VBIO News

Schnell entscheiden oder gründlich abwägen?

Fri, 14 Aug 2026 11:52:49 +0200

Warum treffen zwei Individuen, die dieselben Information zu Verfügung haben manchmal völlig unterschiedliche Entscheidungen?

Bekannt wurde diese Frage durch den Nobelpreisträger Daniel Kahnemann, der in seinem Buch „Thinking, Fast and Slow“ den Kontrast zwischen schnelleren, intuitiven Entscheidungen und langsamerem, überlegterem Denken in Menschen untersuchte.

Wissenschaftler, die Wildfische im Tanganjikasee untersuchen, haben jetzt eine auffällige Parallele zu dieser Arbeit entdeckt. In mehr als 5.000 Unterwasserversuchen haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie, der Université Clermont Auvergne und des französischen Nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung die Entscheidungsfindung zweier nah verwandter Arten von Federflossen-Buntbarschen untersucht. Die Fische verhielten sich bei einfacheren Entscheidungen zwar identisch, bei komplexeren Wahlmöglichkeiten traf eine der beiden Arten jedoch schnelle, entschlossene Entscheidungen, während die andere Art den Entscheidungsfindungsprozess verlangsamte und scheinbar mehr Informationen verarbeitete, bevor es zu einer Entscheidung kam. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Evolution oder die Lebensgeschichte nicht nur beeinflussen kann, wofür sich Tiere entscheiden, sondern auch, wie sie Entscheidungen treffen.

Zwei verschiedene Denkweisen

Die Wissenschaftler untersuchten männliche Exemplare von Aulonocranus dewindti, dem „Uferbuntbarsch“, und Cyathopharynx furcifer, dem „Großer Fadenmaulbrüter“ – zwei Buntbarscharten, die aufwendige Sandnester bauen, um Weibchen anzulocken. Männchen sind akribische Haushälter, die jeden Fremdkörper, der in ihre Nester gelangt, sofort entfernen. Mithilfe dieses natürlichen Verhaltens können Wissenschaftler die Entscheidungsfindung der Fische untersuchen, indem sie sorgfältig gestaltete, 3D-gedruckte Objekte in die Nester legen und aufzeichnen, welche Gegenstände zuerst entfernt werden.

Dabei wurde zunächst klar, dass beide Arten grundsätzlich dieselben Präferenzen teilen und sich bei einfachen Entscheidungen in Bezug auf Farbe und Größe der Objekte identisch verhalten. Größere Objekte wurden dabei beispielsweise stets zuerst entfernt. Beide Arten entfernten zudem bevorzugt ein Objekt, dessen Farbe sich von der Gruppe abhob – eine kognitive Verzerrung, die darauf hindeutet, dass die Aufmerksamkeit der beiden Arten in einfachen Situationen ähnlich gelenkt wurde. Diese kognitive Verzerrung, die als „Oddity-Effekt“ bezeichnet wird, ist den Autoren zufolge auch beim Menschen zu beobachten.

Im nächsten Schritt erschwerten die Wissenschaftler die Entscheidungen, indem die Fische gezwungen wurden, verschiedene Merkmale gegeneinander abzuwägen. So hatte ein Objekt möglicherweise die bevorzugte Farbe, war aber gleichzeitig kleiner, während ein anderes Objekt größer war, dafür aber eine weniger attraktive Farbe aufwies.

In diesem Fall zeigten die Arten unterschiedliche Verhaltensweisen.

Der Blaue Federflosser traf weiterhin schnelle, entschlossene Entscheidungen, die ausschließlich auf einem der Merkmale beruhten. Der Goldene Federflosser wies hingegen keine Präferenz zwischen den Alternativen auf und brauchte für seine Entscheidungen deutlich länger. Während der Goldene Federflosser durch die höhere Komplexität der Aufgaben mehr Zeit brauchte, um zu einer Entscheidung zu gelangen, wurde der Blaue Federflossler sogar schneller.

„Es war entscheidend, dies an zwei gut vergleichbaren Arten zu untersuchen“, sagt Hauptautor Dr. Maëlan Tomasek, der die Forschung im Rahmen seiner Doktorarbeit an der UCA und am MPI-AB durchgeführt hat. „Sie konnten dieselben Dinge sehen, waren gleichermaßen motiviert und waren sich einig, wenn die Entscheidungen einfach waren. Erst als wir die Entscheidungen anspruchsvoller gestalteten, gingen ihre Meinungen plötzlich auseinander. Ehrlich gesagt war das eine Überraschung. Warum sollten sich zwei so eng verwandte Arten in komplexen Situationen so unterschiedlich verhalten?“

Was „unterschiedliches Denken“ bedeutet

Dieser Kontrast spiegelt Erkenntnisse aus der menschlichen Psychologie wider, doch die Wissenschaftler betonen, dass sie nicht behaupten, Fische würden über menschenähnliche Versionen von Kahnemans „schnellem“ und „langsamem“ Denken vefügen.

„Der Vergleich ist naheliegend, weil das zugrunde liegende Problem dasselbe ist“, sagt Mitautor Dylan Naceur, Doktorand der kognitiven Psychologie an der UCA, dessen Forschungsschwerpunkt auf der menschlichen Aufmerksamkeit liegt. „Jedes Gehirn verfügt nur über begrenzte Aufmerksamkeitsressourcen, daher muss es entscheiden, welche Informationen Vorrang erhalten sollten. Menschen und Fische denken zwar vielleicht nicht auf dieselbe Weise, aber beide stehen vor derselben kognitiven Herausforderung, aus einer komplexen Welt die relevantesten Informationen herauszusuchen.“

Um zu testen, ob die Art, die langsamere Entscheidungen trifft, in komplexeren Situationen verwirrt wird, griffen die Forscher auf ein weiteres klassisches Experiment aus der menschlichen Entscheidungsforschung zurück: die „Decoy-Effekt“-Aufgabe. Der Decoy-Effekt ist ein psychologisches Phänomen, bei dem Menschen ihre Präferenz zwischen zwei Optionen ändern, nachdem eine dritte, minderwertige Option eingeführt wird. Diese kognitive Verzerrung wird im Marketing häufig genutzt, um menschliche Entscheidungen zu beeinflussen.

Als die Fische der „Decoy-Effekt“-Aufgabe unterzogen wurden, behandelte der Goldfederflosser die beiden Hauptalternativen weiterhin als gleich attraktiv, während er die minderwertige Option weitgehend ignorierte. „Er hat tatsächlich mehrere Merkmale abgewogen, anstatt zufällig zu wählen, und er traf rationale Entscheidungen, was vielen Menschen bei derselben Aufgabe nicht gelingt“, fügt Tomasek hinzu, der mittlerweile als Postdoktorand an der Monash University in Australien tätig ist.

Anders – nicht besser oder schlechter

Die Ergebnisse legen die vielfältigen kognitiven Strategien offen, die von Tieren – selbst von eng verwandten Arten – genutzt werden; dennoch mahnen die Autoren zur Vorsicht bei der Interpretation dieser Unterschiede. „Die vergleichende Kognitionsforschung hat sich oft darauf konzentriert, Arten nach ihrer kognitiven Begabung, ihrer ‚Klugheit‘, einzustufen“, sagt die Co-Seniorautorin Dr. Valérie Dufour, Forschungsdirektorin für Sozial- und Kognitionspsychologie an der UCA und am CNRS. „Unsere Ergebnisse legen eine andere Perspektive nahe. Eng verwandte Arten lösen möglicherweise genau dasselbe Problem mit unterschiedlichen kognitiven Strategien, wobei die eine Strategie nicht unbedingt besser ist als die andere. Manchmal ist es besser, schneller zu entscheiden. Manchmal ist es besser, alle Informationen zu berücksichtigen. Das Verständnis dieser Strategien könnte wichtiger sein als der Versuch, abstrakte Intelligenz an sich zu messen.“

Es sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die Ursache für die Unterschiede zwischen den Arten zu ermitteln. Die Unterschiede in der Entscheidungsfindung könnten tatsächlich auf unterschiedliche Lebenserfahrungen zurückzuführen sein, aber auch auf evolutionäre Unterschiede. Sollte sich die zweite Alternative als zutreffend erweisen, so argumentieren die Autoren, würde dies viel über die Evolution der Intelligenz aussagen.

„Die Evolution führt nicht dazu, dass Tiere immer komplexere Entscheidungsprozesse entwickeln“, sagt Co-Seniorautor Dr. Alex Jordan, unabhängiger Gruppenleiter am MPI-AB. „Vielmehr verbessern sie ihre Anpassung an die Umgebungen und Herausforderungen, denen sie gegenüberstehen. Das bedeutet: Wenn einfache Lösungen funktionieren, müssen sie nicht durch kompliziertere Regeln ersetzt werden. Hier haben wir zwei Lösungen, die aus unterschiedlichen Gründen zu funktionieren scheinen. Die eine berücksichtigt vor der Entscheidung einen breiten Kontext, während sich die andere schnell auf das Wesentliche konzentriert. Sie gehen von denselben Fähigkeiten aus, doch es scheint, als habe die Evolution die Entscheidungsregel so verändert, dass ähnliche Probleme auf unterschiedliche Weise gelöst werden.“ Warum das so sein könnte und welche Vorteile die jeweilige Strategie bietet, bleibt laut den Autoren eine Frage für zukünftige Forschungsarbeiten.

Die Arbeit zeigt zudem, dass anspruchsvolle kognitive Experimente, die ursprünglich für die Humanpsychologie entwickelt wurden, auch an Wildtieren in ihrer natürlichen Umgebung durchgeführt werden können. Anstatt in Gefangenschaft lebende Tiere auf künstliche Aufgaben zu trainieren, nutzten die Forscher ein Verhalten, das die Fische täglich ganz natürlich zeigen: die Reinigung ihrer Nester.

Die Autoren hoffen, dass die Studie eine engere Verbindung zwischen Psychologie, Evolutionsbiologie und Tierkognition fördert, indem natürliche Systeme genutzt werden, um nicht nur zu verstehen, ob Tiere denken, sondern auch, wie sie dies tun.

Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie

Originalpublikation:

M. Tomasek et al.: Decision rules diverge between sympatric Featherfin cichlids despite shared preferences, ecology, and evolutionary history, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (33) e2620602123, https://doi.org/10.1073/pnas.2620602123 (2026).

Warum Weberknechte im Dunkeln leuchten

Fri, 14 Aug 2026 11:43:40 +0200

Im dichten Regenwald Perus zeigen Weberknechte ein auffälliges Naturphänomen: Sie leuchten. Ein Forschungsteam der Hochschule München (HM), der Staatlichen Naturwissenschaftlichen Sammlungen Bayerns (SNSB) und der LMU München hat bei nächtlichen Exkursionen mehrere Weberknechtarten entdeckt, deren Rücken bei schwachem Licht bläulich-grün fluoresziert. Die Ergebnisse liefern Hinweise darauf, dass das Leuchten den Tieren bei der Arterkennung helfen könnte.

Lichtverhältnisse im Regenwald untersucht

Einen zentralen Beitrag zur Studie leistete HM-Professorin Martina Schwager. Sie untersuchte mit Fluoreszenzspektroskopie, wie Licht mit den Körperstrukturen der Weberknechte wechselwirkt. Bei diesem analytischen Verfahren der Lichtmikroskopie wird vereinfacht gesagt gemessen, welches Licht eine Struktur zum Fluoreszieren bringt und welches Licht sie anschließend abgibt. Dafür analysierte Schwager zuerst die natürlichen Lichtverhältnisse im Lebensraum der Tiere – also Mond- und Dämmerungslicht unter den spezifischen Bedingungen des tropischen Regenwalds nahe dem Äquator. Anschließend untersuchte sie, welche Anteile dieses Lichts die Fluoreszenz der charakteristischen Rückenmuster auslösen.

Optimal an den Lebensraum angepasst

Die Ergebnisse zeigen: Genau die Lichtanteile, die im Regenwald vorkommen, regen das Leuchten der Weberknechte besonders effektiv an. Die Tiere sind vor allem in der Dämmerung und nachts aktiv. Darüber hinaus konnte Schwager nachweisen, dass der mehrschichtige Aufbau des Rückens die Fluoreszenz verstärkt, ähnlich wie bei technischen optischen Materialien. Weitere Untersuchungen legen nahe, dass das Leuchten für die Weberknechte selbst gut sichtbar ist.

Kommunikation im Dunkeln

Das Forschungsteam vermutet, dass die fluoreszierenden Muster eine wichtige biologische Funktion erfüllen. Weberknechte könnten sich damit auch bei schlechten Lichtverhältnissen erkennen – ein entscheidender Vorteil für die Partnersuche, da die Tiere vor allem in der Dämmerung und nachts aktiv sind.

Das Phänomen der Biofluoreszenz ist im Tierreich weit verbreitet, seine Funktion jedoch oft ungeklärt. Die aktuelle Studie liefert nun konkrete Hinweise darauf, wie solche Signale zur Kommunikation innerhalb einer Art beitragen können.

Hochschule München

Originalpublikation:

Friedrich, S., Schwager, M., Heß, M., Glaw, F. & Lehmann, T. Evidence for fluorescence-supported species recognition in syntopic harvestmen. Sci Rep 16, 2631 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36335-2

Europas Gipfel erwärmen sich – die Vegetation reagiert überraschend unterschiedlich

Fri, 14 Aug 2026 11:36:23 +0200

Jahrzehnte des Klimawandels sind auch an Europas Gebirgsvegetation nicht spurlos vorübergegangen. Die beobachteten Veränderungen entsprechen allerdings nicht immer den Erwartungen. Wie eine neue internationale Studie eines Forschungsteams unter der Leitung von Forschenden der Universität Wien, der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der Universität für Bodenkultur zeigt, hat sich alpine Vegetation deutlich in Richtung wärmeliebender Arten entwickelt. Der direkte Zusammenhang zwischen dieser sogenannten Thermophilisierung und der lokalen Erwärmung ist jedoch überraschend schwach. Die Studie ist aktuell im renommierten Fachmagazin Nature Ecology and Evolution erschienen.

Für die Studie analysierte das internationale Forschungsteam Daten von 724 Dauerbeobachtungsflächen auf 53 Gipfeln, verteilt über alle wichtigen europäischen Gebirgsregionen. Diese Flächen wurden über 21 Jahre hinweg insgesamt viermal im Rahmen des globalen Monitoringnetzwerks GLORIA, dem bislang umfassendsten Monitoringprogramm zu den Auswirkungen des Klimawandels auf die Vegetation von Berggipfeln, untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass wärmeliebende Pflanzenarten heute vielerorts häufiger vorkommen als noch zu Beginn der Untersuchungen. Gleichzeitig stiegen die Temperaturen auf den untersuchten Gipfeln an. Überraschenderweise ließ sich aber das Ausmaß der Thermophilisierung einer Beobachtungsfläche nur schlecht durch die dort gemessene Erwärmung erklären.

"Unsere Daten belegen eindeutig, dass sich die Vegetation auf europäischen Berggipfeln verändert und wärmeliebende Arten an Bedeutung gewinnen", erklärt der Biodiversitätsforscher Johannes Hausharter von der Universität Wien, Erstautor der Studie. "Doch die Geschwindigkeit dieser Veränderungen hängt offensichtlich nicht allein von den steigenden Temperaturen ab." Die Studie liefert damit neue Einblicke in die komplexen Mechanismen, die den Wandel alpiner Vegetation steuern, und zeigt, dass die Folgen des Klimawandels selbst in sensiblen Ökosystemen, wie jener der europäischen Hochgebirge differenzierter sind als bislang oft angenommen.

Lokale Bedingungen überlagern den Effekt des Klimas

Die Forschenden verglichen die beobachteten Vegetationsveränderungen mit einer ganzen Serie unterschiedlicher Kennwerte des Temperaturklimas aus unterschiedlichen Datenquellen. Trotz dieses außergewöhnlich umfangreichen Datensatzes blieb der Zusammenhang zwischen Temperaturanstieg und Vegetationsveränderung auf lokaler Ebene begrenzt. Als besonders wichtig erwies sich die Einbettung der Beobachtungsflächen in die Umgebungsvegetation. "Wie die alpine Vegetation auf den Klimawandel reagiert, hängt nicht nur davon ab, um wieviel Grad es wärmer wird, sondern auch davon, ob bereits andere wärmeliebende Arten vorhanden sind", sagt Projektleiter Stefan Dullinger von der Universität Wien.

Klimawandel bleibt der übergeordnete Treiber

Trotz der komplexen lokalen Dynamik betonen die Forschenden, dass der Klimawandel die wesentliche Ursache der beobachteten Veränderung ist. Das wird klar, wenn die Daten der einzelnen Beobachtungsflächen aggregiert werden. "Fasst man die Daten auf einem größeren räumlichen Maßstab zusammen, dann sieht man deutlich: in Gebirgen, die sich stärker erwärmt haben, zeigt die Gipfelvegetation im Durchschnitt auch eine stärkere Thermophilisierung" erläutert Hausharter, "sprich: mehr Erwärmung bedeutet tendenziell mehr wärmeliebende Arten, aber im Einzelnen reagiert jeder Gipfel etwas anders".

Langfristiges Monitoring bleibt unverzichtbar

Nach Ansicht des Forschungsteams unterstreichen die Ergebnisse den hohen Wert langfristiger Monitoringprogramme. Voraussagen für einzelne Berggipfel oder andere Landschaften sind für einen effizienten Naturschutz von großer Bedeutung, erfordern jedoch ein besseres Verständnis des Zusammenwirkens von Klimawandel und weiteren Einflussfaktoren auf Basis langfristiger und breit angelegter Datenerhebung.

"Langfristige Monitoringprogramme liefern unverzichtbare Einblicke für das Verständnis alpiner Ökosysteme und ihrer Vegetation", betont Harald Pauli, Leiter des GLORIA-Netzwerks an der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der BOKU: "Um die Zukunft der Biodiversität in den europäischen Hochgebirgen besser vorhersagen zu können, müssen wir diese Programme fortsetzen und auch inhaltlich ausbauen, damit die verschiedenen, oft miteinander wechselwirkenden Einflussfaktoren besser erfasst werden können."

Universität Wien

Originalpublikation:

Johannes Hausharter, et al.: Widespread thermophilization but weak link to climate warming in Europe’s summit plant communities. Nature Ecology & Evolution, 2026. DOI: https://www.nature.com/articles/s41559-026-03150-x

Organe altern unterschiedlich schnell - ein Bluttest verrät, welche

Fri, 14 Aug 2026 11:25:16 +0200

Das Geburtsdatum im Ausweis lässt einen oft stutzen - manche Menschen wirken um viele Jahre jünger, andere deutlich älter, als sie sind. Doch warum ist das so, und was geschieht dabei im Körper? Altert eine Leber anders als ein Gehirn? Und lässt sich die Lücke zwischen dem Alter im Reisepass und dem biologischen Alter einzelner Organe messen?

Eine neue Studie unter der Leitung des CeMM und LBI-NetMed Principal Investigator André Rendeiro sowie der Co-Erstautor:innen Ernesto Abila, Iva Buljan und Yimin Zheng bringt uns der Beantwortung dieser Fragen einen großen Schritt näher. Durch die Kombination von Künstlicher Intelligenz mit einer der weltweit größten Sammlungen menschlicher Gewebebilder untersuchte das Team, wie sich die Architektur von Geweben im Laufe des Lebens verändert. Während frühere Studien vor allem molekulare Veränderungen wie DNA-Methylierung oder Genexpression analysierten, richtet sich der Blick hier auf die Struktur des Gewebes selbst.

Ein stilles Tagebuch der Zeit

Für ihre Arbeit nutzten die Forschenden Daten des Genotype-Tissue Expression Project (GTEx), das Proben von 40 verschiedenen Gewebearten wie Hirn, Herz, Lunge, Bauchspeicheldrüse, Haut und Darm von 983 Personen gesammelt hat. Aus diesen Proben entstanden hochauflösende digitale Bilder von Gewebeschnitten, die jeweils die mikroskopische Architektur des entsprechenden Organs sichtbar machen. Insgesamt wurden 25.712 Gewebeschnitte, zusammengesetzt aus rund 480 Millionen Einzelbildern, mithilfe modernster Bildanalysemodelle ausgewertet.
Dabei zeigte sich, dass die Architektur unserer Organe sich wie ein stiller Zeitzähler lesen lässt: Ohne dass die KI explizit darauf trainiert wurde, erwies sich das Alter als der wichtigste Faktor, der das Erscheinungsbild von Gewebe über alle 40 Gewebearten hinweg prägt. Auf dieser Grundlage entwickelten die Forschenden sogenannte „Gewebeuhren“ (engl. „tissue clocks“) – Vorhersagemodelle, die das biologische Alter einer Person anhand ihres Gewebes schätzen können, und zwar für jedes einzelne Organ.

Die Modelle erreichten einen durchschnittlichen Vorhersagefehler von lediglich 4,9 Jahren und waren bestehenden DNA-basierten Altersschätzungen überlegen, wenn es um die Erkennung gewebespezifischer krankhafter Veränderungen ging. Das vorhergesagte biologische Alter zeigte zudem starke Zusammenhänge mit bekannten Merkmalen des Alterns wie Telomerverkürzung, Gewebepathologien oder der Anzahl chronischer Erkrankungen.

„Unsere Gewebe tragen eine bemerkenswert detaillierte Aufzeichnung des Alterungsprozesses in sich“, sagt André Rendeiro, Principal Investigator am CeMM und korrespondierender Autor der Studie. „Durch die Kombination von Histologiebildern mit Künstlicher Intelligenz können wir Muster biologischer Alterung erkennen, die für das menschliche Auge unsichtbar sind, und beginnen zu verstehen, wie unterschiedlich sich Alterungsprozesse im Körper entfalten.“

Für jedes Organ ein anderer Zeitplan

Die Analyse zeigte, dass Altern nicht gleichmäßig verläuft. Einige Gewebe, darunter Lunge, Niere, Bauchspeicheldrüse und Nebenniere, zeigten bereits zwischen dem 20. und 40. Lebensjahr erste Anzeichen beschleunigter Alterung. Andere folgten komplexeren Verläufen, mit Phasen beschleunigter Alterung erst später im Leben. Besonders auffällige Veränderungen zeigte etwa die Gebärmutter rund um die Menopause. Die Forschenden fanden außerdem deutliche Zusammenhänge zwischen gewebespezifischer Alterung und Erkrankungen oder Lebensstilfaktoren: Nierenversagen ging etwa mit beschleunigten Alterungssignalen in mehreren Geweben einher, während sich Diabetes besonders ausgeprägt in der Bauchspeicheldrüse zeigte.

„Besonders auffällig ist, wie unterschiedlich einzelne Organe altern und wie sich das in ihrer Gewebearchitektur widerspiegelt“, sagt Ernesto Abila, Co-Erstautor der Studie. „Deep Learning ermöglicht es uns, diese räumlichen Muster zu lesen und Alterung als strukturellen Umbau des Gewebes zu erfassen – und nicht nur als molekulare Veränderungen.“ Während die „Gewebeuhren“ die normale Geschwindigkeit des Alterns in verschiedenen Organen abbildeten, identifizierten sie auch Ausreißer: Menschen, deren Gewebe schon deutliche strukturelle Veränderungen zeigte, die man erst in höherem Alter erwarten würde.

Gewebeproben erfordern jedoch invasive Eingriffe und lassen sich nicht immer gewinnen. Deshalb verknüpften die Forschenden Genexpressionsprofile aus Blutproben mit den histologisch bestimmten Altersabweichungen derselben Personen. Auf dieser Grundlage entwickelten sie Modelle, die das biologische Alter einzelner Gewebe allein aus Blutproben vorhersagen können. „Das ist ein konzeptioneller Sprung“, erklärt Co-Erstautorin Iva Buljan. „Wir nutzen die Sprache der Gewebealterung, die wir aus Bildern gelernt haben, und übersetzen sie in etwas, das aus einer gewöhnlichen Blutprobe abgelesen werden kann.“

Blutproben zeigen Alterungsmuster

Die blutbasierten Modelle konnten Alterungsmuster identifizieren, die mit verschiedenen Erkrankungen in Zusammenhang stehen, darunter Alzheimer, Morbus Crohn, Mukoviszidose, Vaskulitis, Diabetes und Schlaganfall. Bei Alzheimer wurde das stärkste Alterungssignal spezifisch im Gehirn beobachtet, während Morbus Crohn mit beschleunigter Alterung entlang des gesamten Magen-Darm-Trakts verbunden war.

„Diese Studie zeigt, dass Altern nicht einfach eine Frage des chronologischen Alters ist“, sagt Yimin Zheng, dritter Co-Erstautor der Studie. „Verschiedene Organe altern auf unterschiedliche Weise, und diese Prozesse scheinen sowohl von systemischen als auch von gewebespezifischen Faktoren geprägt zu sein.“ Die Ergebnisse legen nahe, dass die Gewebearchitektur viele der molekularen und physiologischen Veränderungen integriert, die mit Alterung und Krankheit verbunden sind. Künftig könnten solche Ansätze zu minimalinvasiven Diagnoseverfahren beitragen, die den Gesundheitszustand von Organen und das Fortschreiten von Krankheiten über Bluttests überwachen.

Die Studie verdeutlicht zudem das wachsende Potenzial Künstlicher Intelligenz in der Pathologie und Alternsforschung. Durch die Verknüpfung von Gewebebildgebung, Genexpression und klinischen Daten im großen Maßstab liefert die Arbeit einen umfassenden Einblick, wie sich Alterung im menschlichen Körper manifestiert.

CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

Originalpublikation:

Abila, E., Buljan, I., Zheng, Y. et al. Histological aging signatures for monitoring tissue-specific aging and disease. Nat Med (2026). doi.org/10.1038/s41591-026-04566-5

Photosynthese mit Dimmer-Funktion: Wie Algen ihre Lichtausbeute dynamisch regulieren

Fri, 14 Aug 2026 10:18:33 +0200

Die Studie kombiniert die Computerexpertise der Constructor University mit den experimentellen Fähigkeiten der Princeton University. Das bisher unbekannte Regulierungssystem könnte Auswirkungen auf klimaangepasste Landwirtschaft und pharmazeutische Forschung haben.

Die Studie konzentriert sich auf PC645, einen Proteinkomplex, der zur bemerkenswerten Fähigkeit von Cryptophyten-Algen beiträgt, effizient Photosynthese zu betreiben, indem sie spezialisierte lichtsammelnde Pigmente verwenden, die Energie aus dem schwachen, blaugrünen Unterwasserlicht einfangen können. Während der Photosynthese kann der pH-Wert im Inneren der Alge erheblich schwanken und beeinflussen, wie sie Lichtenergie verwaltet. Das Constructor-Princeton-Team fand heraus, dass bestimmte Pigmente innerhalb von PC645, sogenannte Mesobiliverdine (MBVs), als pH-empfindliche Regulatoren fungieren. Sie modulieren, wie effizient der Organismus Licht als Reaktion auf schwankende pH-Werte sammelt. Es ist eine neuartige Entdeckung, die faszinierende Implikationen haben könnte, wenn Wissenschaftler*innen ihren zugrunde liegenden Zweck bestimmen können.

„Wir haben zwar den Dimmer gefunden, aber wir wissen eigentlich noch nicht, wofür er da ist", erklärt Dr. Ulrich Kleinekathöfer, Professor für Theoretische Physik, der das Team der Constructor University leitete. „Wir wissen jetzt, dass es einen Mechanismus gibt, der dynamisch auf pH-Veränderungen reagiert, und wir haben einige Ideen und Annahmen über seinen Zweck, aber es werden weitere Untersuchungen erforderlich sein."

Die Forschung kombinierte die komplementäre und interdisziplinäre Expertise von Forschenden der Constructor University und aus Princeton. Die Computational Physics and Biophysics Group von Prof. Kleinekathöfer führte ausgefeilte Computersimulationen durch, um zu modellieren, wie sich die Pigmente bei verschiedenen pH-Werten verhalten. Ein Team von Forschenden an der Princeton University unter der Leitung von Professor Gregory Scholes – Chefredakteur des Journal of Physical Chemistry Letters und Fellow der Royal Society – führte experimentelle Messungen mittels Spektroskopie durch, um die computergestützten Vorhersagen erfolgreich zu validieren.

Die Zusammenarbeit ergab, dass die MBV-Pigmente bei schwankenden pH-Werten Veränderungen ihrer Schwingungseigenschaften durchlaufen, die ihre Energietransferraten um einen Faktor zwei bis drei verändern und im Wesentlichen den Dimmer ihrer Lichtsammeleffizienz herunterdrehen, wenn der pH-Wert steigt, und wieder hochdrehen, wenn er sinkt. Prof. Kleinekathöfers Computermodelle reproduzierten die experimentellen Beobachtungen quantitativ und zeigten eine Fluoreszenzlöschung von etwa 40-50 % bei hohem pH-Wert.

Die Forschung ergab auch, dass dieser pH-abhängige Regulierungsmechanismus möglicherweise über mehrere Arten photosynthetischer Proteine hinweg konserviert ist, was darauf hindeutet, dass er eine allgemeine Strategie darstellen könnte, die photosynthetische Organismen nutzen, um auf Umweltveränderungen zu reagieren. Das Team fand ähnliche strukturelle Merkmale in verwandten Proteinkomplexen, was darauf hindeutet, dass der Dimmer-Mechanismus weiter verbreitet sein könnte als ursprünglich angenommen.

„Wenn wir den Mechanismus verstehen und Wege finden, ihn zu modifizieren, könnte dies eines Tages in biomedizinischen oder pharmazeutischen Anwendungen verwendet werden, oder um beispielsweise Ernteerträge als Reaktion auf unser sich veränderndes Klima anzupassen", sagt Kleinekathöfer. „Menschen können gegenüber genetischen Modifikationen misstrauisch sein, weil sie Anpassungen sofort einführen können, für die die Natur normalerweise eine sehr lange Zeitspanne benötigen würde. Aber wir leben auch in einer Zeit, in der unser sich veränderndes Klima schnelle Veränderungen in unserer Umwelt verursacht. In der Lage zu sein, diese Art von Modifikationen und Anpassungen zu erleichtern, könnte ein hilfreiches oder sogar notwendiges Werkzeug sein, um auf die Art von großen Herausforderungen zu reagieren, denen wir aufgrund unseres sich verändernden Klimas begegnen."

Quantenbiologie: Leben auf Quantenebene

Die Studie bietet einen faszinierenden Einblick in die Quantenbiologie – ein relativ neues und intrinsisch interdisziplinäres Feld, das erforscht, wie Quantenphänomene in biologischen Systemen auftreten. „Als theoretischer Physiker ist es sehr lohnend zu sehen, wie Biologie, Chemie und Physik zusammenarbeiten, um uns neues Verständnis von und neue Perspektiven auf unsere natürliche Welt zu geben", sagt Prof. Kleinekathöfer. „Wenn wir wirklich mittendrin sind, können die Grenzen zwischen den Feldern vollständig verschwimmen, was es zu einem so aufregenden Forschungsbereich macht."

Prof. Kleinekathöfer und seine Forschungsgruppe Computational Physics and Biophysics an der Constructor University widmen sich der Förderung der Quantenbiologie. Zusätzlich zur Zusammenarbeit mit Princeton fungiert Prof. Kleinekathöfer als Hauptkoordinator von PhotoCaM, einem mit 2,6 Millionen Euro von der Europäischen Union geförderten Doktorand*innen-Ausbildungsnetzwerk, das sich auf Photosynthese und Quantenbiologie konzentriert.

Durch PhotoCaM helfen Prof. Kleinekathöfer und sein Netzwerk dabei, die nächste Generation von Computerwissenschaftler*innen auszubilden, die interdisziplinäre und komplexe Probleme wie Lichtsammlung auf molekularer Ebene erforschen können, und positionieren die Constructor University als führend in diesem aufstrebenden Feld.

Constructor University

Originalpublikation:

Sayan Maity, Yue Hu, Dongyu Lyu, Jingyun Wu, Coral O’Brien, Michael H. Hecht, Leah C. Spangler, Gregory D. Scholes, Ulrich Kleinekathöfer; pH-Dependent Vibrational Dynamics Drives Excited-State Quenching in the Phycobiliprotein Complex PC645. Journal American Chemical Society 15 July 2026; 148 (27): 29107–29123. https://doi.org/10.1021/jacs.6c07743

Zucker aus dem salzigen Ozean können bis weit in die Atmosphäre aufsteigen und spielen eine wichtige Rolle für das Klima

Fri, 14 Aug 2026 10:09:36 +0200

An der Studie unter Leitung des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (TROPOS) waren auch Forschende der Universität Köln, des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie, der Universität Oldenburg und der Universität Bremen beteiligt. Sie ist Teil des Transregios 172 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), der seit 2016 unter Leitung der Universität Leipzig die Klimaveränderungen in der Arktis untersucht.

Die zentrale Arktis ist ein Ozean, der im Winter mit Meereis bedeckt ist und im Sommer mit immer mehr offenen Wasserflächen. Entsprechend spielen Partikel aus Meeresgischt-Aerosol (SSA) eine Schlüsselrolle für das Klima hier, weil sie eine wichtige Quelle für die Wolkenbildung in dieser Region sind. Mit der zunehmenden Erwärmung und dem zurückgehenden Meereis wird die Bedeutung dieser Partikel aus dem Meer noch weiter steigen. Diese Partikel gelangen durch brechende Wellen und platzenden Luftblasen aus dem Meerwasser in die Luft darüber. Unter bestimmten meteorologischen Bedingungen können diese Partikel weiter in der Atmosphäre aufsteigen. Sie bestehen aus anorganischen Meersalz-Ionen wie Natrium und Chlorid zusammen mit organischem Material, das aus dem Oberflächenfilm und dem darunter liegenden Meerwasser stammt. Zum organischen Material gehören auch marine Kohlenhydrate. Die meisten dieser zuckerartigen Verbindungen sind komplexe, stark verzweigte Polysaccharide, die von Algen und Bakterien gebildet und freigesetzt werden. 2025 lieferte eine TROPOS-Studie mit Labor- und Felddaten Hinweise darauf, dass die Eiskeimbildungsaktivität von Meeresgischt-Partikeln wesentlich durch die enthaltenen Polysaccharide beeinflusst wird. Modellsimulationen zeigten, dass die Eiskeimbildungsaktivität mariner Mehrfachzucker insbesondere im Temperaturbereich zwischen -20 und -15 °C in abgelegenen Ozeanregionen von Bedeutung ist, in denen der Beitrag terrestrischer Eiskeimpartikel minimal ist oder ganz fehlt. Eiskeimende Aerosolpartikel fördern die Eisbildung in Wolken und beeinflussen damit deren Strahlungseigenschaften und die Niederschlagsbildung.

Obwohl die Bedeutung dieser Zucker aus dem Meerwasser in der Forschung inzwischen anerkannt ist, fehlt es bisher noch an Messungen, die die Verbreitung in den höheren Lagen der Atmosphäre tatsächlich belegen. Neben Schiffsmessungen auf Meereshöhe gab es bisher nur wenige Messungen auf Berggipfeln und vertikal-aufgelöste Messungen mit mobilen Plattformen fehlten bisher ganz. Dadurch blieb unklar, wie groß der Einfluss der marinen Zucker auf die Atmosphäre tatsächlich ist. Diese Lücke haben nun deutsche Polarforschende geschlossen: Im Herbst 2021 und Frühjahr 2022 nahmen sie Luftproben in Höhen von 300 bis 1000 Meter bei Ny-Ålesund auf Spitzbergen, der nördlichsten dauerhaft bewohnten Siedlung der Erde. Die Filterproben wurden später in den Laboren des TROPOS zusammen mit Proben aus dem Meereswasser und Oberflächenfilm des Ozeans des Kongsfjorden bei Ny-Ålesund analysiert. Die Kombination der Aerosolmessungen am Boden und in verschiedenen Höhen mit den Wasserproben aus dem Kongsfjorden hat uns erstmals ermöglicht, den Transport mariner Zucker vom Ozean in die Atmosphäre direkt nachzuvollziehen“, erläutert Dr. Manuela van Pinxteren vom TROPOS, die gemeinsam mit Dr. Sebastian Zeppenfeld die Aerosol- und Wassermessungen der Expedition verantwortete. Die Luftproben sammelte der Fesselballon BELUGA vom TROPOS. Im Juli 2020 war der 12 Meter lange und 90 Kubikmeter große Helium-Ballon bereits bei der MOSAiC-Expedition zu Einsatz gekommen, bei der der deutsche Forschungseisbrecher Polarstern des Alfred-Wegener-Instituts ein Jahr lang durch die zentrale Arktis driftete.

Darüber hinaus deuten aktuelle Labor- und Feldbeobachtungen darauf hin, dass es in der Atmosphäre zu einer molekularen Umwandlung oder einer zusätzlichen Bildung dieser Zucker kommt, die durch chemische and biologische Aktivitäten in der Atmosphäre ausgelöst wird. „Unter sehr feuchten Bedingungen, insbesondere bei Wolken mit Niederschlag, wurde konnten wir auch hier die Bildung dieser Zucker direkt in der Atmosphäre beobachten, die möglicherweise mit dem Stoffwechsel von Mikroorganismen in der Luft zusammenhängt. Das sind erste Hinweise, dass die Zucker in der Atmosphäre nicht nur aus dem Meer stammen, sondern auch durch biologische Prozesse in den Wolken selber entstehen könnten. Zusammen mit dem Nachweis ihres vertikalen Transports zeigt das, dass marine organische Stoffe eine deutlich dynamischere Rolle im Klimasystem der Arktis spielen als bisher angenommen. Die Atmosphäre ist also viel lebendiger als wir lange dachten“, schlussfolgert Dr. Sebastian Zeppenfeld vom TROPOS.
Die Tatsache, dass diese Zucker in für die Wolkenbildung relevante Höhen transportiert werden, hat Auswirkungen auf die Wolkenmikrophysik. Und mit der Erwärmung der Arktis und dem Rückgang des Meereises wird die Bedeutung der Zucker aus dem Meer noch weiter steigen. Da es aus der Antarktis bisher noch keine vergleichbaren Messungen gibt, will das BELUGA-Team die Polarstern-Expeditionen 2028 im Rahmen von Antarctica-Insync nutzen, um auch Daten aus dem Südpolarmeer zu sammeln. Wolken und Wolkenwasser sind auch Teil der Begleitausstellung zum Panorama „Antarktis“ des Künstlers Yadegar Asisi im Leipziger Panometer, die TROPOS wissenschaftlich beraten und dafür ein Exponat beigesteuert hat. Am 19.09.2026 gibt es dazu dort eine Sonderführung „Zwischen Eis und Himmel – Das Geheimnis der antarktischen Wolken“.

Leibniz-Institut für Troposphärenforschung

Originalpublikation:

Zeppenfeld, S., Schaefer, J., Pilz, C., Ebell, K., Zeising, M., Stratmann, F., Siebert, H., Wehner, B., Wietz, M., Bracher, A., and van Pinxteren, M.: Marine carbohydrates and other sea spray aerosol constituents across altitudes in the lower troposphere of Ny-Ålesund, Svalbard, Atmos. Chem. Phys., 26, 7235–7260, https://doi.org/10.5194/acp-26-7235-2026

Mehrheit will weiterhin konsequenten Klimaschutz, aber die Zustimmung nimmt ab

Thu, 13 Aug 2026 11:19:04 +0200

In Deutschland gibt es weiterhin eine Mehrheit für einen konsequenten Klimaschutz und die Energie-, Verkehrs- und Wärmewende. 54 Prozent fordern mehr staatliche Investitionen in Klimaschutz als bisher und etwa 56 Prozent verlangen weitere Maßnahmen in der Energie-, Verkehrs- und Wärmewende. Allerdings ist die Besorgnis über den Klimawandel gesunken und auch die Zustimmung zu vielen Bereichen der Nachhaltigkeitstransformation wird brüchiger. Dies zeigt sich zum Beispiel bei der Energiewende: Vor fünf Jahren lag die Zustimmung noch bei 69 Prozent, vor drei Jahren waren es immerhin noch 65 Prozent, heute sind es 60 Prozent.

Sorge vor Auswirkungen der Klimapolitik auf die eigene finanzielle Situation

Ein wichtiger Grund für den schwächer werdenden Rückhalt für den Klimaschutz ist der Blick auf die wirtschaftliche Situation. Groß ist die Sorge vor den persönlichen finanziellen Auswirkungen in den nächsten fünf Jahren (53 Prozent). 39 Prozent der Bevölkerung fürchten vor dem Hintergrund der aktuellen Klimapolitik gesamtwirtschaftliche Wohlstandsverluste.

Viele Menschen halten den Umstieg privater Haushalte auf klimafreundliche Technologien ohne staatliche Unterstützung für nicht machbar (79 Prozent). 41 Prozent derjenigen, für die ein klimaneutrales Heizsystem wie eine Wärmepumpe nicht infrage kommt, geben finanzielle Gründe als Hindernis an. Bei der energetischen Gebäudesanierung sind es 52 Prozent. Weitere 26 Prozent sehen keine Möglichkeit, sich in Zukunft umweltfreundlicher fortzubewegen. „Die Akzeptanz für Klimaschutzmaßnahmen hängt auch davon ab, dass die Bürger:innen sie als praktisch umsetzbar, wirtschaftlich sinnvoll und gerecht wahrnehmen. Daher brauchen wir eine Klimapolitik, die bezahlbare Alternativen, verlässliche Infrastruktur und Versorgungssicherheit bietet, gezielt fördert sowie die Lasten fair verteilt“, sagt Anne Meisiek, Studienautorin der Bertelsmann Stiftung.

Für die Mehrheit der Befragten schließen sich Wirtschaftswachstum und Klimaschutz keinesfalls gegenseitig aus. 52 Prozent werten beide als relativ gleichrangige Ziele. Bereits jetzt sehen 44 Prozent Investitionen in Klimaschutz als Chance für die Wirtschaft – fast doppelt so viele wie diejenigen, die diesen Zusammenhang derzeit noch nicht erkennen (23 Prozent). „Die durchaus berechtigten Sorgen vor wirtschaftlichen Nachteilen und persönlicher Belastung sind ein Einfallstor für politische Erzählungen, die ambitionierten Klimaschutz ausbremsen wollen. Wer die Transformation jedoch als Sündenbock für wirtschaftliche Sorgen erscheinen lässt, vergibt nicht nur eine Chance – er verstärkt Zweifel an einem Wandel, der auf Zukunftsfähigkeit abzielt“, warnt Jean-Henri Huttarsch, Studienautor des RIFS.

Geringes Vertrauen in die Klimapolitik der Bundesregierung

Neben der befürchteten wirtschaftlichen Belastung erweist sich als echtes Handicap auch die Unfähigkeit, die Klimapolitik zu vermitteln. So erklären 56 Prozent der Bevölkerung, die Energiewende-Politik sei tendenziell unverständlich, 63 Prozent empfinden sie als bürgerfern. Das Vertrauen in die Klimapolitik der Bundesregierung ist dementsprechend gering. 55 Prozent geben an, ihnen fehle das Vertrauen, dass die Bundesregierung bei der Gestaltung des nachhaltigen Wandels im Interesse der Allgemeinheit handele. „Die Zustimmung zu den Klimaschutzzielen ist eine notwendige, aber keine hinreichende Voraussetzung für den Erfolg der Transformation. Dauerhaft tragfähiger Klimaschutz gelingt nur, wenn politische Entscheidungen wissenschaftlich fundiert und Menschen glaubwürdig einbezogen werden. Andernfalls gerät selbst ein bestehendes gesellschaftliches Mandat für den Klimaschutz ins Wanken“, resümiert Benita Ebersbach, Studienautorin des RIFS.

Dies zeigt sich beispielhaft beim Sondervermögen für Infrastruktur in Klimaneutralität: Rund 85 Prozent der Bevölkerung fühlen sich schlecht informiert. Menschen, die sich nicht ausreichend informiert fühlen oder der Bundesregierung wenig Vertrauen entgegenbringen, bewerten die politischen Ziele des Sondervermögens kritischer. „Gerade bei komplexen Vorhaben wie der Investition der Mittel aus dem Sondervermögen kommt es nicht nur darauf an, Ziele und Maßnahmen nachvollziehbar zu vermitteln. Entscheidend ist vielmehr das Vertrauen darin, dass die bereitgestellten Mittel transparent, zweckgerecht und wirksam eingesetzt werden. Verlässlichkeit und Nachvollziehbarkeit bilden hierfür die entscheidende Grundlage“, sagt Luisa Schulze Marquarding, Studienautorin der Bertelsmann Stiftung.

Skepsis, aber keine fundamentale Abwehrhaltung

Die positive Nachricht ist, dass die in den vergangenen Jahren zurückgehende Unterstützung keineswegs gleichzusetzen ist mit einer fundamentalen Abwehrhaltung. 78 Prozent der Befragten unterstützen einen höheren Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromgewinnung, auch der Ausbau von Windenergie vor Ort wird mehrheitlich befürwortet. Rund ein Drittel der Gegner:innen von Windrädern könnte sich durch die Möglichkeit zur finanziellen Beteiligung am Ertrag aus Windstrom umstimmen. Eine deutliche Mehrheit von etwa 59 Prozent sagt, es müsse jetzt in Klimaschutz investiert werden, um langfristig die Kosten zu senken.

Forschungsinstitut für Nachhaltigkeit Helmholtz-Zentrum Potsdam

Originalpublikation:

Ebersbach, B., Huttarsch, J.-H., Körfer, M., Meisiek, A., & Schulze Marquarding, L.(2026). Soziales Nachhaltigkeitsbarometer der Transformation: Jahresbericht 2026. Gütersloh: Bertelsmann Stiftung.
PDF und interaktives Tool: https://www.soziales-nachhaltigkeitsbarometer.de/

Natürliches Bioplastik ist Nahrung für Tiere

Thu, 13 Aug 2026 11:06:18 +0200

Bisher nahm man an, dass nur die Mikroorganismen selbst diese Speicherstoffe wieder abbauen können. Forschende am Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie in Bremen zeigen nun: Auch Tiere besitzen dafür die nötigen Werkzeuge. In einer neuen Studie beschreiben sie Enzyme, mit denen Tiere – von Meereswürmern und Seesternen bis hin zu Landbewohnern wie Regenwürmern – mikrobielle PHAs zerlegen können. Über diesen bislang übersehenen Weg kann also Kohlenstoff von Mikroorganismen in tierische Nahrungsketten gelangen.
Wurm mit Untermietern

Die Entdeckung begann mit einem ungewöhnlichen Meereswurm namens Olavius algarvensis. Dieser kleine Wurm hat weder Mund noch Darm. Stattdessen lebt er von verschiedenen Bakterien, die direkt unter seiner Haut sitzen. Der Wurm „züchtet“ diese symbiontischen Untermieter gewissermaßen in seinem Körper – und verdaut sie, wenn er Nahrung braucht. „Einer der bakteriellen Symbionten des Wurms speichert enorme Mengen Kohlenstoff in Form von PHA“, sagt Nicole Dubilier, Direktorin am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie und Autorin der Studie. „Wir wollten wissen, ob der Wurm einen Weg gefunden hat, diese energiereiche Reserve zu nutzen.“

Die Antwort lautet: Ja. Das Team fand im Wurm ein Enzym, das mikrobielle PHAs in kleine Bausteine zerlegt. Diese Moleküle können die Tiere anschließend nutzen. Hochauflösende Aufnahmen zeigten zudem, dass das Enzym genau dort gebildet wird, wo der Wurm seine Symbionten verdaut. Das lässt vermuten, dass der Wurm das von seinen Symbionten produzierte PHA nutzen kann.

Verwandte Enzyme in anderen Tieren

Die Forschenden suchten dann in Genomdaten aus dem gesamten Tierreich nach ähnlichen Enzymen – und wurden überraschend oft fündig. Sie entdeckten verwandte Enzyme in mehr als 66 Tierarten aus neun verschiedenen Tierstämmen. Laborexperimente bestätigten, dass auch Enzyme aus sehr weit entfernten Tiergruppen, darunter ein Schwamm, ein Regenwurm und ein Springschwanz, mikrobielle PHAs abbauen können. „Das war die eigentliche Überraschung“, sagt Erstautorin Caroline Zeidler vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie. „Es begann mit einem einzelnen Meereswurm und fand sich dann in ganz unterschiedlichen Tieren.“

Mikrobielle PHAs kommen weltweit in Böden, Sedimenten und Gewässern vor. Sie werden von Mikroorganismen gebildet, wenn sie überschüssigen Kohlenstoff für eine spätere Nutzung speichern. Sie gehören zu den wenigen natürlich vorkommenden Kunststoffen, die vollständig biologisch abbaubar sind. Da PHAs zunehmend als nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen hergestellt werden, ist es wichtig, ihren natürlichen Abbau zu erforschen und zu verstehen.

Die Studie von Dubilier und ihrem Team lässt vermuten, dass Tiere neben Mikroorganismen am Abbau dieser natürlichen Biokunststoffe beteiligt sein könnten. Vor allem aber zeigt sie, dass Tiere auf eine mikrobielle Kohlenstoffreserve zugreifen können, von der man bisher dachte, dass sie nicht nutzbar sei.„Unsere Ergebnisse zeigen, dass diese mikrobiellen Speicherstoffe nicht nur Nahrung für Mikroben sind“, sagt Autorin Maggie Sogin, die einen Großteil der Studie am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie durchgeführt hat und inzwischen als Assistenzprofessorin an der University of California, Merced, tätig ist. „Bioplastik kann auch Nahrung für Tiere sein, wahrscheinlich schon seit Hunderten von Millionen Jahren, und wir entdecken das erst jetzt.“

Noch ist offen, wie stark dieser Prozess in der Natur zum Kohlenstoffkreislauf beiträgt. Die Entdeckung liefert aber neue Einblicke in das Zusammenspiel von Mikroorganismen und Tieren – und zeigt einmal mehr, dass ungewöhnliche Organismen völlig unerwartete biologische Fähigkeiten ans Licht bringen können.

PHA-Bioplastik

PHAs sind nicht nur mikrobielle Speicherstoffe, sondern werden auch zur Herstellung biologisch abbaubarer Kunststoffe genutzt. In der industriellen Produktion werden Bakterien in großen Fermentern kultiviert und mit Zucker, Stärke oder Pflanzenölen gefüttert. Unter geeigneten Bedingungen speichern sie große Mengen PHA, das anschließend zu kunststoffähnlichen Materialien verarbeitet werden kann.

PHA-Kunststoffe sind formbar, relativ wasserabweisend und vielfältig einsetzbar. Sie werden unter anderem für Lebensmittelverpackungen und Hygieneprodukte benutzt. In der Landwirtschaft können Düngemittel in PHA-Kügelchen eingeschlossen werden, die ihren Inhalt beim Abbau des Plastiks langsam freisetzen. Die Medizin nutzt PHAs für Wundverbände, Systeme zur Medikamentenfreisetzung und als resorbierbare Implantate oder Nähte, die sich im Körper allmählich auflösen.

Besonders interessant ist der biologische Kreislauf der PHAs: Sie werden von Mikroorganismen hergestellt und können auch biologisch wieder abgebaut werden. Trotz dieser Vorteile machen PHAs bislang nur einen kleinen Teil des weltweiten Biokunststoffmarkts aus. Mit der steigenden Nachfrage nach biologisch abbaubaren und biobasierten Materialien sowie dem Ausbau globaler Produktionskapazitäten könnte sich das in den kommenden Jahren ändern.

Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie

Originalpublikation:

Caroline Zeidler, et al.: Animal degradation of microbial storage polyhydroxyalkanoates. Nature Ecology & Evolution; 13 August 2026, DOI: 10.1038/s41559-026-03153-8

Genetische Faktoren veranlassen männliche Rotrückenspinnen zum „Salto“ bei der Paarung

Thu, 13 Aug 2026 10:46:45 +0200

Bei vielen Spinnenarten kann die Paarung für die Männchen tödlich enden. Denn während oder unmittelbar nach der Kopulation versuchen die Weibchen, ihre Partner zu fressen. Im Laufe der Evolution haben Männchen daher unterschiedliche Strategien entwickelt, um die Paarung zu überleben oder ihre Fortpflanzungschancen zu erhöhen.

Eine besonders ungewöhnliche Strategie zeigt die australische Rotrückenspinne (Latrodectus hasselti), die auch oft als „Schwarze Witwe“ bezeichnet wird. Während der Kopulation vollführt das Männchen einen Rückwärtssalto und bewegt dabei seinen Hinterleib gezielt in Richtung der Giftzähne des Weibchens. Gleichzeitig verengt sich sein Hinterleib während der Paarung stark und soll die Folgen des Bisses minimieren. Männchen, die die erste Begattung überleben und sich ein zweites Mal mit dem Weibchen paaren, können ihr Sperma in beide Samentaschen abgeben und so alle Eier des Weibchens befruchten.

Überraschenderweise fehlen diese männlichen Verhaltensweisen bei der mit der Rotrückenspinne eng verwandten neuseeländischen Spinnenart Latrodectus katipo. Diese Weibchen zeigen keinen sexuellen Kannibalismus. „Da sich die beiden Arten erst vor etwa 100.000 Jahren voneinander getrennt haben, bietet ihr unterschiedliches Paarungsverhalten eine Möglichkeit, die genetischen Grundlagen dieser Verhaltensmuster zu untersuchen“, sagt Kardelen Özgün Uludağ, Doktorandin am Fachbereich Biologie der Universität Hamburg und Erstautorin der Studie.

Kreuzungsexperimente geben Aufschluss über die Vererbung

Um herauszufinden, wie die unterschiedlichen Paarungsverhalten genetisch vererbt werden, kreuzten die Forschenden der Universität Hamburg zusammen mit Forschenden der Universitäten Trier und Rostock zunächst Weibchen von L. katipo mit Männchen von L. hasselti. Die daraus hervorgegangenen Hybrid-Weibchen wurden anschließend erneut mit Männchen einer der beiden Arten gekreuzt. So entstanden Männchen mit unterschiedlichen Kombinationen des Erbguts beider Arten.

Diese Hybrid-Männchen paarten die Forschenden anschließend mit L. katipo-Weibchen. Auf diese Weise konnten sie untersuchen, ob die Männchen den Salto sowie die Verengung des Hinterleibes zeigten.

„Fast die Hälfte der Männchen der dritten Generation vollführte ebenfalls Saltos, zeigte aber keine Verengung des Hinterleibs“, sagt Dr. Jutta Schneider, Professorin am Fachbereich Biologie und Co-Autorin der Studie. „Die Ergebnisse sprechen dafür, dass die beiden Merkmale genetisch weitgehend unabhängig voneinander vererbt werden. Die für die Verhaltensweisen verantwortlichen genetischen Faktoren könnten daher entweder auf unterschiedlichen Chromosomen liegen oder auf demselben Chromosom so weit voneinander entfernt sein, dass sie bei der Vererbung häufig voneinander getrennt werden.“

Die Studie zeigt damit, dass selbst komplex erscheinende Verhaltensweisen wie der Salto auf einer vergleichsweise einfachen genetischen Grundlage beruhen können. Welche konkreten Gene an der Ausprägung der Merkmale beteiligt sind und wie sich diese im Verlauf der Evolution entwickelt haben, untersuchen die Forschenden derzeit in weiteren Studien.

Universität Hamburg

Originalpublikation:

Kardelen Özgün Uludağ, Vladislav Ivanov, Henrik Krehenwinkel, Jutta M. Schneider; Crossing experiments suggest a simple genetic basis of complex male self-sacrifice phenotypes in widow spiders. Biol. Lett. 1 August 2026; 22 (8): 20260211. https://doi.org/10.1098/rsbl.2026.0211

Die Qualitätskontrolle von Transmembranproteinen beginnt am Ribosom

Thu, 13 Aug 2026 10:40:21 +0200

Forschende des Center for Molecular Medicine Cologne und des Exzellenzclusters für Alternsforschung CECAD haben in einer biomedizinischen Untersuchung gezeigt, dass Ribosomen beim Aufbau großer, membranüberspannender Proteine vor einer ungewöhnlich großen Herausforderung stehen. Wenn die Proteinsynthese fehlschlägt, rekrutieren Ribosomen Faktoren der Qualitätskontrolle, um die dabei entstehenden defekten Proteine zu beseitigen. Diese Erkenntnisse werfen ein neues Licht auf die physiologischen Funktionen der Proteinqualitätskontrolle am Ribosom.

Proteine sind molekulare Maschinen, die nahezu alle zellulären Prozesse steuern und ausführen. Eine typische menschliche Zelle synthetisiert über 10.000 verschiedene Proteine; etwa ein Viertel davon sind Transmembranproteine, welche entscheidende zelluläre Prozesse ausführen, darunter Signaltransduktion, Zelladhäsion und den Transport verschiedener Moleküle in die Zelle und aus ihr heraus. Zellen setzen Tausende von Faktoren zur Qualitätskontrolle von Proteinen ein, um Proteine in der richtigen Form aufzubauen und zu erhalten sowie defekte Proteinvarianten zu eliminieren, da letztere dazu neigen, potenziell toxische Aggregate zu bilden – ein Merkmal vieler neurodegenerativer Erkrankungen.

Die sogenannte ribosomenassoziierte Proteinqualitätskontrolle (ribosome-associated quality control – RQC) spielt eine entscheidende Rolle dabei, Proteine gesund zu halten und ihre Funktionen zu gewährleisten. RQC wird aktiviert, wenn Ribosomen während der Übersetzung von Boten-RNA (mRNA) in Aminosäureketten ins Stocken geraten. Die dann entstehenden verkürzten Proteine sind oft dysfunktional. Sie hat daher die Aufgabe, die unvollständigen Proteine zu markieren und aus dem Kreislauf zu entfernen. Versagt diese wichtige Qualitätskontrolle, können sich potentiell toxische Proteine ansammeln. „Eine Störung der RQC führt zu Neurodegeneration und trägt zum systemischen Gesundheitsverfall im Alter bei. Obwohl die Funktionsweise des Signalwegs recht klar ist, fehlt uns noch ein umfassendes Verständnis der Ursachen für das ‚Festfahren‘ der Ribosomen, das die RQC auslöst“, sagt Projektleiterin Dr. Débora Trentini.

Die Zellmembran, die das Innere der Zelle von der Umgebung trennt, besteht aus fettartigen Lipiden. Transmembranproteine weisen bestimmte chemische Eigenschaften auf, die es ihnen ermöglichen, sich in dieser Lipidumgebung statt im wässrigen Zellinneren anzusiedeln. „Unsere Forschungsgruppe hat nun gezeigt, dass Transmembranproteine, die sich durch besondere biochemische Eigenschaften auszeichnen, von Natur aus schwer zu synthetisieren sind: Einige der Ribosomen, die stark hydrophobe Proteinsegmente generierentranslatieren, bleiben stecken und schließen den begonnenen Vorgang nie ab. Der RQC-Signalweg markiert diese unvollständig übersetzten Proteine bereits vor dem Verlassen des Ribosoms zur Entsorgung und begrenzt somit ihre toxischen Auswirkungen.” Die neuen Erkenntnisse decken ein inhärentes Risiko dieses essenziellen Prozesses auf und werfen ein neues Licht auf die physiologischen Funktionen der Proteinqualitätskontrolle am Ribosom.

Das Ergebnis birgt auch Potential für die Behandlung genetischer Krankheiten, da viele von ihnen auf Mutationen in Transmembranproteinen zurückzuführen sind. Darunter ist etwa die Mukoviszidose, eine Erbkrankheit, die zu Fehlfunktionen in mehreren Organen führt. Sie wird durch eine Funktionsstörung des Chloridtransporters CFTR verursacht. Dieser Vorgang trägt dazu bei, den Salzhaushalt, den Wasserhaushalt und die Schleimfeuchtigkeit in Organen wie der Lunge, der Bauchspeicheldrüse und dem Darm zu regulieren. “Wir wollten untersuchen, ob der Translationsvorgang von CFTR ebenfalls zum Stillstand neigt und, wenn ja, ob krankheitsassoziierte Mutationen und medikamentöse Therapien gegen Mukoviszidose diesen Prozess beeinflussen”, sagt Dr. Tom Oldfield, Erstautor der Studie.

Um zu messen, wie viele Ribosomen die CFTR-Translation erfolgreich abschließen, entwickelte das Team eine künstliche CFTR-mRNA, die ein grünes und ein rotes Fluoreszenzprotein enthält, die jeweils vor und hinter der CFTR-Kodierungssequenz positioniert sind. Dieser ‚Reporter‘ wurde anschließend in kultivierte menschliche Zellen eingebracht. Wenn ein Ribosom die gesamte Botschaft ohne Unterbrechung zusammenbaut, erzeugt die Zelle gleiche Mengen an grüner und roter Fluoreszenz. Geraten Ribosomen jedoch während der CFTR-Translation ins Stocken, wird nur das grüne Protein gebildet, was im Verhältnis zu einem stärkeren grünen Signal führt. Mit dieser Methode beobachtete das Team, dass ein kleiner Teil der CFTR-Translationsvorgänge während der Translation zum Stillstand kommt, unabhängig vom Vorhandensein krankheitsassoziierter Mutationen oder von Medikamenten gegen Mukoviszidose. Dies deutet darauf hin, dass Translationsstillstand und die Aktivierung der RQC im Kontext der Krankheit grundsätzlich die Konzentration der CFTR-Chloridkanäle begrenzen könnten. Die Studie ebnet den Weg für zukünftige Forschungen zu Interventionen, die Ribosomen dabei helfen könnten, die Herausforderung membranüberspannender Proteinsegmente zu bewältigen.

Universität zu Köln

Originalpublikation:

Oldfield, T.J., Gonçalves Torres, R., Baier, R.E. et al. Principles of ribosome-associated protein quality control during the synthesis of CFTR. EMBO J (2026). doi.org/10.1038/s44318-026-00883-0