VBIO News

Wie Eichen ihre Fressfeinde austricksen

Fri, 01 May 2026 18:53:24 +0200

Frühling im Wald: Viele Insekten, vor allem Raupen, schlüpfen genau dann, wenn die nährstoffreichen Blätter der Bäume noch jung und weich sind. So finden sie einen reich gedeckten Tisch und können direkt mit dem Fressen anfangen.
Werden Eichen in einem Jahr stark von Raupen befallen, reagieren sie darauf im folgenden Frühjahr: Sie verzögern dann ihren Blattaustrieb um drei Tage. Für die Raupen ist das ungünstig. Sie stehen nach dem Schlüpfen wortwörtlich vor leeren Tellern, weil die Eichenblätter noch fest in den Knospen verborgen sind. Diese Strategie ist sehr effizient: Die Verzögerung von drei Tagen reicht aus, um die Überlebensrate der Insekten massiv zu senken. Und sie verringert den Fraßschaden am Baum um beeindruckende 55 Prozent. Das berichtet ein internationales Forschungsteam im Fachblatt Nature Ecology & Evolution.

Bäume reagieren im Frühling nicht nur auf das Wetter

„Die Verzögerungstaktik ist für die Eiche effektiver als eine chemische Abwehr, etwa durch bittere Gerbstoffe im Blatt“, sagt Dr. Soumen Mallick, Postdoc am Biozentrum der Universität Würzburg und Erstautor der Studie. Denn für die verstärkte Produktion von Gerbstoffen müsste der Baum viel Energie aufwenden. „Diese Entdeckung verändert unser bisheriges Verständnis vom Frühlingsbeginn im Wald grundlegend“, sagt der Würzburger Forscher. Sie zeige, dass Bäume beim Blattaustrieb nicht bloß passiv auf das Wetter reagieren, sondern auch flexibel auf biologische Gefahren antworten.

Blick aus dem All auf den fränkischen Wald

Um diese Zusammenhänge nachzuweisen, nutzte das Team modernste interdisziplinäre Methoden aus Ökologie und Fernerkundung. Früher mussten Forschende mühsam einzelne Bäume am Boden beobachten. Für diese Studie aber wurde mit Hilfe von Sentinel-1-Satellitendaten ein 2.400 Quadratkilometer großes Gebiet in Unterfranken lückenlos überwacht. Das Besondere an diesen Radarsatelliten: Sie liefern selbst bei dichter Bewölkung präzise Daten über den Zustand der Baumkronen. Die Forschenden werteten insgesamt 137.500 Einzelbeobachtungen aus fünf Jahren aus, von 2017 bis 2021. Die Satelliten lieferten Daten in einer Auflösung von 10x10 Metern pro Pixel, was in etwa der Krone eines einzelnen Baumes entspricht. Insgesamt wurden 27.500 solcher Pixel in 60 Waldgebieten analysiert.

Besonders aufschlussreich war das Jahr 2019, als es in der Region zu einem massiven Ausbruch des Schwammspinners kam. „Die Radar-Sensoren erfassten exakt, welche Bäume kahlgefressen wurden und wie diese im Folgejahr darauf reagierten“, sagt Professor Jörg Müller, Leiter des JMU-Lehrstuhls für Naturschutzbiologie und Waldökologie und Co-Betreuer der Studie.

Die Zukunft des Waldes: Ein evolutionäres Tauziehen

Die Studie erklärt erstmals schlüssig, warum der Wald in manchen Frühjahren nicht so schnell grün wird wie es die Temperaturen erwarten lassen. Ihre Ergebnisse sind für den Naturschutz von großer Bedeutung. Bisherige Computermodelle berechnen den Zustand des Waldes oft ungenau, weil sie fast ausschließlich „leblose“ Faktoren wie die Temperatur berücksichtigen und biologische Interaktionen zwischen Pflanzen und Insekten ignorieren. Bäume befinden sich in einer Art evolutionärem Tauziehen: Während die durch den Klimawandel steigenden Temperaturen sie zu einem immer früheren Laubaustrieb drängen, zwingt der Druck durch Insektenfraß sie dazu, abzuwarten. Ein entscheidender Vorteil der Verzögerungstaktik: Sie ist vorübergehend und umkehrbar. Da die Bäume nur nach einem tatsächlichem Befall später austreiben, können sich die Insekten nicht dauerhaft anpassen.

„Dieses dynamische Zusammenspiel ist ein Beispiel für die hohe Resilienz und Anpassungsfähigkeit des Waldes in einer sich wandelnden Welt“, so Professor Andreas Prinzing von der Universität Rennes (Frankreich), ebenfalls Co-Betreuer der Studie. Künftige Experimente sollen helfen, diese Mechanismen noch genauer zu verstehen.

Universität Würzburg

Originalpublikation:

Mallick, S., Lichter, J., Bae, S. et al. Satellite data show trees delay budburst across landscapes to escape herbivores. Nat Ecol Evol (2026). doi.org/10.1038/s41559-026-03071-9

Biss zum Titel: Vampirschnecke ist das „Internationale Weichtier des Jahres 2026“

Wed, 29 Apr 2026 12:51:44 +0200

Die Vampirschnecke Cumia intertexta erhielt bei der Online-Abstimmung zur „Molluske des Jahres 2026“ insgesamt 5.506 Klicks und sicherte sich damit den Titel vor der steinfressenden Muschel Lithoredo abatanica, der Florida-Pferdeschnecke Triplofusus giganteus, der „geflügelten“ Muschel Ephippodonta lunata und der Seychellen-Weißschnecke Filicaulis seychellensis. Insgesamt wurde beim Wettbewerb 15.096 Mal abgestimmt. Die im südlichen Mittelmeer beheimatete Vampirschnecke Cumia intertexta saugt das Blut von Fischen, die sie nachts im flachen Wasser jagt. Die nur zwei Zentimeter große Molluske ist das einzige mediterrane Mitglied einer kleinen Gruppe von Vampir-Gastropoden, die auf der ganzen Welt leben.

Für den Titel „Internationale Molluske des Jahres 2026“ vorgeschlagen wurde die winzige Meeresschnecke von Dr. Maria Vittoria Modica von der Zoologischen Station Anton Dohrn in Italien. „Die Vampirschnecke Cumia intertexta ist ein verblüffendes Tier“, berichtet Modica. „Tagsüber schläft sie zwischen küstennahen Felsen und beginnt erst nach Sonnenuntergang zu jagen. Sie wittert einen ruhenden Fisch in ihrer Nähe, nähert sich ihm so weit wie möglich und durchbohrt seine Haut mit einer winzigen, aber scharfen Radula an der Spitze ihres extrem langen Rüssels. Dann ernährt sie sich vom Blut des Fisches und sondert einen Cocktail aus Blutverdünner und Betäubungsmitteln ab, um ihre Beute ruhig zu halten. Wenn sie sich vollgesogen hat, versteckt sie sich wieder und hinterlässt einen betäubten, aber ansonsten gesunden Fisch. Ich freue mich sehr, dass dieser winzige Vampir zum ‚Internationalen Weichtier des Jahres 2026‘ gewählt wurde!“

Um die ungewöhnliche Lebensweise der blutsaugenden Meeresschnecke besser zu verstehen, wird das Erbgut von Cumia intertexta nun erstmals vollständig bei Senckenberg analysiert – der Preis für den Gewinn des Titels. „Durch die Sequenzierung des Genoms der Vampirschnecke werden wir den ersten genetischen Bauplan für die Bluternährung bei Weichtieren erhalten“ erklärt Dr. Carola Greve, Leiterin des Laborzentrums für Biodiversitätsgenomik am Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt. „So können wir besser nachvollziehen, wie sich diese Ernährungsform entwickelt hat und wie ähnliche Strategien bei sehr unterschiedlichen Tiergruppen entstehen. Weichtiere sind die zweitartenreichste Tiergruppe der Welt und faszinierend vielfältig. Gleichzeitig sind bisher nur die Genome von vergleichsweise wenigen Mollusken vollständig sequenziert. Wir möchten dazu beitragen, diese Lücke zu verkleinern und unser Verständnis der genomischen Eigenschaften dieser außergewöhnlichen Tiere immer weiter auszubauen.“

Nachdem eine Jury aus Forschenden von Senckenberg und der Unitas Malacologica aus rund 30 Vorschlägen der internationalen Weichtier-Community fünf Arten für das Finale ausgewählt hatte, konnten alle Mollusken-Fans vom 13. bis zum 26. April online für ihren Favoriten abstimmen.

„Wir freuen uns sehr, dass sich auch dieses Jahr wieder Weichtier-Begeisterte aus der ganzen Welt an dem Wettbewerb beteiligt haben!“, ergänzt Prof. Dr. Julia Sigwart, Leiterin der Abteilung Marine Zoologie am Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt. „Ein herzlicher Dank an alle Forschenden, die so wunderbare Kandidaten vorgeschlagen haben und an alle Weichtier-Fans, die bei der Abstimmung mitgemacht haben. Die Wahl der ‚Molluske des Jahres‘ ist eine großartige Gelegenheit, um dieser faszinierenden – und leider oftmals gefährdeten – Tiergruppe mehr Sichtbarkeit zu verschaffen. Unser Ziel ist es, diese beeindruckenden Tiere immer besser zu verstehen, um sie schützen und für kommende Generationen in ihrer Vielfalt bewahren zu können.“

Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung

Schnelle Evolution im Klimawandel: Die rasante genetische Anpassung der Wespenspinne

Wed, 29 Apr 2026 12:44:39 +0200

„In unserer Studie haben wir eine Art untersucht, die ihr Verbreitungsgebiet schneller erweitert hat als dies allein durch Klimawandel zu erklären wäre. Von solchen Arten können wir lernen, welche Mechanismen einer schnellen Ausbreitung, sogar über verschiedene klimatische Zonen hinweg, zugrunde liegen“, sagt Prof. Dr. Gabriele Uhl, Abteilungsleiterin am Zoologischen Institut und Museum (Allgemeine und Systematische Zoologie) der Universität Greifswald.

Im Mittelpunkt der Studie steht die Frage, wie Organismen mit sich verändernden Umweltbedingungen umgehen. Dabei kommen verschiedene Mechanismen infrage: genetische Anpassung durch zufällige, vorteilhafte Mutationen, die Abwanderung in geeignete Lebensräume oder – wenn beides nicht möglich ist – das lokale Aussterben von Populationen oder Arten. Auch die sogenannte phänotypische Plastizität, also die Fähigkeit von Individuen, ihre Eigenschaften abhängig von den Umweltbedingungen zu verändern – ohne Veränderung der Erbanlagen – spielt dabei eine wichtige Rolle.

Das Forschungsteam um Prof. Dr. Gabriele Uhl und die Erstautorin Dr. Monica M. Sheffer von der Universität Greifswald untersuchte Wespenspinnen aus verschiedenen Regionen Europas und kombinierte genetische Analysen mit ökologischen, morphologischen und physiologischen Untersuchungen über mehrere Entwicklungsstadien hinweg. Ergänzend führten sie Experimente unter kontrollierten Bedingungen durch, in denen Winterbedingungen aus nördlichen und südlichen Lebensräumen simuliert wurden, um zu untersuchen, ob sich die Tiere aus den beiden Regionen in ihrer Reaktion unterscheiden.

Zwei genetische Gruppen – getrennt durch eine schmale Linie
Ein zentrales Ergebnis: Die Populationen der Wespenspinne lassen sich in zwei genetische Gruppen unterteilen, die durch eine überraschend schmale Linie getrennt sind, die schräg durch Mitteldeutschland verläuft. Diese genetische Trennung korreliert mit klimatischen Unterschieden, insbesondere im Winter.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass genetische Differenzierung deutlich schneller stattfinden kann als bisher angenommen“, sagt Professorin Uhl. Die Analysen zeigen zudem, dass sich nördliche und südliche Populationen in ihrer Kältetoleranz, Entwicklungsgeschwindigkeit und Fortpflanzung unterscheiden. Diese Unterschiede sind zum Teil genetisch bedingt. Gleichzeitig weist die Art eine ausgeprägte phänotypische Plastizität auf, die ihre erfolgreiche Ausbreitung begünstigt.

Bedeutung für Klimaforschung
Die Studie unterstreicht, wie wichtig es ist, verschiedene Lebensstadien und biologische Eigenschaften gemeinsam zu betrachten, um Anpassungsprozesse zu verstehen. Dies ist besonders relevant vor dem Hintergrund des globalen Klimawandels.

Aktuelle Anschlussstudien zeigen zudem, dass wärmere Winter im Mittelmeerraum negative Auswirkungen auf die Überlebenswahrscheinlichkeit der Jungtiere haben können. Langfristig könnte dies sogar zu einem Rückzug der Art aus ihrem ursprünglichen Verbreitungsgebiet führen.

Weitere Untersuchungen weisen darauf hin, dass Temperaturbedingungen im Herbst noch Monate später die Überlebenswahrscheinlichkeit und Kondition der Tiere beeinflussen können – sogenannte langfristige „Spill-over-Effekte“, die bislang kaum erforscht sind.

Universität Greifswald

Originalpublikation:

Sheffer, Monica M., Brian Schulze, Linda Zander, Pierick Mouginot, Thomas Naef, Michael Lalk, Martina Wurster et al. 2026. “Rapid Ecological and Evolutionary Divergence during a Poleward Range Expansion.” Ecological Monographs. https://doi.org/10.1002/ecm.70047

Unterwuchswälder im Amazonas nehmen kurzfristig mehr CO₂ auf – aber das hat seinen Preis

Wed, 29 Apr 2026 11:34:00 +0200

Der Amazonaswald ist ein zentrales Element im globalen Wasser- und Klimasystem, er speichert und nimmt riesige CO₂-Mengen auf. "Etwa 60 Prozent des Amazonaswaldes wachsen auf alten und stark verwitterten Böden, in denen bereits mineralische Nährstoffe, wie Phosphor, erschöpft sind", sagt Lucia Fuchslueger, Forscherin am CeMESS der Universität Wien und Co-Hauptautorin der neuen Studie. "Niedrige Phosphorwerte könnten es dem Wald erschweren, noch mehr zu wachsen und das zusätzliche CO₂ in der Atmosphäre zu nutzen", fügt sie hinzu. Amazonasbäume haben jedoch hocheffiziente interne Nährstoffzyklen entwickelt. So ziehen sie beispielsweise Nährstoffe aus ihren Blättern ab, bevor sie sie abwerfen. Außerdem liefert der schnelle organische Stoffabbau am Boden zusätzliche Nährstoffe. Es ist aber nicht klar, ob dieses System effizienter werden kann, da es bisher keine experimentellen Belege aus in-situ-Experimenten gibt.

Über die Studie: Zukünftige atmosphärische CO₂-Bedingungen simuliert

Die neue Studie, unter der Co-Leitung von Lucia Fuchslueger (CeMESS, Universität Wien) und Nathielly Martins (Technische Universität München, Deutschland; INPA Manaus, Brasilien), führte zusammen mit einem Team brasilianischer und internationaler Mitarbeiter*innen ein bahnbrechendes Experiment durch. Dabei nutzten die Forscher*innen Open-Top-Chambers, um zukünftige atmosphärische CO₂-Bedingungen direkt im Unterwuchs mitten im Wald zu simulieren. Diese Kammern bestehen aus transparentem Plexiglas, haben einen Durchmesser von 2,5 m und eine Höhe von 3 m und sind oben offen, damit Pflanzen nicht überhitzen und natürlichen Niederschlag erhalten (siehe Bild). "Nach ein bis zwei Jahren erhöhten die Bäume tatsächlich ihre Kohlenstoffaufnahme und das Wachstum, wenn sie höheren CO₂-Werten ausgesetzt waren", sagt Martins. Die Forschenden fanden auch die Mechanismen hinter diesem erhöhten Wachstum: Pflanzen verteilen ihr Wurzelsystem, um mehr Nährstoffe, insbesondere Phosphor, zu gewinnen.

"Die Streuschicht ist eine wichtige Nährstoffressource für Pflanzen in diesen Wäldern", unterstreicht Martins. Die Wurzeln verstärken das Wachstum durch abgefallene Blätter, setzen Enzyme frei, die organische Substanz zersetzen, und erhalten Zugang zu Phosphor, bevor dieser in den Boden gelangt und möglicherweise absorbiert wird. "Diese Strategie verschärft jedoch den Wettbewerb mit Bodenmikroben und kann organische Phosphorreserven erschöpfen", fügt Lucia Fuchslueger hinzu. Im Laufe der Zeit könnten Nährstoffbeschränkungen die Fähigkeit des Waldes einschränken, weiterhin zusätzlichen Kohlenstoff aufzunehmen. Die Ergebnisse zeigen einen entscheidenden Kompromiss: Während tropische Wälder den Klimawandel zunächst in der Lage sind stärker zu puffern, könnte ihre langfristige Kapazität zur Kohlenstoffspeicherung durch die Nährstoffverfügbarkeit eingeschränkt sein – was die Verwundbarkeit dieser Ökosysteme unter zukünftigen Klimabedingungen unterstreicht.

Großprojekt zur Amazonas-Forschung läuft an

Die Studie dient als Pilot für das größer angelegte, mehrjährige AmazonFACE-Projekt, das später in diesem Jahr startet. AmazonFACE zielt darauf ab, die Rolle tropischer Primärwälder, insbesondere des Amazonaswaldes, unter steigenden atmosphärischen CO₂-Konzentrationen zu verstehen. FACE ist eine Abkürzung für Free Air CO₂ Enrichment (Freiland CO₂ Anreicherung).

"FACE-Experimente wurden bereits an vielen Orten durchgeführt, aber keines in einem vielfältigen, tropischen Waldsystem", sagt Fuchslueger. AmazonFACE liegt etwa 80 km nördlich von Manaus inmitten eines typischen Terra Firme-Tieflandwaldes, und wird das erste in diesem großen Maßstab in den Tropen sein. Es wird von einem Team brasilianischer und internationaler Forscher*innen geleitet und vereint als internationale, transdisziplinäre Initiative etwa 130 Wissenschafter*innen, Studierende, Techniker*innen, Verwaltungsangestellte, Journalist*innen und Künstler*innen aus etwa 40 Institutionen.

Universität Wien

Originalpublikation:

Martins, N.P., Fuchslueger, L., Lugli, L.F. et al. Amazonian understory forests change phosphorus acquisition strategies under elevated CO₂. Nat Commun 17, 3740 (2026). doi.org/10.1038/s41467-026-72098-0

Oxidativer Stress bremst das Gehirn – Doch die Bremse kann wieder gelöst werden

Wed, 29 Apr 2026 10:34:00 +0200

Mit zunehmendem Alter verändert sich auf verschiedene Weise das Gehirn. Die Funktion der Nervenzellen lässt nach, und wichtige Regulationssysteme innerhalb der Zellen geraten aus dem Gleichgewicht. Besonders betroffen ist die Qualitätskontrolle der Proteine, die dafür sorgt, dass Proteine ordnungsgemäß verarbeitet, recycelt oder abgebaut werden.

Vor diesem Hintergrund untersuchten Forschende des Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) und der Medizinischen Universität Potsdam gemeinsam mit weiteren Partnern aus Italien und Deutschland, wie sich oxidativer Stress – verursacht durch die Anreicherung reaktiver Sauerstoffspezies – auf die Proteinoxidation auswirkt und dadurch Prozesse im alternden Gehirn beeinflusst. Ziel war es, festzustellen, inwieweit dieser Stress die molekularen Kontrollsysteme der Zellen stört und welche Folgen das für das Proteingleichgewicht, auch Proteinhomöostase genannt, hat.

Im Mittelpunkt stand dabei, wie oxidativer Stress die Funktion von Deubiquitylasen (DUBs) beeinflusst. Das sind Enzyme, die Ubiquitin-Markierungen von Proteinen entfernen und so deren Abbau oder die Weiterverarbeitung regulieren. Mit zunehmendem Alter kommt es in den Zellen jedoch zu einer Art „molekularer Rostbildung“, also zur Anhäufung von oxidativen Schäden, die diese empfindlichen Enzyme besonders beeinträchtigen.

Die nun in „Nature Communications“ veröffentlichte Studie zeigt, dass oxidativer Stress und Proteinoxidation gezielt die Aktivität von Deubiquitylasen verringern, ohne jedoch deren Menge zu verändern. Dies wird durch chemische Veränderungen an den empfindlichen Cystein-Resten der Enzyme verursacht, die deren Funktion einschränken. „Wir sehen, dass oxidativer Stress eine regulierende Wirkung hat und wie eine Bremse wirkt, um die zentralen Enzymfunktionen gezielt zu verlangsamen“, erklärt Dr. Alessandro Ori, ehemaliger Gruppenleiter am FLI und Erstautor der Studie.

Proteinhomöostase im Gehirn gerät aus dem Gleichgewicht

Die Folgen reichen über einzelne Proteine hinaus und betreffen ganze zelluläre Netzwerke, insbesondere das Ubiquitin-Proteasom-System, das für den Proteinabbau verantwortlich ist. Dadurch gerät die Proteinhomöostase im alternden Gehirn aus dem Gleichgewicht. „Besonders auffällig ist, dass diese Veränderungen sehr früh im Alternsprozess auftreten, noch bevor andere Teile des Proteinabbausystems beeinträchtigt sind,“ ergänzt Amit Kumar Sahu, Doktorand am FLI und Erstautor der Studie.

Hemmung von Deubiquitylasen ist reversibel

Trotz der beobachteten funktionellen Beeinträchtigung ist dieser Effekt nicht dauerhaft. Die Forschenden konnten in weiterführenden Experimenten zeigen, dass die Hemmung der Enzyme durch das Antioxidans NACET (N-Acetylcysteinethylester) rückgängig gemacht werden kann. Dabei handelt es sich um ein kleines, antioxidativ wirkendes Molekül, das im Körper als Vorstufe der wichtigen Aminosäure Cystein dient, die unter anderem für die Bildung des körpereigenen Antioxidans Glutathion benötigt wird. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass das Nachlassen der DUB-Aktivität aufgrund der Cystein-Oxidation kein irreversibler Schaden ist, sondern vielmehr eine pharmakologisch reversible Einschränkung der Enzymfunktion“, erklärt Thorsten Pfirrmann, Professor für Biochemie an der Medizinischen Hochschule Potsdam und Mitautor der Studie. Damit wird deutlich, dass die Enzyme durch die Hemmung nicht ihre strukturelle Integrität, also ihre grundlegende räumliche Struktur und Zusammensetzung, verlieren, sondern diese beibehalten. Vielmehr wird ihre Aktivität durch redoxabhängige Prozesse, also chemische Bedingungen innerhalb der Zelle, temporär reduziert.

Schlüsselprozesse der Hirnalterung möglicherweise reversibel

Die Forschungsergebnisse lassen vermuten, dass oxidativer Stress nicht nur eine Begleiterscheinung des Alterns ist, sondern wichtige Regulationsprozesse im Gehirn aktiv beeinflusst. Gleichzeitig bietet die NACET-Behandlung jedoch einen möglichen Ansatz, diese Prozesse gezielt zu modulieren. „Wir haben ein mögliches frühes Ziel im molekularen Alternsprozess des Gehirns identifiziert“, so die Forschenden, „das für die Stabilität der zellulären Qualitätskontrolle wichtig scheint“. Langfristig könnten diese Erkenntnisse so helfen, die Entstehung neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson besser zu verstehen, da bei ihnen Störungen im Proteinabbau ein zentrale Rolle spielen. Zukünftige Studien müssen nun zeigen, ob die Wiederherstellung der Enzymaktivität auch Auswirkungen auf die Gehirnfunktion hat, wie etwa auf das Gedächtnis oder andere kognitive Fähigkeiten im Alter. Damit stellt sich die Frage, ob man alternsbedingte Veränderungen im Gehirn nicht nur verlangsamen, sondern auch teilweise rückgängig machen könnte.

Um festzustellen, ob sich diese experimentellen Befunde bei alternden Mäusen und Killifischen auch auf den Menschen übertragen lassen, sind jedoch weitere Studien erforderlich. Die Studie liefert jedoch erste wichtige Hinweise darauf, dass Schlüsselprozesse der Gehirnalterung möglicherweise reversibel sind.

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

Originalpublikation:

Sahu, A.K., Minetti, A., Di Fraia, D. et al. Oxidative stress causes a reversible decrease of deubiquitylases activity in old vertebrate brains. Nat Commun 17, 3653 (2026). doi.org/10.1038/s41467-026-71921-y

Belohnung oder Bestrafung? Neue Studie zu Lernprozessen im Fruchtfliegen-Hirn

Wed, 29 Apr 2026 10:08:14 +0200

Durch die Oktopamin-abhängige Modulation können die Tiere ihre Erinnerungen besser anpassen, flexibler lernen und neue Informationen berücksichtigen. Das funktioniert ähnlich wie bei Menschen, wenn sie aus Erfahrungen lernen und sich an neue Situationen anpassen.

„Mit speziellen genetischen Methoden konnten wir die oktopaminergen Neurone gezielt aktivieren. Interessanterweise reicht dies schon aus, um sowohl positive als auch negative Erinnerungen zu bilden“, erklärt Samantha Aurich aus der Arbeitsgruppe Tier- und Verhaltensphysiologie. Sie ist eine von drei Doktorandinnen der Universität Leipzig, die Erstautorinnen der Studie sind. Dabei sei entscheidend, wann diese Zellen während des Lernprozesses aktiviert werden: Je nach Zeitpunkt entsteht entweder eine Erinnerung an etwas Gutes (Belohnung) oder an etwas Schlechtes (Bestrafung), betont sie. Die oktopaminergen Neurone wirken dabei wie Schaltzentralen: Sie beeinflussen verschiedene Typen von dopaminergen Neuronen, die dann entweder ein Signal für Belohnung oder für Bestrafung an das Gedächtniszentrum im Gehirn senden. So steuern sie, welche Art von Erinnerung entsteht.

„Früher dachte man, dass dopaminerge Neurone nur für die Vermittlung einer Bestrafung und oktopaminerge Neurone nur für die Vermittlung einer Belohnung zuständig seien. Heute wissen wir aber: Unterschiedliche Typen dopaminerger Neurone sind essenziell bei der Vermittlung von sowohl Belohnungs- als auch Bestrafungsinformation“, sagt Prof. Dr. Andreas Thum der Arbeitsgruppe Genetik. Oktopamin spiele dabei eine wichtige Rolle: „Es beeinflusst diese Vermittlung der Information und steuert so, welche Art von Erinnerung entsteht“, ergänzt Prof. Dr. Dennis Pauls aus der Arbeitsgruppe Tier- und Verhaltensphysiologie.

Diese Erkenntnisse ordnen sich in die bisherige umfangreiche Forschung an der Universität Leipzig zu den neuronalen Grundlagen des Gedächtnisses und Verhaltens der Fruchtfliege ein. Besonders interessiert die Wissenschaftler:innen gerade, wie die Insekten alte Erfahrungen mit ihrem aktuellen physiologischen Zustand verknüpfen, damit sie flexibel auf neue Situationen reagieren können – zum Beispiel, ob sie etwas als gut oder schlecht empfinden. In den vergangenen Jahren hat sich an der Universität Leipzig ein lebendiger und ständig wachsender Schwerpunkt in der Neurobiologie und Neurophysiologie entwickelt. Das zeigt sich beispielsweise im neu gegründeten DFG-Graduiertenkolleg „NeuroTune“, das sich auf die Funktionsweise des Gehirns konzentriert. Es gehört zum Potenzialbereich „Molecular and Cellular Communication“.

Die beteiligten Forschungsteams bringen langjährige Expertise in der Gedächtnisforschung bei Fliegen, der Untersuchung von Botenstoffen im Gehirn (sogenannten Neuromodulatoren) sowie modernen Methoden wie der Optogenetik mit. Außerdem verfügen sie über umfangreiche Erfahrungen in genetischer, molekularer und physiologischer Gehirnforschung. Diese Kombination aus Fachwissen und interdisziplinärer Zusammenarbeit ermöglicht es, komplexe Fragen über das Lernen und Gedächtnis auf einer tiefen, wissenschaftlich fundierten Ebene zu untersuchen. Diese Grundlagenforschung ist eine wichtige Basis für zukünftige Anwendungen wie etwa in der Medizin, bei der Entwicklung neuer Therapien für neurologische Erkrankungen.

Universität Leipzig

Originalpublikation:

U.S. Franke et al.: Selective octopaminergic tuning of mushroom body circuits during memory formation, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (16) e2517403123, https://doi.org/10.1073/pnas.2517403123 (2026).

Käfer mit Geweih gesucht: Hirschkäfer melden – Lebensräume erhalten

Wed, 29 Apr 2026 10:03:11 +0200

„Jede Meldung zählt“, betont Dr. Peter Pröbstle, Präsident der LWF. “Mit wenigen Angaben und einem Foto können Bürgerinnen und Bürger einen wichtigen Beitrag zum Schutz des Hirschkäfers leisten. Die gesammelten Daten helfen uns, gezielte Maßnahmen zur Verbesserung seiner Lebensräume umzusetzen.“

Art mit hoher ökologischer Bedeutung
Der Hirschkäfer ist eine Charakterart lichter, wärmebegünstigter Laubwälder mit einem hohen Anteil an Alt- und Totholz. Seine Anwesenheit zeigt, dass diese selten gewordenen Strukturen noch vorhanden sind.Nachweise sind Grundlage für die Bewertung ihres Erhaltungszustands und für entsprechende Schutzmaßnahmen auf nationaler und europäischer Ebene.

Meldedaten als Grundlage für Schutzmaßnahmen
Die Erfassung des Hirschkäfers ist aufwendig: Die Larven entwickeln sich mehrere Jahre im Boden, erwachsene Tiere sind nur wenige Wochen im Jahr aktiv. Hier setzt Citizen Science an: Viele Nachweise stammen aus Zufallsbeobachtungen, etwa bei Spaziergängen oder im eigenen Garten. Durch die Meldung Ihrer Funde können Verbreitung, Bestandstrends und Lebensraumnutzung besser eingeschätzt werden. Die Daten unterstützen Planung und Umsetzung gezielter Schutzmaßnahmen.

Einfache Online–Meldung möglich
Die Hauptflugzeit des Hirschkäfers beginnt ab Mitte Mai, also in wenigen Tagen. Bei entsprechender Witterung sind erste Tiere sogar schon Anfang Mai zu beobachten.
Ihre Hirschkäferfunde melden Sie bitte unkompliziert über diesen QR-Code oder über die Internetseite: https://www.lwf.bayern.de/hirschkaefer

Die übermittelten Daten werden vertraulich behandelt und ausschließlich für wissenschaftliche und naturschutzfachliche Zwecke verwendet. Die Tiere sollten bitte am Fundort oder in unmittelbarer Nähe belassen werden. Für eine korrekte Meldung sind Fotos unbedingt erforderlich, etwa mit dem Smartphone.

Merkblatt unterstützt bei Bestimmung
Ab sofort stellt die LWF auch ihr neues Merkblatt 61 „Hirschkäfer erkennen und schützen“ auf der LWF-Internetseite bereit. Es enthält Hinweise zur Bestimmung und zur Abgrenzung ähnlicher Arten sowie zu Entwicklungsstadien. Darüber hinaus werden Maßnahmen zur Förderung geeigneter Lebensräume vorgestellt.

Wir laden alle Naturinteressierten ein, ab sofort bei Spaziergängen oder im eigenen Garten gezielt nach dem Hirschkäfer Ausschau zu halten und Beobachtungen über die Internetseite https://www.lwf.bayern.de/hirschkaefer zu melden.

Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft

Wie können Honigbienen und Wildbienen in Städten koexistieren?

Wed, 29 Apr 2026 09:53:32 +0200

Den Bienen Gutes tun – das ist die Idee hinter „Urban Beekeeping“, dem Imkern in Städten. Die rasch steigende Zahl dieser Imker in vielen Städten besorgt jedoch städtische Imkervereinigungen. In Berlin hat sich die Anzahl der Imker in Städten von 2005 bis 2022 mehr als verdreifacht. Ähnlich hoch ist der Zuwachs auch in Städten wie Zürich, Paris und Toronto. Da die Bienenstöcke ausschließlich Honigbienen beherbergen, hat deren Population in städtischen Gebieten ebenso rasant zugenommen. Deshalb kommt immer mehr die Frage auf: Können Honigbienen und Wildbienen in Städten zusammenleben? Denkbare Herausforderungen sind beispielsweise die Übertragung von Krankheiten oder Konkurrenz um die Ressourcen. Beide Themen werden derzeit in mehreren Städten erforscht.

Wildbienen besonders verletzlich

Vielen Menschen ist nicht bewusst, dass es verschiedene Arten von Bienen gibt. „Im Gegensatz zu Honigbienen sind Wildbienen oft auf bestimmte Pflanzen und Lebensräume spezialisiert“, sagt Monika Egerer, Professorin für urbane produktive Ökosysteme an der TUM. „Außerdem leben sie meist allein und nicht in großen Kolonien. Daher erholen sich ihre Populationen nach Störungen wie Krankheiten oder Ressourcenmangel viel langsamer.“
Neue Bienenstöcke bringen große Kolonien mit hohem Nahrungsbedarf in bestehende Ökosysteme. Dies kann insbesondere dann problematisch sein, wenn die vorhandenen Blütenressourcen nicht ausreichen. Zusätzlich kann Hitzestress, wie er zum Beispiel bei Bienenstöcken auf ungeschützten Dächern entsteht, kann den Nahrungsbedarf weiter erhöhen, da die dort angesiedelten Honigbienen mehr Energie zur Temperaturregulation benötigen.

Das „Urban Bee Concept“: Maßnahmen für eine nachhaltige Koexistenz“

Die aktuelle Studie adressiert diese Herausforderungen und schlägt unter dem Namen “Urban Bee Concept” ein Maßnahmenpaket vor, das unter dem Begriff „Urban Bee Concept“ zusammengefasst wird. Ziel ist es, eine nachhaltige Balance zwischen artgerechter Honigbienenhaltung und dem Schutz von Wildbienen zu schaffen. Zu den zentralen Empfehlungen zählen:
• Ausbau und gezielte Gestaltung von Blütenressourcen mit Blick auf deren Nährstoffangebot
• Reduktion der Bienenstockdichte in besonders sensiblen urbanen Räumen
• Vermeidung ungeeigneter Standorte für Bienenstöcke, insbesondere unter Hitzebelastung
• Verbesserte Abschätzung der ökologischen Tragfähigkeit urbaner Räume
• Systematische Überwachung von Bienengesundheit und Krankheitsdynamiken
• Stärkere Förderung von Schulungen, Aufklärung und Verhaltenskodizes durch Imkervereine

„Entscheidend ist die Zusammenarbeit aller Beteiligten – von Forschung über Naturschutz bis hin zu Behörden und Imkern“, sagt Joan Casanelles Abella aus dem Forschungsteam. Gerade die heterogene Struktur der städtischen Imkerinnen und Imker erfordere abgestimmte Strategien. Von Hobbyimkern mit einzelnen bis hin zu Unternehmen mit Dutzenden Bienenstöcken müssten gemeinsame Leitlinien entwickelt werden. Besonders wertvoll seien die städtischen Imkervereine, um die Maßnahmen zu konzipieren und umzusetzen.
„Viele Menschen betreiben Urban Beekeeping, weil sie den Bienen helfen wollen“, sagt Monika Egerer. „Mit mehr Wissen und Austausch können wir sicherstellen, dass sowohl Honigbienen als auch Wildbienen davon profitieren.“

Technische Universität München

Originalpublikation:

Casanelles-Abella, J., Baldock, K., Leonhardt, S. D., Moretti, M., Patterson, M., & Egerer, M. (2026). When honeybees come to town: Critical aspects of urban beekeeping and opportunities for regulation. People and Nature, 8, 528–540. https://doi.org/10.1002/pan3.70256

Warum Eisen im Ozean nicht einfach rostet

Wed, 29 Apr 2026 09:47:06 +0200

Eisen ist ein wichtiger Nährstoff für viele Meeresorganismen. Seine Verfügbarkeit bestimmt daher maßgeblich die biologische Produktivität im Ozean – also, wie viel organisches Wachstum möglich ist, beginnend mit dem Phytoplankton an der Basis der Nahrungskette. Bisher war es jedoch schwierig vorherzusagen, wann und wo sich diese Minerale bilden.

Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel konnte nun zeigen, dass die Vielfalt organischer Moleküle im Meerwasser entscheidend dafür ist, ob Eisen in gelöster Form verfügbar bleibt oder als Mineral ausfällt. Die Studie ist jetzt in der Fachpublikation Nature Communications erschienen.

„Im sauerstoffreichen Ozean wandelt sich Eisen spontan in feste, rostähnliche Minerale um. Dieser Prozess wird durch die Reaktion von Eisen mit organischer Substanz ausgeglichen – einem äußerst komplexen Gemisch von Molekülen, das als Folge marinen Lebens entsteht“, erklärt Erstautorin Dr. Martha Gledhill, Meereschemikerin am GEOMAR. „Wir haben festgestellt, dass die Vielfalt der organischen Substanz entscheidend dafür ist, ihre Fähigkeit zur Eisenbindung und ihre Konkurrenz zur Bildung von Eisenmineralen vorherzusagen.“

Warum bisherige Modelle zu kurz greifen

Bislang wurden die Reaktionen zwischen Eisen und organischer Substanz stark vereinfacht dargestellt, indem angenommen wurde, dass alle Moleküle ähnliche chemische Eigenschaften besitzen. Diese Annahme berücksichtigt jedoch nicht die Vielfalt der Moleküle, die gelöstes Eisen mit unterschiedlich starker Bindung festhalten und damit mehr oder weniger effektiv mit der Mineralbildung konkurrieren. Das Forschungsteam untersuchte daher die Frage, wie sich die chemische Vielfalt organischer Moleküle auf die Bindung von Eisen und die Bildung von rostähnlichen Mineralen auswirkt – und wie sich diese Prozesse unter den realen Bedingungen abhängig von Temperatur und Säuregrad des Meerwassers verändern.

Ein neuer Modellansatz

Für die Studie entwickelten die Forschenden ein neues chemisches Modell, das organische Substanz als vielfältige Mischung von Molekülen mit unterschiedlichen Bindungsstärken für Eisen beschreibt. Dieses Modell berücksichtigt erstmals die natürlichen Bedingungen des Meerwassers, insbesondere Temperatur und Säuregrad. Anschließend wurde der Ansatz auf Messdaten einer Expedition aus dem Jahr 2022 angewendet, die im Rahmen des internationalen GEOTRACES-Programms den Pazifik entlang des 30. südlichen Breitengrades durchquerte (SONNE-Fahrt SO289).

Die Ergebnisse zeigen, dass die chemische Vielfalt der organischen Substanz entscheidend ist, um vorherzusagen, wie Eisen zwischen seiner gelösten und partikulären Form verteilt ist. Besonders intensive Bildung von Eisenmineralen trat in der Nähe natürlicher Eisenquellen auf, etwa an hydrothermalen Quellen und einem Unterwasservulkan. Durch die realistischere Darstellung der organischen Substanz gelang es dem Team erstmals, bekannte Prozesse im Ozean zuverlässig zu reproduzieren, die mit bisherigen Modellen nur unzureichend erklärt werden konnten.

Bedeutung für Klimaforschung und marine Ökosysteme

Die neuen Erkenntnisse verbessern das Verständnis des marinen Eisenkreislaufs und liefern wichtige Bausteine für zukünftige biogeochemische und Klimamodelle. Da Eisen das Wachstum von Phytoplankton und damit die Aufnahme von Kohlendioxid beeinflusst, sind diese Ergebnisse auch für Prognosen zum Klimawandel von großer Bedeutung.

„Unsere Arbeit zeigt, dass die genaue Beschreibung der chemischen Eigenschaften organischer Substanz entscheidend ist, um den Eisenkreislauf im Ozean zu verstehen“, betont Gledhill. „Sie eröffnet einen Weg zu umfassenderen Modellen für Eisen und andere Metalle und hilft uns, die Reaktionen mariner Ökosysteme auf zukünftige Umweltveränderungen besser abzuschätzen.“

Die Studie wurde vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) sowie vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel gefördert. Beteiligt waren neben dem GEOMAR auch die Universität Lleida (Spanien) sowie das Niederländische Institut für Meeresforschung (NIOZ).

GEOMAR

Originalpublikation:

Gledhill, M., Gosnell, K., Humphreys, M. P., Delaigue, L., Helle, N., Zhu, K., Lodeiro, P., Rey-Castro, C., & Achterberg, E. P. (2026). Chemical controls on iron distributions across the subsurface South Pacific Ocean. Nature Communications, 17, 3533. https://doi.org/10.1038/s41467-026-72070-y

Summerschool: From Target to Market – Arzneimittelentwicklung komplett, kompakt und kompetent

Wed, 29 Apr 2026 09:28:00 +0200

Neun renommierte Expert/-innen aus der pharmazeutischen Industrie, aus Biotech-Unternehmen, führenden Auftragsforschungsinstituten (CROs) und Patentkanzleien führen die Teilnehmer/-innen mit Impulsvorträgen und Workshops durch die verschiedenen Phasen der Arzneimittelentwicklung in Pharma und Biotechnologie und machen mit den komplexen regulatorischen, rechtlichen und organisatorischen Anforderungen vertraut.

Der Kurs findet in englischer Sprache statt und kostet 2.035,00 € zzgl. MwSt.

Teilnehmer*innen aus akademischen Einrichtungen zahlen 1.630,00 Euro zzgl. MwSt.; 10% Ermäßigung für Mitglieder des VBIO und seiner Fachgesells/-haften.

Anmeldung und nähere Informationen unter https://www.glaesernes-labor-akademie.de/en/biotech-pharma