellen und bilden eine spezialisierte Knorpelmatrix, die im weiteren Verlauf schrittweise durch Knochengewebe ersetzt wird. Solange die Fuge aktiv ist, wird der Knochen länger; mit dem Ende des Wachstums verknöchert sie. 

Vier Rassen im direkten Vergleich
Die Forschenden verglichen zwei Minischweinrassen – das Aachener Minischwein und Miniaturschwein Mini-LEWE, mit zwei größeren Rassen, dem Mangalitza und dem Angler Sattelschwein. Von 22 Ferkeln erhoben sie über die ersten 80 Lebenstage im Wochenrhythmus Körpergewicht, Widerristhöhe und die Dicke des Mittelfußknochens. Alle Tiere wurden unter identischen Haltungs- und Fütterungsbedingungen gehalten, um eine vergleichbare Umwelt zu schaffen.

Das Ergebnis: Die Minischweine zeigten dabei kein grundsätzlich anderes Wachstumsmuster, sondern ein kontinuierliches Wachstum auf niedrigerem Niveau. Auffällig war zudem ein enger Zusammenhang zwischen der Dicke des Röhrenknochens und der Körpergröße beziehungsweise dem Gewicht.

Die Bauteile bleiben gleich – nur kleiner
Unter dem Mikroskop zeigte sich ein bemerkenswerter Befund. Die Wachstumsfugen von Oberschenkel- und Oberarmknochen wiesen bei allen vier Rassen dieselben vier charakteristischen Zonen auf, und auch deren Größenverhältnisse zueinander blieben konstant. Die Wachstumsfuge der Minischweine ist also kein anders gebautes, sondern ein maßstäblich verkleinertes Organ. „Die Wachstumsfuge der Minischweine ist erstaunlich unauffällig gebaut – sie ist einfach insgesamt kleiner. Genau das macht sie zu einem so guten Modell, um die Feinregulation des Knochenwachstums zu untersuchen“, sagt Metzger.

Der Unterschied zeigte sich auf der Ebene der Zellen: Die Zellkerne der Knorpelzellen waren bei den Minischweinen deutlich kleiner als bei den größeren Rassen. 

Multi-Omics: mehrere Ebenen des Genoms zusammenführen
Um die genetischen Ursachen zu finden, kombinierte das Team mehrere Datenebenen. Dazu gehörten Ganzgenomsequenzierungen von über hundert Schweinen, die Kartierung zugänglicher regulatorischer Bereiche des Genoms, die dreidimensionale Organisation des Erbguts im Zellkern, die Genaktivität sowie die tatsächlich vorhandenen Proteine in den Wachstumsfugen. Durch diese Kombination konnten die Forschenden genetische Unterschiede nicht nur lokalisieren, sondern zugleich untersuchen, wie sie sich auf die Regulation und Aktivität von Genen in der Wachstumsfuge auswirken.

Ausgangspunkt der Suche waren sogenannte Homozygotieregionen – Erbgutabschnitte, in denen die beiden Chromosomenkopien weitgehend identisch sind. Solche Regionen können genomische Spuren von Zucht und Selektion sichtbar machen und Hinweise auf Erbgutabschnitte liefern, die zur geringeren Körpergröße der Minischweine beitragen können.

Schalter im Genom statt Veränderungen im Bauplan
Ein wesentlicher Befund der Studie war, dass relevante Unterschiede nicht nur innerhalb protein-kodierender Gene zu finden waren. Viele lagen in nicht-kodierenden regulatorischen Bereichen des Genoms. Solche Bereiche können wie molekulare Schalter wirken: Sie bestimmen mit, wann, wo und in welchem Umfang Gene aktiviert werden.

Besonders interessant war eine regulatorische Region in der Umgebung von SDR16C5, MOS und PLAG1. Das Gen PLAG1 ist bereits aus Studien beim Menschen und bei verschiedenen Nutztierarten als wichtiges Gen für die Körpergröße und Wachstum bekannt. Die Ergebnisse der Studie zeigen, wie Veränderungen in regulatorischen Bereichen des Genoms mit der unterschiedlichen Aktivität solcher wachstumsrelevanten Gene in der Wachstumsfuge zusammenhängen können.

Modell für die Humanmedizin
Minischweine sind bereits als Modelltier in der biomedizinischen Forschung etabliert. Die grundlegenden Prozesse des Knochenwachstums und der Verknöcherung (enchondrale Ossifikation) sind zwischen Schwein und Mensch stark konserviert. Die Ergebnisse können deshalb auch dazu beitragen, die molekulare Regulation des Knochenwachstums und mögliche Ursachen von Wachstumsstörungen beim Menschen besser zu verstehen. Gleichzeitig zeigt die Studie, wie sich genetische, epigenetische und funktionelle Daten miteinander verbinden lassen, um die molekularen Grundlagen komplexer Merkmale aufzudecken.

Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover


Originalpublikation:

Khaveh, N., Berghöfer, J., Ralph, B., Buschow, R., Cirksena, K., Drögemüller, C., Fatima, A., Grabert, G., Gerold, G., Grahofer, A., Herwig, R., Jung, K., Kacprowski, T., Lo, B.-W., Shiasi Sardoabi, R., Vingron, M., Mundlos, S., Metzger, J. (2026): Integrative multi-omics analysis of growth plate regulation underlying body size in miniature pigs. Communications Biology 9:875. https://doi.org/10.1038/s42003-026-10538-9

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Wissenschaft Niedersachsen
news-39514 Thu, 27 Aug 2026 11:59:56 +0200 Behütete Kindheit mit Folgen: Elterliche Fürsorge als Motor der Evolution https://www.vbio.de/aktuelles/details/behuetete-kindheit-mit-folgen-elterliche-fuersorge-als-motor-der-evolution Wie hat sich im Laufe der Evolution die Abhängigkeit der Nachkommen von den Eltern entwickelt? Einen möglichen Mechanismus haben Forschende beleuchtet und dafür den Totengräber-Käfer Nicrophorus vespilloides untersucht. Die neue Studie zeigt, dass die Eltern nicht nur ihre Nachkommen versorgen, sondern deren gesamte Entwicklungsumgebung verbessern, was Einfluss auf die evolutionäre Entwicklung genommen haben könnte. Die Fürsorge eines Käfers für seine Nachkommen erscheint auf den ersten Blick weit weg von unserem Alltag. Tatsächlich beleuchtet die Studie jedoch ein grundlegendes Prinzip des Lebens: Eltern erleichtern ihren Nachkommen das Überleben nicht nur durch direkte Versorgung mit Nahrung, sondern auch, indem sie deren Lebensumfeld, die umkämpfte Ressource Aas, in eine kleine Komfortzone verwandeln. Die Forschung zeigt, wie solche von Eltern geprägten Umgebungen über viele Generationen hinweg sogar die Evolution beeinflussen können. Damit liefert sie neue Einblicke in die Ursprünge von elterlicher Fürsorge, Abhängigkeit und sozialem Zusammenleben. Dadurch trägt die Studie zum Verständnis bei, weshalb gute Entwicklungsbedingungen für den Nachwuchs bei vielen Tierarten – einschließlich des Menschen – von entscheidender Bedeutung sind. Eltern vieler verschiedener Tiergruppen verändern die Umwelt ihrer Nachkommen. Solche Veränderungen sind ein zentraler Bestandteil der sogenannten Nischenkonstruktion während der Entwicklung: Eltern gestalten die Bedingungen, unter denen ihre Nachkommen aufwachsen und beeinflussen damit Selektionsdrücke, die auf sie selbst wirken. Beim Schwarzhörnigen Totengräber (Nicrophorus vespilloides) bereiten Eltern den Kadaver vor, auf dem ihre Larven aufwachsen, indem sie Fell oder Federn entfernen und antimikrobielle Sekrete auftragen. 

„Die Nischenkonstruktion während der Entwicklung hat zwar eine hohe theoretische Bedeutung, allerdings wird sie oft nur unter vereinfachten Bedingungen oder mit Blick auf einzelne Aspekte der Fürsorge untersucht. Dadurch bleibt oft unklar, wie verschiedene elterliche Veränderungen in ökologisch relevanten Zusammenhängen zusammenwirken“, sagt Eric Grubmüller, Doktorand am Lehrstuhl für Evolutionäre Tierökologie der Universität Bayreuth und Erstautor der Studie.

Um diese Zusammenhänge zu verstehen, haben die Forschenden Labor- und Feldexperimente kombiniert. Zunächst verglichen sie das Überleben und Wachstum von Larven, die auf von den Eltern vorbereiteten Kadavern aufwuchsen, mit Larven auf unvorbereiteten Kadavern. Zusätzlich analysierten sie die Geruchsstoffe der Kadaver.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Larven auf vorbereiteten Kadavern höhere Überlebenschancen und ein stärkeres Wachstum haben als auf unvorbereiteten Kadavern. Gleichzeitig verändert die elterliche Vorbereitung die Zusammensetzung der Duftstoffe des Kadavers“, sagt Prof. Dr. Sandra Steiger, Inhaberin des Lehrstuhls für Evolutionäre Tierökologie an der Universität Bayreuth.

Kadaver sind in der Natur eine begehrte und stark umkämpfte Ressource. In einem Feldversuch konnten die Forschenden zeigen, dass die veränderten Geruchsstoffe der vorbereiteten Kadaver die Attraktivität für Konkurrenten reduzieren: Vorbereitete Kadaver wurden deutlich seltener von konkurrierenden Insekten aufgesucht als unvorbereitete.

Darüber hinaus beeinflussen die Eltern durch die Sekrete die mikrobielle Gemeinschaft auf dem Kadaver. Die Studie zeigt, dass die elterliche Fürsorge Unterschiede ausgleichen kann, die durch verschiedene Bodenbedingungen entstehen. Dadurch entsteht eine stabilere mikrobielle Umgebung, was die Sterblichkeit der Larven verringert.

Vergleich mit verwandter Art liefert Hinweis auf evolutionäre Abhängigkeit
Die Käferart Ptomascopus morio ist eng mit den Totengräbern verwandt, allerdings bereiten die Elterntiere bei dieser Art die Kadaver vor dem Schlüpfen ihrer Larven nicht vor. In einem weiteren Experiment überlebten die Larven dieser Käfer auf unvorbereiteten sowie zur Verfügung gestellten vorbereiteten Kadavern gleich gut. Hingegen zeigten die Totengräber-Larven auf unvorbereiteten Kadavern geringere Überlebensraten.

„Dieser Unterschied stützt die Annahme, dass sich die Larven des Schwarzhörnigen Totengräbers evolutionär an eine von den Eltern geschaffene Entwicklungsumgebung angepasst haben“, so Steiger. Durch die verbesserten Überlebenschancen durch elterliche Fürsorge kann es zu einer evolutionären Rückkopplung gekommen sein: Durch die Fürsorge der Eltern wachsen die Larven in einer geschützten Umgebung auf und müssen weniger mit schädlichen Mikroben oder konkurrierenden Insekten fertigwerden. Über viele Generationen hinweg können sich so Merkmale entwickeln, die auf die geschützte Umgebung zugeschnitten sind, was die Abhängigkeit von den Eltern letztlich verstärkt. Die Fürsorge erzeugt also Bedingungen, die langfristig dazu führen können, dass noch mehr Fürsorge nötig wird.

Universität Bayreuth


Originalpublikation:

Eric Grubmüller, Dimitri V. Meier, Melina Kreil, Lynn Schmit, Elena Scharl, Mamoru Takata, Alfons Weig, Sandra Steiger. Parental niche construction buffers microbial and competitive challenges and drives offspring dependence in burying beetles. PNAS (2026), DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2617749123

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Wissenschaft Bayern
news-39513 Thu, 27 Aug 2026 11:29:52 +0200 Biotechnologie-Branchenverband fordert einfacheren und schnelleren Schutz geistigen Eigentums https://www.vbio.de/aktuelles/details/biotechnologie-branchenverband-fordert-einfacheren-und-schnelleren-schutz-geistigen-eigentums In einem aktuellen Positionspapier zeigt der Biotechnologie-Branchenverband BIO Deutschland konkrete Maßnahmen auf, mit denen Deutschland den Schutz geistigen Eigentums (IP) vereinfachen und besser finanzieren sowie den Transfer von Innovationen aus der Wissenschaft in Unternehmen beschleunigen kann. Der Verband fordert die Bundesregierung auf, die angekündigte nationale IP-Strategie jetzt zügig und mit einem klaren Fokus auf forschungsintensive Zukunftstechnologien auszugestalten. Jürgen Schneider, Leiter der Arbeitsgruppe Schutzrechte und technische Verträge bei BIO Deutschland, sagt: „Geistiges Eigentum ist für Biotech-Unternehmen weit mehr als ein juristisches Schutzinstrument – es ist die zentrale Währung für Finanzierung, Kooperationen und Wachstum. Gerade jetzt muss Deutschland dafür sorgen, dass junge Unternehmen ihre Innovationen schnell und zu vertretbaren Kosten schützen können. Eine nationale IP-Strategie sollte deshalb den Zugang zu Schutzrechten deutlich einfacher und finanzierbarer machen.“

Viola Bronsema, Geschäftsführerin von BIO Deutschland, ergänzt: „Der internationale Wettbewerb um technologische Innovationen verschärft sich, während Deutschland bei wichtigen Innovationsindikatoren an Boden verliert. In der Biotechnologie sind hohe Forschungs- und Entwicklungskosten, lange Entwicklungszeiten und ein intensiver internationaler Wettbewerb prägend. Ein verlässlicher IP-Schutz ist daher eine zentrale Voraussetzung, um private Investitionen zu mobilisieren und Innovationen in Deutschland zur Marktreife zu bringen. Die nationale IP-Strategie ist somit eine große Chance. Sie muss den Weg von der Erfindung zur Ausgründung verkürzen und so dazu beitragen, dass mehr Innovationen vermarktet werden können.“

Ein weiterer Schwerpunkt des Positionspapiers ist die Beschleunigung des IP-Transfers aus Hochschulen und Forschungseinrichtungen. Langwierige Verhandlungen über IP-Rechte, Lizenzbedingungen und Beteiligungsmodelle können Ausgründungen verzögern und damit Kapitalaufnahme und Markteintritt erschweren. BIO Deutschland spricht sich deshalb für standardisierte Vertragsmodelle, klare Zuständigkeiten und eine frühzeitige Klärung von IP-Rechten und Verwertungswegen aus. Technologietransferstellen sollten zudem personell, finanziell und organisatorisch so ausgestattet werden, dass sie aussichtsreiche Projekte aktiv und erfolgreich bis zur Unternehmensgründung und frühen Entwicklung begleiten können. Darüber hinaus fordert BIO Deutschland eine Modernisierung der IP-Infrastruktur, einen Ausbau der Ressourcen des Deutschen Patent- und Markenamts und der Patentgerichte sowie eine Anpassung des IP-Rechts an den technologischen Fortschritt. Auch eine europäische Neuheitsschonfrist von zwölf Monaten könnte insbesondere wissenschaftsnahen Ausgründungen mehr Rechtssicherheit geben.

BIO Deutschland


Zum Positionspapier: www.biodeutschland.org/de/positionspapiere/geistiges-eigentum-als-treiber-der-zukunft-wie-eine-nationale-ip-strategie-den-deutschen-biotech-standort-staerken-kann.html

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Politik & Gesellschaft Biobusiness
news-39512 Thu, 27 Aug 2026 11:09:44 +0200 16 Millionen Jahre alte Koralle zeigt erstaunliche Parallelen zu heutigen Korallen unter Hitzestress https://www.vbio.de/aktuelles/details/16-millionen-jahre-alte-koralle-zeigt-erstaunliche-parallelen-zu-heutigen-korallen-unter-hitzestress Eine biologische Reaktion auf Umweltstress ist mindestens 16 Millionen Jahre alt: Eine fossile Koralle aus dem Iran zeigt nahezu dieselbe Form der Regeneration wie heutige Mittelmeer-Korallen. Die sogenannte „Rejuvenescence“ tritt bei lebenden Korallen als Reaktion auf hohe Temperaturen auf und wurde nach marinen Hitzewellen beobachtet. Der Fund deutet darauf hin, dass es sich um eine über Millionen Jahre hinweg wiederkehrende Reaktion handeln könnte – möglicherweise um einen alten biologischen Mechanismus, der Korallen dabei hilft kurzfristige extreme Hitzebelastungen zu bewältigen.  Die Koralle lebte vor rund 16 bis 17 Millionen Jahren im Bereich des nördlichen Indischen Ozeans während des miozänen Klimaoptimums, einer langanhaltenden Warmphase, in der die globalen Durchschnittstemperaturen etwa 3 bis 4 °C über den heutigen Werten lagen. Das Fossil aus dem Iran dokumentiert ein teilweises Absterbeereignis (Mortalitätsereignis) und die anschließende Regeneration: Während Teile der Kolonie abstarben, zogen sich die überlebenden Polypen zusammen und bildeten innerhalb des bereits vorhandenen Skelettgerüsts verkleinerte neue Korallite, die Skelette einzelner Polypen. Von diesen aus konnten die zuvor abgestorbenen Bereiche der Kolonie anschließend erneuert werden. Diese charakteristische Form der Regeneration wird als Rejuvenescence bezeichnet.

Bei heutigen Korallen verkleinern sich die Polypen und reduzieren ihre Stoffwechselaktivität, wodurch sie Phasen hitzebedingter Nahrungsknappheit überstehen können. Verbessern sich die Umweltbedingungen, können sie wieder zu ihrer ursprünglichen Größe heranwachsen und geschädigte Bereiche der Kolonie regenerieren. 

„Für mich ist besonders überraschend, dass wir eine nahezu identische morphologische Reaktion bei Korallen beobachten, zwischen denen Millionen Jahre liegen und die aus ganz unterschiedlichen Regionen stammen“, sagt Markus Reuter von der Universität Greifswald und Erstautor der Studie. Die Ähnlichkeit wirft die Frage auf, ob es sich um einen sehr alten, tief in der Korallenbiologie verankerten Mechanismus handelt oder ob sich eine vergleichbare Reaktion mehrfach unabhängig entwickelt hat.

Ein Blick in vergangene Warmzeiten mit Bedeutung für die Zukunft

Korallenriffe reagieren empfindlich auf steigende Meerestemperaturen und sind zunehmend von marinen Hitzewellen betroffen. Gleichzeitig zeigen geologische Zeugnisse, dass Korallenriffe bereits frühere Phasen globaler Erwärmung überstanden haben. Wie einzelne Korallen mit den damit verbundenen Belastungen umgingen, lässt sich aus dem Fossilbericht allerdings kaum rekonstruieren. "Unsere Studie liefert einen seltenen Einblick darin, wie Korallen während einer erdgeschichtlichen globalen Warmzeit auf thermischen Stress reagiert haben könnten“, erklärt Reuter. Damit trägt die Untersuchung dazu bei, besser zu verstehen, welche Strategien Korallen im Laufe ihrer Evolutionsgeschichte entwickelt haben, um mit belastenden Umweltbedingungen umzugehen – und wo deren Grenzen liegen.

Neue Perspektiven für die Klimaforschung

Für die Zukunft der Korallenriffe ist die Entdeckung allerdings kein Grund zur Entwarnung. Die Verbindung zwischen Rejuvenescence und starkem thermischem Stress macht das Phänomen vielmehr für die Klimaforschung interessant. Die Reaktion könnte auftreten, wenn einzelne Korallenarten oder Kolonien bereits nahe an ihre thermische Toleranzgrenze kommen. „Rejuvenescence sollte daher nicht als Beleg dafür verstanden werden, dass Korallenriffe den Klimawandel problemlos überstehen können“, so Reuter. Vielmehr könnte das seltene und leicht zu übersehende Phänomen als morphologisches Warnsignal für eine kritische Hitzebelastung dienen. Entscheidend ist die Unterscheidung zwischen der Widerstandsfähigkeit einzelner Korallen und der Stabilität des gesamten Riffökosystems.

Millionen Jahre alte Warnsignale

Damit eröffnet der Fund eine weitere Perspektive: Rejuvenescence könnte nicht nur dabei helfen, die Belastung von Korallen durch den Klimawandel besser einzuschätzen, sondern auch frühere Klimaextreme zu rekonstruieren. Noch ist allerdings unklar, wie genau Rejuvenescence ausgelöst wird und ob tatsächlich hohe Temperaturen allein dafür verantwortlich sind. Weitere Langzeitbeobachtungen an lebenden Korallen unter unterschiedlichen Umweltbedingungen könnten darüber Aufschluss geben. Auch die gezielte Untersuchung weiterer fossiler Korallenriffe könnte zeigen, wie weit diese Reaktion in der Erdgeschichte zurückreicht und unter welchen Klimabedingungen sie auftrat.

Universität Greifswald


Originalpublikation:

Reuter, M., Piller, W.E., Harzhauser, M. et al. Rejuvenescence suggests recurrent coral responses in Miocene and modern reefs near upper thermal tolerance limits. npj biodivers 5, 26 (2026). https://doi.org/10.1038/s44185-026-00152-7
 

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Wissenschaft Mecklenburg-Vorpommern
news-39511 Thu, 27 Aug 2026 10:35:50 +0200 Schaufelförmige Poren ermöglichen effiziente Pollenverbreitung https://www.vbio.de/aktuelles/details/schaufelfoermige-poren-ermoeglichen-effiziente-pollenverbreitung Etwa 30.000 Blütenpflanzen haben "porizide Staubblätter", wo Pollen nur durch mechanische Vibrationen durch Bienen freigesetzt werden kann. Forschende konnten nun zeigen, dass die Form dieser Staubblattporen entscheidet, wie der Pollen freigesetzt wird. Staubbeutel mit schaufelförmigen Strukturen rund um die Poren stoßen ihren Pollen in schmaleren, gezielteren Strahlen und mit höherer Geschwindigkeit aus. Staubbeutel ohne solche Poren verstreuen den Pollen dagegen in breiten Wolken. Das Team stellte zudem fest, dass die Funktionsweise der schaufelförmigen Poren auch von den Vibrationen der bestäubenden Bienen abhängt. Da die Stärke der Vibrationen, mit denen Bienen Pollen aus Blüten freisetzen können, von der Umgebungstemperatur abhängt, liefern diese neuen Erkenntnisse eine wichtige Basis für den Natur- und Klimaschutz. Bienen sind die wichtigsten Bestäuber von Blütenpflanzen, und etwa 10 % der Blütenpflanzen sind funktionell auf die "Vibrationsbestäubung" (oder Buzz-Bestäubung) spezialisiert, bei der Bienen durch Vibration Pollen aus den Blüten freisetzen und sammeln. Viele wichtige Kulturpflanzen wie Tomaten, Auberginen oder Heidelbeeren werden auf diese Weise bestäubt. Ihre Pollenkörner sind in speziellen Staubbeuteln gelagert, sogenannten "poriziden Antheren". Diese Blütenstrukturen haben nur eine winzige Pore als Öffnung, aus der der Pollen nur durch mechanische Schwingungen freigesetzt werden kann.

In der aktuellen Studie fand das Forschungsteam vom Institut für Botanik und Biodiversitätsforschung der Universität Wien heraus, dass die Form der Pore darüber entscheidet, wie der Pollen freigesetzt wird. Konkret stellten die Forscher*innen beim Vergleich von mehr als 500 Pflanzenarten fest, dass die Poren entweder eine spatelförmige Struktur aufweisen, die als „Schaufel“ bezeichnet wird, oder dass ihnen eine solche Schaufel fehlt. Bei Tomaten fehlt eine solche Schaufel, während sie bei Staubblättern der großen tropischen Pflanzenfamilie der Schwarzmundgewächse sehr häufig ist.

Pflanzen mit Schaufel-Poren stoßen Pollen in schmaleren, gezielteren Strahlen aus

In einer speziell konstruierten künstlichen Vorrichtung wurden die Staubbeutel in ähnliche Schwingungen gebracht wie jene, die Bienen auf Blüten produzieren. Das Experiment wurde mit Hochgeschwindigkeitskameras gefilmt. Doktorand Benjamin Lazarus von der Universität Wien analysierte die von den verschiedenen Staubbeuteln ausgestoßenen Pollenwolken, ihren Streuwinkel und die Geschwindigkeit. Dabei stellte er fest, dass Staubbeutel mit Schaufeln ihren Pollen in schmaleren, gezielteren Strahlen und mit höherer Geschwindigkeit ausstoßen. Staubbeutel ohne solche Schaufeln (wie bei Tomaten) verstreuen den Pollen eher in breiten Wolken. 

Das Ausstoßen von Pollen in schmalen Strahlen könnte es Pflanzen ermöglichen, bestimmte Bereiche am Körper der Biene gezielt anzusteuern und den Pollen kontrollierter abzulagern. „Die Genauigkeit bei der Pollenablage ist für Pflanzen wichtig, da sie den Bestäubungserfolg verbessern kann und es den Pflanzen gleichzeitig ermöglicht, Pollen an 'sicheren Stellen' anzubringen, an denen Bienen ihn nicht von ihrem Körper entfernen können. Gleichzeitig könnte die schnellere Pollenfreisetzung es den Pflanzen ermöglichen, Pollen über größere Entfernungen auszustoßen und ihn tiefer zwischen den Haaren der Bienen zu verankern, wodurch wiederum der Pollenverlust verringert wird“, erklärt Studienleiterin Agnes Dellinger von der Uni Wien.

Auch die Schwingungsfrequenz spielt eine Rolle 

Die Forscher*innen stellten außerdem fest, dass auch die Frequenz der einwirkenden Schwingung eine entscheidende Rolle spielt. Schwingungen bei 300 Hz und 400 Hz schaffen die idealen Bedingungen, die gezielte Pollenfreisetzung zeigte dabei ein zyklisches Muster. Bei niedrigeren Schwingungsfrequenzen von etwa 200 Hz verlief die Freisetzung eher "unregelmäßig" und chaotisch. Diese Erkenntnis ist entscheidend für effektive Naturschutz-Maßnahmen, denn verschiedene Bienenarten versetzen Blüten mit unterschiedlichen Frequenzen in Schwingung. Manche Bienen entlocken den Blüten also möglicherweise größere Mengen an Pollen als andere.

Aktuelle Studien anderer Forschungsteams deuten außerdem darauf hin, dass die Schwingungsfrequenz temperaturabhängig sein könnte, wobei Bienen Blüten bei hohen Temperaturen mit höheren Frequenzen in Schwingung versetzen. Die neuen Erkenntnisse rund um die Bestäubung sind also vor dem Hintergrund immer häufigerer Temperaturextreme und des Rückgangs der Bienenpopulationen und -vielfalt besonders relevant. 

Universität Wien


Originalpublikation:

Benjamin S. Lazarus, Fabian Polz, Agnes S. Dellinger: Scoop-shaped pores change how pollen is released from poricidal flowers. Nature Communications, 2026. https://www.nature.com/articles/s41467-026-76766-z

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Wissenschaft International
news-39510 Thu, 27 Aug 2026 10:20:44 +0200 Studie zu Artenschutz in Land- und Forstwirtschaft: hohe Motivation, wenig Spielraum https://www.vbio.de/aktuelles/details/studie-zu-artenschutz-in-land-und-forstwirtschaft-hohe-motivation-wenig-spielraum Eine Studie zu Biodiversitätsbewusstsein zeigt: Land- und Forstwirt/-innen in Deutschland haben ein hohes Bewusstsein für die Bedeutung der biologischen Vielfalt und eine starke Motivation, etwas für ihren Schutz zu tun. Für ein biodiversitätsfreundliches Handeln fehlen ihnen jedoch geeignete Rahmenbedingungen und praxistaugliche Maßnahmen. Das zeigt eine Studie unter Leitung des ISOE im Auftrag der der BMFTR-Forschungsinitiative zum Erhalt der Artenvielfalt (FEdA). Land- und Forstwirt*innen bewirtschaften rund 80 Prozent der Fläche Deutschlands. Sie sind damit wichtige Akteure des Wandels beim Schutz der biologischen Vielfalt – und oft dem Vorwurf ausgesetzt, sich nicht ausreichend für den Biodiversitätsschutz einzusetzen. Ein Forschungsteam um Marion Mehring, die am Institut für sozial-ökologische Forschung (ISOE) das Forschungsfeld Biodiversität und Gesellschaft leitet, wollte wissen, wie es wirklich um Bewusstsein und Motivation für den Schutz der Artenvielfalt bei diesen Akteursgruppen steht.

Ihre Studie aus dem Jahr 2023 mit mehr als 1.000 Befragten hatte gezeigt: Die beiden Gruppen benötigen keinesfalls mehr Appelle für Artenschutz, im Gegenteil. Das Bewusstsein in der Land- und Forstwirtschaft für die Biodiversitätskrise und die Motivation zum Handeln sind hoch. Um zu ermitteln, inwiefern Akteur*innen der Land- und Forstwirtschaft bereit sind, sich Biodiversitätsziele aktiv anzueignen und diese umzusetzen, hatte das Forschungsteam eigens ein Konzept für Biodiversitätsbewusstsein entwickelt. 

Konzept Biodiversitätsbewusstsein: mehr als eine Frage der Einstellung

Das Konzept Biodiversitätsbewusstsein wird jetzt erstmals auch für die internationale Biodiversitätsforschung zugänglich – in einer Publikation im International Journal of Agricultural Sustainability. In Anlehnung an das Konzept des Umweltbewusstseins bietet es nicht nur eine theoretische Definition von Biodiversitätsbewusstsein. Es zeigt auch, wie es sich systematisch erfassen lässt. Erstautorin Marion Mehring beschreibt das Konzept so: „Biodiversitätsbewusstsein wird von drei Komponenten getragen. Bei der kognitiven Komponente fragen wir, inwieweit Personen zustimmen, dass der menschengemachte Biodiversitätsverlust ein Fakt ist. Das ist keine Frage des Wissens, sondern eine Einstellung. Daneben spielen aber auch Affekte eine Rolle.“ 

Auf der Ebene der Affekte geht es um Fragen wie: Welche Gefühle und Werte verbinden Menschen mit dem Verlust der Artenvielfalt? Rührt sie das Thema Biodiversitätsverlust an oder finden sie, dass eher stark übertrieben wird? „Als Drittes kommt noch eine konative Komponente hinzu. Sie beschreibt die Handlungsbereitschaft: Sind Menschen bereit, ihr eigenes Handeln zu ändern? Unterstützen sie entsprechende Maßnahmen oder setzen sie diese selbst um?“

Was hemmt biodiversitätsfreundliches Handeln?

Für Biodiversitätsforscherin Mehring ist das Konzept deshalb so relevant, weil es zeigt: „Jemand kann sehr gut über Artenvielfalt informiert sein, ohne daraus Konsequenzen für sein eigenes Handeln zu ziehen.“ Insbesondere für die Kommunikation über die Biodiversitätskrise sei dies eine wichtige Erkenntnis. „Wer Biodiversität fördern will, sollte nicht nur Informationen vermitteln, sondern auch Werte ansprechen, emotionale Bezüge schaffen und konkrete Möglichkeiten zum Handeln aufzeigen.“ Das erhöhe die Wahrscheinlichkeit, dass Wissen tatsächlich in biodiversitätsförderndes Verhalten umgesetzt werde.

„Aus der Umweltbewusstseinsforschung wissen wir, dass ein umfassendes Bewusstsein für die Umwelt verbunden mit einer hohen Handlungsbereitschaft nicht zwangsläufig zu entsprechendem Handeln führt. In der Biodiversitätsforschung müssen wir noch verstehen, warum das dort auch so ist.“ Die Ergebnisse aus der Befragung von 2023 gaben darüber Aufschluss: Land- und Forstwirte gaben an, mehr für die Biodiversität tun zu wollen. Die Studienautor*innen bezeichnen sie deshalb auch als „Agenten des Wandels“. Um ihre Motivation in konkretes Handeln zu übersetzen, müssten jedoch Anreize gestärkt und Hürden abgebaut werden. Denn ein großer Teil der befragten Personen gab an, sich trotz hoher Motivation für den Schutz der Biodiversität im Handeln gebremst zu fühlen.

Beispiel Forst- und Landwirtschaft: Die größten Hindernisse liegen in der Umsetzung

Der Grund: Die Befragten sahen sich mit erheblichen Hindernissen konfrontiert, die ihnen die Umsetzung von Naturschutzmaßnahmen erschweren. Unter den Landwirten, die bereits Naturschutzmaßnahmen umsetzen, nannten 84 Prozent die hohen Kosten für Flächen und Pachten als Problem. 83 Prozent kritisierten die fehlende Flexibilität der Vorgaben für Maßnahmen, 82 Prozent den hohen Aufwand für Messung und Dokumentation. 

Bei den Forstleuten stand mit 84 Prozent der hohe Aufwand für die Beantragung von Fördermitteln an erster Stelle. 77 Prozent nannten die mangelnde Flexibilität der Maßnahmen und 76 Prozent den hohen Zeitaufwand als Hindernisse. 72 Prozent gaben an, häufig nicht über ausreichend Ressourcen zu verfügen, um wirksame Maßnahmen gegen den Biodiversitätsverlust umzusetzen. Am Beispiel der Land- und Forstwirtschaft zeigt sich für Marion Mehring: „Mehr Schutz der Biodiversität scheitert oft nicht an fehlendem Willen, sondern an fehlenden Möglichkeiten.“ 

ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung


Originalpublikation: 

Marion Mehring, Melina Stein, Naomi Bi, Anna S. Brietzke, Julius Frankenbach, Konrad Götz, Vladimir Gross, Volker Mosbrugger, Philipp P. Sprenger, Immanuel Stieß, Georg Sunderer, Julian Taffner (2026). Farmers and foresters as agents of change for nature conservation in Germany – the role of biodiversity awareness. International Journal of Agricultural Sustainability, 24(1). 
https://doi.org/10.1080/14735903.2026.2709953

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Wissenschaft Politik & Gesellschaft Hessen
news-39509 Thu, 27 Aug 2026 10:09:37 +0200 Post-COVID: Eine Verbesserung der Symptome bedeutet keine vollständige Genesung https://www.vbio.de/aktuelles/details/post-covid-eine-verbesserung-der-symptome-bedeutet-keine-vollstaendige-genesung Ergebnisse des Forschungsprojekts PCS-Journey der Universitätsmedizin Göttingen zeigen: Die Beschwerden des Post-COVID-Syndroms bessern sich bei vielen Betroffenen im Zeitverlauf – gleichzeitig bleiben Symptome wie Fatigue bei einem relevanten Teil der Erkrankten langfristig bestehen. Die individuellen Krankheitsverläufe unterscheiden sich erheblich.  Wie entwickelt sich das Post-COVID-Syndrom über die Zeit? Dieser Frage ist das Forschungsprojekt PCS-Journey („Unraveling the Post COVID syndrome journey“) unter Leitung von Dr. Dominik Schröder nachgegangen. Schröder ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Allgemeinmedizin an der Universitätsmedizin Göttingen. 
Das von ihm geleitete Projekt PCS-Journey ist Teil der Plattform LongCARE, die vom Bundesministerium für Gesundheit gefördert und von der TMF – Technologie- und Methodenplattform für die vernetzte medizinische Forschung (TMF e.V.) koordiniert wird. Die Plattform bündelt Forschungsaktivitäten zu den Folgen von COVID-19 und legt ihren Fokus auf den Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse.

PCS-Journey: Zentrale Erkenntnisse 
In einer systematischen Übersichtsarbeit mit Meta-Analyse wurden im Projekt PCS-Journey 94 internationale Längsschnittstudien mit insgesamt mehr als 20.000 Erwachsenen ausgewertet. Im Fokus standen vier besonders häufige und belastende Symptombereiche: Fatigue, Atemnot, depressive Symptome und Schlafprobleme. Zusätzlich untersuchte das Projekt die Entwicklung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität.

Über alle untersuchten Symptombereiche hinweg zeigte sich im Durchschnitt eine Verbesserung. Die deutlichsten Veränderungen traten innerhalb der ersten sechs Monate auf. Insbesondere zwischen der 14. und 26. Woche nahm die Häufigkeit von Fatigue, Atemnot, depressiven Symptomen und Schlafproblemen signifikant ab. Auch die Schwere der Beschwerden verringerte sich vor allem in den ersten Wochen und Monaten.

Eine Verbesserung der Symptome bedeutet jedoch nicht automatisch eine vollständige Genesung. Insbesondere Fatigue blieb bei einem relevanten Anteil der Betroffenen auch über sechs Monate hinaus bestehen. Zudem zeigen die einzelnen Studien deutliche Unterschiede in den Krankheitsverläufen. Während sich manche Menschen vergleichsweise schnell erholen, leiden andere langfristig unter ihren Beschwerden.

„Unsere Ergebnisse zeigen einen positiven Trend, aber sie erzählen nicht die Geschichte einer einheitlichen Genesung. Eine durchschnittliche Verbesserung darf nicht mit vollständiger Genesung gleichgesetzt werden. Gerade bei Fatigue sehen wir, dass Beschwerden bei einem Teil der Betroffenen langfristig bestehen bleiben. Für die Versorgung bedeutet das: Prognosen müssen realistisch und individuell sein und auch die langfristigen Einschränkungen berücksichtigen“, sagt Dr. Dominik Schröder.

Lebensqualität verbessert sich – trotz fortbestehender Beschwerden
Ein weiteres wichtiges Ergebnis betrifft die gesundheitsbezogene Lebensqualität. Sie verbesserte sich über alle untersuchten Zeiträume hinweg, obwohl einzelne Symptome teilweise weiterhin bestanden. Möglicherweise entwickeln Betroffene im Verlauf Bewältigungsstrategien oder passen ihren Alltag an die Erkrankung an. Ob dies tatsächlich die Ursache für die Verbesserung der Lebensqualität ist, lässt sich aus den vorliegenden Daten allerdings nicht eindeutig ableiten. „Für die Bewertung des Krankheitsverlaufs ist ein umfassender Blick erforderlich. Es ist nicht allein die Frage, ob ein Symptom noch vorhanden ist, entscheidend“, so Dr. Dominik Schröder. „Ebenso wichtig sind Alltagsbewältigung, Selbstständigkeit, soziale Teilhabe und Lebensqualität.“

Dies wurde im Projekt durch die Einbindung von Menschen mit Post-COVID in einem Bürgerbeirat besonders berücksichtigt. Die Betroffenen beteiligten sich unter anderem an der Auswahl und Priorisierung relevanter Endpunkte sowie an der patientenverständlichen Aufbereitung der Ergebnisse.

Keine eindeutigen Prognosefaktoren identifiziert
Weniger eindeutig sind die Ergebnisse zu möglichen Faktoren, die den weiteren Krankheitsverlauf beeinflussen. Untersucht wurden unter anderem Alter, Geschlecht, Vorerkrankungen und die Schwere der ursprünglichen COVID-19-Erkrankung. Aufgrund unterschiedlicher Erhebungsmethoden und teils fehlender Angaben konnte jedoch kein einzelner Faktor belastbar als entscheidender Einflussfaktor für eine Verbesserung, Verschlechterung oder anhaltende Beschwerden identifiziert werden.

Die Ergebnisse unterstreichen damit den Bedarf an methodisch vergleichbaren und hochwertigen Langzeitstudien. Einheitliche Definitionen des Post-COVID-Syndroms, Nutzung validierter Messinstrumente, klar definierte Ausgangszeitpunkte und längere Nachbeobachtungszeiträume könnten künftig dazu beitragen, individuelle Krankheitsverläufe besser vorherzusagen.

Bedeutung für Versorgung und Rehabilitation
Für die medizinische Versorgung sprechen die Ergebnisse für eine individuell angepasste und gegebenenfalls längerfristige Begleitung von Menschen mit Post-COVID. Regelmäßig sollten dabei nicht nur einzelne Symptome, sondern auch Funktionsfähigkeit, Alltagsbewältigung und Lebensqualität berücksichtigt werden.

Auch für die Rehabilitation ergeben sich wichtige Impulse: Der Erfolg einer Behandlung sollte nicht ausschließlich daran gemessen werden, ob Symptome vollständig verschwinden. Verbesserungen der Selbstständigkeit, der sozialen Teilhabe oder der Lebensqualität können ebenso relevante Therapieziele sein.

PCS-Journey hat nicht die Wirksamkeit einzelner Therapien untersucht. Die Ergebnisse erlauben daher keine Empfehlung für eine bestimmte Behandlung. Sie liefern vielmehr wichtige Vergleichswerte für künftige Interventionsstudien: Verbessert sich der Zustand von Betroffenen im Zeitverlauf, muss eine zusätzliche Verbesserung durch eine Therapie sorgfältig vom natürlichen Krankheitsverlauf unterschieden werden.

„Die Ergebnisse von PCS-Journey zeigen, wie wichtig es ist, Long COVID nicht nur anhand einzelner Symptome zu betrachten. Für Betroffene zählt letztlich, ob sie ihren Alltag wieder bewältigen, selbstständig leben, erwerbsfähig sein und am gesellschaftlichen Leben teilhaben können“, sagt Sebastian Semler, Projektleiter von LongCARE und Geschäftsführer der TMF e.V. „LongCARE schafft den Rahmen, wissenschaftliche Erkenntnisse wie diese aus unterschiedlichen Studien und Projekten zusammenzuführen und für die Versorgung nutzbar zu machen – mit der Perspektive der Betroffenen im Zentrum.“

Technologie- und Methodenplattform für die vernetzte medizinische Forschung e.V.

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Coronavirus-News Wissenschaft Berlin
news-39508 Thu, 27 Aug 2026 10:02:49 +0200 Mit Proteomik und KI zu besseren Biomarkern https://www.vbio.de/aktuelles/details/mit-proteomik-und-ki-zu-besseren-biomarkern Eine Kombination von sieben Proteinen im Blut zeigt an, ob die Behandlung einer Vaskulitis erfolgreich war. Wie sie ihre Biomarker, die künftig individuellere und schonendere Therapien ermöglichen sollen, dank Proteomik und KI gefunden haben, erläutern Berliner Forschende in „Nature Communications“.  Bei einer Vaskulitis greift das Immunsystem fälschlicherweise die Wände der Blutgefäße an, wodurch sich diese entzünden. Unbehandelt führt die seltene Erkrankung zu schweren Organschäden, zum Beispiel in der Niere und Lunge. Da die nötigen Medikamente die Körperabwehr unterdrücken und starke Nebenwirkungen haben, wollen Ärzt*innen die Therapie jedoch möglichst kurz halten. 

Ein Berliner Team aus Forschenden und Mediziner*innen hat daher nach Biomarkern gesucht, die verlässlich anzeigen, ob die Krankheit zum Stillstand gekommen ist. Wie sie mit Proteomik und künstlicher Intelligenz einer spezifischen Kombination von sieben Proteinen im Blutplasma von Patient*innen auf die Spur gekommen ist, berichtet die Gruppe im Fachblatt „Nature Communications“. Ihre Methode eignet sich prinzipiell auch für andere immunologische und entzündliche Erkrankungen, um diese ebenfalls so präzise und schonend wie möglich zu behandeln.

„Unsere Studie zeigt, wie fruchtbar die Kooperation zwischen dem Max Delbrück Center, der Charité, dem ECRC und dem BIH inzwischen ist“, sagt Dr. Philipp Mertins, Gruppenleiter der Technologieplattform „Proteomics“, die das Max Delbrück Center und das Berlin Institute of Health in der Charité (BIH) gemeinsam betreiben. Mertins ist einer von drei Letztautor*innen der Publikation. Die beiden anderen sind Professor Ralph Kettritz von der Charité – Universitätsmedizin Berlin und vom Experimental and Clinical Research Center (ECRC), einer gemeinsamen Einrichtung der Charité und des Max Delbrück Center, sowie Professorin Sofia Forslund vom ECRC und vom Max Delbrück Center.

Die Therapie wirkt unterschiedlich schnell

„Bisherige Biomarker wie zum Beispiel der Entzündungsmarker CRP zeigen nicht zuverlässig an, ob sich eine Patientin oder ein Patient bereits in Remission befindet oder noch nicht“, erläutert Dr. Uwe Jerke aus dem Team von Kettritz, der einer von drei Erstautor*innen der Studie ist. „Bei manchen Erkrankten dauert es nur drei Monate, bei anderen vielleicht sechs Monate oder länger, bis man die Medikamente reduzieren kann“, fügt der Nephrologe Kettritz hinzu. Bessere Biomarker zur Therapiesteuerung seien nötig, daher habe das Team die Zusammenarbeit mit anderen Berliner Forschenden gesucht.

„Wir haben zunächst bei mehr als hundert Vaskulitis-Patient*innen der Charité, von denen etwa die Hälfte in Remission war, sowie bei einer Vergleichsgruppe mit gesunden Menschen die im Blutplasma vorhandenen Proteine identifiziert“, erklärt Dr. Marieluise Kirchner aus dem Team von Mertins, eine weitere Erstautorin. Sie und ihre Kolleg*innen sind, abhängig vom Krankheitsstatus, auf mehrere hundert veränderte Eiweißmoleküle gestoßen. 

„Nun war es meine Aufgabe, aus dieser großen Zahl mithilfe von maschinellem Lernen, einer Form der KI, diejenigen Proteine herauszufischen, die für einen Krankheitsstillstand spezifisch sind“, berichtet Dr. Theda Bartolomaeus, ebenfalls Erstautorin und ehemalige Doktorandin in der Arbeitsgruppe von Forslund, die inzwischen als Postdoc an der Universität Oslo forscht. „Entscheidend war, zunächst sämtliche Proteine, die das Modell in die Irre führen – weil sie zum Beispiel wie CRP nicht spezifisch genug sind – aus den Analysen herauszunehmen.“ Das sei ein längerer Lernprozess gewesen. 

Einmal bewährt hat sich der Test bereits

Nachdem sie alle potenziellen Störfaktoren berücksichtigt hatten, kamen die Forschenden auf eine charakteristische Kombination von sieben Proteinen, anhand der sie eine Remission sicher erkennen konnten. Ihr Ergebnis haben sie in einer weiteren Gruppe mit rund hundert Patient*innen aus Prag, von denen Blutplasmaproben und klinische Daten vorlagen, bestätigt. „Fortschritte in der Proteomik und der KI ermöglichen es uns, solche Multiprotein-Signaturen zu entwickeln“, sagt Mertins. „Diese bilden die Biologie komplexer Erkrankungen sehr viel umfassender ab, als es einzelne Proteinbiomarker tun.“

Die kausalen Zusammenhänge zwischen den sieben Proteinen und einer Vaskulitis seien allerdings noch unklar, räumt Jerke ein. „Wir haben bisher auch keinen breit verfügbaren Test“, ergänzt Kettritz. Zunächst müsse man jetzt in Studien mit mehr Teilnehmenden zeigen, wie gut der neue Assay im klinischen Alltag funktioniere – und inwieweit Patient*innen tatsächlich von ihm profitieren.

Max Delbrück Center


Originalpublikation:

Uwe Jerke, Marieluise Kirchner, Theda Bartolomaeus, et al. (2026): ​„Towards a proteomic plasma biomarker panel for diagnosing vasculitis remission“. Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-026 – 75755‑6

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Wissenschaft Berlin
news-39507 Wed, 26 Aug 2026 12:39:12 +0200 Erbinformation verrät Bewohner: 1.072 Arten in einem Eimer Wasser https://www.vbio.de/aktuelles/details/erbinformation-verraet-bewohner-1072-arten-in-einem-eimer-wasser Reichen DNA-Spuren in zwei Litern Wasser, um zu verfolgen, wie sich die Artenvielfalt eines Flusses über ein Jahr verändert? Eine aktuelle Studie am Beispiel der Lippe zeigt, wie die pragmatische, umfangreiche und gleichzeitig günstige Analyse der Artenvielfalt in Gewässern gelingen kann. Die Ergebnisse sind jetzt in der Fachzeitschrift Ecological Indicators erschienen.  Till-Hendrik Macher und Robin Schütz, damals beide Doktoranden in der Biologie der Universität Duisburg-Essen, fuhren ein Jahr lang alle zwei Wochen zur renaturierten Lippemündung bei Wesel und filtrierten je zwei Wasserproben – 26 Termine, 52 Proben. Darin konnten sie in Summe 1.072 Arten nachweisen: 40 Fisch- und Neunaugenarten, 41 Vogel- und 26 Säugetierarten, 425 aquatische und 350 terrestrische Wirbellose sowie 190 Arten von Kieselalgen. Zum Vergleich: Für denselben Ort sind in der globalen Biodiversitätsdatenbank GBIF insgesamt 1.029 Arten registriert, die in über 130 Jahren zusammengetragen wurden.

Bei der klassischen Methode werden Organismen einzeln mit Kescher, Pinzette, Lupe und Mikroskop bestimmt. Mittels DNA-Metabarcoding lassen sich Arten hingegen über ihre Erbinformationen identifizieren, die sich in den Proben nachweisen lassen.

„Wir haben mit zwei Litern Wasser pro Termin 1.072 Arten quer durch den Stammbaum des Lebens nachgewiesen – von Kieselalgen über Eintagsfliegen bis zum Biber", sagt Till-Hendrik Macher, Erstautor der Studie, der inzwischen an der Universität Trier forscht. „Und wir konnten nachweisen, dass unsere Daten tatsächlich die Biologie der Lippe abbilden und nicht nur zufällig in den Fluss gespülte DNA ist“, ergänzt Robin Schütz, mittlerweile Wissenschaftler am Bundesamt für Naturschutz. „Denn Winterlaicher wie Quappe und Hecht zum Beispiel zeigten ihre DNA-Maxima im Winter, die Blässgans genau in ihrer Überwinterungszeit.“

Auch ökonomisch ist der Ansatz interessant, denn der Bedarf an solchen Daten wächst: Sowohl das globale Biodiversitätsrahmenwerk von Kunming-Montreal (GBF) als auch die nationalen und europäischen Berichtspflichten verlangen eine räumliche und zeitliche Datendichte, die mit klassischen Methoden kaum zu leisten ist. 

Effektiv und günstig

Mit der Methode von Macher und Schütz kostete die Analyse aller 52 Proben rund 12.000 Euro; eine vergleichbare klassische Erfassung derselben Organismengruppen über ein Jahr würde etwa 70.000 Euro kosten – rund das Sechsfache. Für die EU-Wasserrahmenrichtlinie werden derzeit pro Fluss im Schnitt 1,71 der vier biologischen Qualitätskomponenten (Fische, Wirbellose, Mikroalgen, Wasserpflanzen) untersucht, bei den wenigsten Gewässern alle vier. 
Eine Kombination aus einer klassischen Erfassung mit drei Erhebungen, die auf Umwelt-DNA basieren, käme auf alle vier – bei etwa 115 Prozent des bisherigen Budgets.

„Die Rechnung zeigt, welches Potenzial in der Kombination der Methoden steckt", sagt Florian Leese, Leiter der AG Aquatische Ökosystemforschung an der UDE. „Denn Biomasse und Individuenzahlen liefert die Umwelt-DNA nicht, sodass wir weiterhin auch andere Methoden brauchen, um ein vollständiges Bild zu bekommen."

Universität Duisburg-Essen


Originalpublikation:

Macher T-H, Schütz R, Arle J, Beermann AJ, Haase P, Koschorreck J, Krehenwinkel H, Mora D, Sinclair JS, Zimmermann J, Leese F (2026): eDNA metabarcoding provides scalable and continuous biodiversity monitoring across the tree of life. Ecological Indicators 190, 115316. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2026.115316

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Wissenschaft Nordrhein-Westfalen
news-39506 Wed, 26 Aug 2026 11:51:31 +0200 Giftige Cyanobakterien sitzen auch auf Wasserpflanzen: Warum das Gewässer-Monitoring genauer hinschauen sollte https://www.vbio.de/aktuelles/details/giftige-cyanobakterien-sitzen-auch-auf-wasserpflanzen-warum-das-gewaesser-monitoring-genauer-hinschauen-sollte Wer an giftige Cyanobakterien denkt, hat meist grünliche Algenblüten vor Augen. Doch sie können auch auf Wasserpflanzen wachsen und damit Menschen und Tieren besonders nahekommen. Eine Auswertung von Daten aus 107 Gewässern zeigt, dass diese Organismen in sehr unterschiedlichen Lebensräumen zu finden sind, darunter auch der Tegeler See in Berlin. Die vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) geleitete Analyse zeigt zudem, dass Cyanobakterien, die mit Pflanzen verbunden sind, leicht übersehen werden können. Das ist vor allem dann der Fall, wenn sich die Überwachung nur auf die freie Wassersäule konzentriert. Normalerweise werden Cyanobakterien als im Wasser schwebende Organismen wahrgenommen, die unter günstigen Bedingungen sichtbare Blüten bilden. Es gibt jedoch auch Arten, die auf Wasserpflanzen wachsen – sogenannte pflanzen-assoziierte Cyanobakterien. Einige davon gelten als potenziell toxisch und können Nervengifte wie z. B. Anatoxine und Saxitoxine produzieren.

Nicht nur im freien Wasser:

Ein neuer Übersichtsartikel zeigt, dass solche pflanzen-assoziierten Cyanobakterien keineswegs auf bestimmte Gewässertypen beschränkt sind. Die Forschenden dokumentierten entsprechende Vorkommen in 107 Süßwassersystemen in zwölf Ländern auf fünf Kontinenten. 97 der Fälle stammen aus Seen, Speichern und Teichen, zehn aus Flüssen, Bächen oder anderen Fließgewässern. Die untersuchten stehenden Gewässer reichten von einem bis 30.400 Hektar Fläche und von 1,8 bis 288 Metern maximaler Tiefe. Besonders bemerkenswert: Die Organismen wurden auch in nährstoffarmen, oligotrophen Gewässern gefunden. Ihr Auftreten ist somit nicht auf stark nährstoffbelastete Seen und Flüsse beschränkt, in denen klassische Cyanobakterienblüten besonders häufig sind.

Die Übersicht umfasst mindestens 24 Wasserpflanzenarten, die mit toxischen oder potenziell toxischen Cyanobakterien in Verbindung gebracht wurden. Dazu zählen untergetauchte, schwimmende und über die Wasseroberfläche ragende Pflanzen. Häufig genannt werden Wasserpest (Hydrilla verticillata), Tausendblatt (Myriophyllum spicatum) und Hornblatt (Ceratophyllum demersum).

Ein blinder Fleck der Gewässerüberwachung:

„Anders als frei schwebende Cyanobakterien können pflanzen-assoziierte Formen oft kleinräumig und ungleichmäßig verteilt auftreten. Die routinemäßige Wasserüberwachung konzentriert sich jedoch vielfach auf die Wassersäule. Dadurch können Vorkommen auf Pflanzen unentdeckt bleiben“, erläutert IGB-Forscherin Dr. Sabine Hilt, Erstautorin des Artikels. Das ist insbesondere für die Uferzone relevant. Dort kommen Menschen und Tiere am häufigsten mit Wasserpflanzen in Kontakt. Werden Pflanzen durch Wellen, Strömungen oder andere Kräfte losgerissen, können sie die auf ihnen lebenden Cyanobakterien bis ans Ufer transportieren. In Europa und Nordamerika wurden bereits Todesfälle von Hunderten Vögeln und mindestens 26 Hunden mit pflanzen-assoziierten Cyanobakterien in Verbindung gebracht.

„Pflanzen-assoziierte Cyanobakterien sind bislang deutlich weniger untersucht als frei schwebende Formen. Unsere Übersicht zeigt, dass wir bei der Überwachung von Süßgewässern nicht nur in die Wassersäule schauen sollten, sondern auch auf die Lebensgemeinschaften auf Wasserpflanzen“, sagt Sabine Hilt.

Auch für aquatische Nahrungsnetze sind die Organismen relevant. Pflanzenfresser können Cyanobakterien mit ihrer Nahrung aufnehmen, während Zooplankton und wirbellose Tiere die Aufwuchsgemeinschaften abweiden. Hinweise auf einen Transfer von Toxinen durch Nahrungsnetze gibt es bereits. Wie häufig und unter welchen Bedingungen dieser Weg zu einer relevanten Belastung von Tieren führt, ist jedoch noch nicht zuverlässig bekannt.

Mehr Daten für eine belastbare Risikobewertung:

Die Forschenden sehen deshalb vor allem Bedarf an systematischen Erhebungen: Wasserpflanzen sollten gezielt auf Cyanobakterien und deren Toxine untersucht werden. Molekularbiologische Verfahren und chemische Analysen könnten dabei helfen, toxische und nicht toxische Organismen besser zu unterscheiden und die Faktoren zu bestimmen, die das Wachstum und die Toxinproduktion fördern. Auch ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge könnten genutzt werden, um kleinräumige Vorkommen aufzuspüren und gezielt Proben zu entnehmen.

Offen ist insbesondere, welche Umweltbedingungen das Wachstum und die Toxinproduktion auf Wasserpflanzen fördern. Ebenso fehlen belastbare Daten dazu, wie empfindlich verschiedene Tierarten auf die Toxine reagieren und wie stark diese in aquatischen und terrestrischen Nahrungsnetze weitergegeben werden. Ein pauschales Gesundheitsrisiko für Menschen lässt sich aus den bisherigen Befunden daher nicht ableiten. Die Übersicht macht damit eine bislang wenig beachtete Lücke sichtbar: Wer toxische Cyanobakterien in Süßgewässern erfassen will, muss nicht nur ins Wasser schauen, sondern auch auf die Pflanzen darin.

Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)


Originalpublikation:

Sabine Hilt, Pablo Barrancos, Elena M Bezzubova, Haowu Cheng, Lea Drescher, Petr Dvořák, Hans-Peter Grossart, Ferdi Hellweger, Sven Meissner, Michael T Monaghan, Timo H J Niedermeyer, Alexander R Pelletier, Charlotte Schampera, Nikola Stankovic, Christoph van Thriel, Susan B Wilde, Susanna A Wood, Jutta Fastner, Aquatic plant-associated toxic cyanobacteria—a new threat to freshwater ecosystems, BioScience, 2026;, biag095, https://doi.org/10.1093/biosci/biag095

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Wissenschaft Berlin