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Vitamin B12 induziert die Weitergabe von Verhaltensänderungen über Generationen hinweg

Tue, 14 Apr 2026 10:51:50 +0200

Es ist schon länger bekannt, dass Umweltbedingungen die Vererbung von Merkmalen beeinflussen können. Dieses Phänomen ist als transgenerationale epigenetische Vererbung bekannt. Doch die molekularen Signale, die diese biologische „Erinnerung“ prägen, waren bisher weitgehend unbekannt.

In dieser neuen Studie verwendeten die Forschenden den Fadenwurm Pristionchus pacificus, einen mikroskopisch kleinen Rundwurm, der sich flexibel entwickeln kann. Abhängig von seiner Nahrung kann Pristionchus seine Mundstruktur verändern und eine räuberische Lebensweise annehmen, bei der er sich von anderen Fadenwürmern ernährt.

Als Pristionchus mit dem Bakterium Novosphingobium gefüttert wurde, entwickelte er sich ausschließlich in die räuberische Form. Interessanterweise blieb diese verstärkte Neigung zum räuberischen Verhalten über mehrere Generationen hinweg bestehen, selbst nachdem die Würmer wieder zu ihrer ursprünglichen Nahrung zurückkehrten.

Das Forschungsteam identifizierte Vitamin B12, einen von den Bakterien produzierten Metaboliten, als Hauptauslöser für diesen vererbten Effekt. Wenn Novosphingobium genetisch so verändert wurde, dass die Vitamin B12-Produktion blockiert ist, ging das generationenübergreifende Gedächtnis für das räuberische Verhalten verloren. Durch Zugabe von Vitamin B12 ließ sich der Effekt jedoch wiederherstellen, was zeigt, dass Vitamin B12 sowohl notwendig als auch ausreichend für diese Form der Vererbung ist.

Weitere Experimente zeigten, dass Vitamin B12 konzentrationsabhängig wirkt und über die Methionin-Synthase signalisiert, ein wichtiges Enzym im Zellstoffwechsel, bei dem Vitamin B12 als entscheidender Cofaktor fungiert.

Darüber hinaus fanden die Forschenden, dass Vitamin B12 die Produktion von Vitellogenin über Generationen hinweg erhöht. Vitellogenin ist das Haupt-Eiweiß der Eizellen, welches als Nährstoff von der Mutter auf die Nachkommen übertragen wird. Würmer, denen der Vitellogenin-Rezeptor fehlt, der für die Aufnahme von Dotterproteinen in die Eizellen verantwortlich ist, zeigten das vererbte räuberische Verhalten nicht. Dies liefert starke Hinweise darauf, dass das durch Vitamin B12 ausgelöste transgenerationale Gedächtnis durch die maternale Nährstoffversorgung von Müttern auf ihre Nachkommen erfolgt.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Vitamin B12 nicht nur auf das Individuum einwirkt, das es konsumiert, sondern auch die Biologie zukünftiger Generationen prägen kann“, sagt Shiela Pearl Quiobe, die als Doktorandin an dem Projekt mitgearbeitet hat: „Dies zeigt eine direkte molekulare Verbindung zwischen Ernährung, Stoffwechsel und vererbten Merkmalen.“

Die Studie zeigt ein bemerkenswertes Beispiel für phänotypische Plastizität, bei der Organismen ihre Merkmale als Reaktion auf Umweltbedingungen anpassen. In sich schnell verändernden oder ressourcenarmen Umgebungen, wie sie P. pacificus in der Natur vorfindet, kann die Fähigkeit, adaptive Merkmale wie räuberisches Verhalten zuvererben, das Überleben und den Fortpflanzungschancen erheblich steigern.

„Diese Ergebnisse zeigen, wie unmittelbare Umwelteinflüsse über Generationen hinweg weitergegeben werden können, was sich möglicherweise auf die Evolution auswirkt“, fügt Ata Kalirad, Postdoc in der Abteilung für Integrative Evolutionsbiologie, hinzu.

Trotz dieser neuen Erkentnisse bleiben wichtige Fragen offen. Die genaue Menge an Vitamin B12, die von dem Gewebe und den Embryonen der Fadenwürmer aufgenommen wird, ist noch nicht bekannt. Ein weiterer nächster Schritt ist es, die Rolle von Vitellogenin besser zu verstehen. Die Forschenden vermuten, dass diese Dotterproteine als zentrale Transportknotenpunkte fungieren und nicht nur Nährstoffe, sondern auch andere Moleküle wie Lipide und kleine RNAs transportieren, die zur Vererbung von Merkmalen beitragen könnten.

Diese Studie ist ein grundlegender Schritt, um zu verstehen, wie Umweltsignale in vererbbare biologische Informationen umgewandelt werden. Die Ergebnisse könnten weitreichende Auswirkungen, über die Fadenwürmer hinaus, zu umfassenderen Fragen der Ernährung, Entwicklung und Vererbung haben.

Max-Planck-Institut für Biologie

Originalpublikation:

Quiobe, S.P., Kalirad, A., Zurheide, R. et al. Vitamin B12 induces memory of predation through vitellogenin provisioning. Nat Commun 17, 3408 (2026). doi.org/10.1038/s41467-026-71494-w

Wie Pflanzen ihren Proteinhaushalt regulieren

Tue, 14 Apr 2026 10:43:05 +0200

Dies hat ein internationales Forschungsteam unter Leitung von Privatdozent Dr. Markus Wirtz vom Centre for Organismal Studies der Universität Heidelberg herausgefunden und den zellulären Mechanismus identifiziert, der die Stabilität des pflanzlichen Proteoms erhält und Stressantworten steuert.

Proteine sind aus Aminosäuren aufgebaute Makromoleküle, die vielfältige Funktionen übernehmen. Sie dienen zum Beispiel als Baustoffe für Zellen oder können in Form von Enzymen chemische Reaktionen beschleunigen. Für Wachstum, Entwicklung und das Überleben von Pflanzen unter sich ändernden Umweltbedingungen ist es von zentraler Bedeutung, dass das pflanzliche Proteom – die Gesamtheit aller Proteine in einem Organismus – im Gleichgewicht bleibt. Dazu werden die Proteine in einem als Proteostase bezeichneten Vorgang ständig neu gebildet, wieder abgebaut oder recycelt, wie Dr. Xiaodi Gong, Postdoktorand im Team von Dr. Wirtz, erläutert.

In aktuellen Untersuchungen am pflanzenbiologischen Modellorganismus der Acker-Schmalwand hat das Forschungsteam neue Erkenntnisse dazu gewonnen, wie ein grundlegender zellulärer Prozess den Abbau und das Recycling von Proteinen steuert. Von zentraler Bedeutung ist dabei ein Proteinkomplex, der als N-terminale Acetyltransferase B (NatB) bezeichnet wird. Er modifiziert rund 20 Prozent aller Proteine in eukaryotischen Zellen, indem er ihnen an einer bestimmten Stelle eine Acetylgruppe hinzufügt. Dieser Vorgang der N-terminalen Acetylierung trägt zur Regulierung des Proteinhaushalts bei.

Wie Markus Wirtz erläutert, greift NatB in diesem Prozess wesentlich dynamischer in das Schicksal von Proteinen ein, als dies bisher in der Forschung angenommen wurde. „Wir konnten zeigen, dass der NatB-Proteinkomplex durch den Prozess der Acetylierung bestimmte Proteine für den Abbau markiert. Mithilfe dieses Mechanismus reguliert der NatB-Komplex die Aktivität einer Proteinkinase, die das Proteinrecycling in Pflanzen steuert“, so der Wissenschaftler, der am Centre for Organismal Studies der Universität Heidelberg im Rahmen des Excellenzclusters GreenRobust zu physiologischen Stressreaktionen von Pflanzen forscht.

Um diesen Mechanismus genauer zu untersuchen, erzeugten die Forscherinnen und Forscher mithilfe der Genomeditierung Pflanzen, in denen der Proteinkomplex NatB nicht aktiv wurde. Bei diesen Mutanten beobachteten sie einen allgemeinen Rückgang des Proteinumsatzes. Aus quantitativen Analysen des Proteoms ging zudem hervor, dass viele Proteine ohne die NatB-Aktivität stabiler wurden. Hierdurch kam es zu einer Anhäufung der Proteinkinase KIN 11. Sie ist beteiligt an dem Vorgang, bei dem pflanzliche Zellen unter Stresseinwirkung ihre Bestandteile recyceln und Nährstoffe rückgewinnen. Insgesamt waren die Mutanten, die einen hohen KIN11-Level aufwiesen, wesentlich widerstandsfähiger gegen eine eingeschränkte Energiezufuhr als unbehandelte Pflanzen, insbesondere bei anhaltender Dunkelheit und fehlender Möglichkeit zur Photosynthese.

Markus Wirtz: „Unsere Ergebnisse zeigen, dass NatB eine zentrale Rolle im Zusammenspiel von Proteinabbau und Proteinrecycling spielt und damit zur Stabilität des pflanzlichen Proteoms beiträgt.“ Gleichzeitig verdeutlichen sie, dass eine einzelne biochemische Modifikation ausreicht, um die Stressantwort von Pflanzen grundlegend zu beeinflussen. „Ein besseres Verständnis dieser Mechanismen eröffnet neue Ansätze für die Grundlagenforschung und zeigt darüber hinaus Möglichkeiten auf, wie der Ertrag von Nutzpflanzen auch bei widrigen Bedingungen gesteigert werden kann“, betont der Heidelberger Pflanzenforscher.

Universität Heidelberg

Originalpublikation:

Gong, X., Pożoga, M., Boyer, JB. et al. The ribosome-associated N-terminal acetyltransferase B coordinates global proteostasis and autophagy in plants by creating Ac/N-degrons. Nat Commun 17, 3116 (2026). doi.org/10.1038/s41467-026-71208-2

Erste Proteinkarte von schmerzauslösenden Neuronen

Tue, 14 Apr 2026 10:33:18 +0200

Jeder fünfte Mensch weltweit leidet an chronisch-entzündlichen Schmerzen. Bisher erhältliche Schmerzmittel können diese bei zwei Dritteln der Betroffenen kaum lindern. Völlig neue Ansätze für Medikamente werden daher dringend benötigt. „Um sie entwickeln zu können, müssen wir erst einmal genau verstehen, wie die sensorischen Nervenzellen den Schmerz auf molekularer Ebene auslösen – welche Proteine also daran beteiligt sind“, sagt Professor Gary Lewin, der Leiter der Arbeitsgruppe „Molekulare Physiologie der somatosensorischen Wahrnehmung“ am Berliner Max Delbrück Center.

Um diese molekularen Prozesse zu entschlüsseln, arbeitet Lewin – der sich seit vier Jahrzehnten mit dem Thema Schmerz beschäftigt und erst kürzlich einen bis dahin unbekannten Ionenkanal entdeckt hat, der an der Schmerzwahrnehmung beteiligt ist – eng mit dem Systembiologen Dr. Fabian Coscia zusammen. Coscia leitet am Max Delbrück Center die Arbeitsgruppe „Spatial Proteomics“ und hat die Methode Deep Visual Proteomics mitentwickelt. Mit diesem Verfahren lässt sich das Proteom – also die Gesamtheit aller Proteine – spezifisch für einzelne Zelltypen und räumlich aufgelöst bestimmen.

Die Forschenden kombinierten diese Technologie mit elektrophysiologischen Methoden aus Lewins Arbeitsgruppe. Dadurch konnten sie spezifische Subtypen von Schmerzneuronen zunächst funktionell identifizieren und anschließend ihre Proteinprofile analysieren. So entstand eine hochauflösende molekulare Karte dieser Nervenzellen, die die beiden Wissenschaftler jetzt gemeinsam mit ihren Kolleg*innen im Fachblatt „Nature Communications“ vorgestellt haben. Zudem erläutern die Forschenden, wie sich mit ihrem Ansatz potenzielle neue Wirkstoffziele finden lassen, um chronische Schmerzen zu behandeln.

Erstautorin der Studie ist Dr. Sampurna Chakrabarti. Die Forscherin war Postdoc in Lewins Team und leitet inzwischen ihre eigene Arbeitsgruppe „Mechanismen der Infektion und Nozizeption“ am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig. Nozizeption ist der Fachbegriff für die Wahrnehmung von Schmerzen; die beteiligten Nervenzellen bezeichnet man als Nozizeptoren. Sie enden in schmerzempfindlichen Geweben des Körpers, zum Beispiel in der Haut, den Muskeln und Gelenken. Dort nehmen sie schmerzauslösende Signale wahr, die sie ans Gehirn weiterleiten.

Bislang unentdeckte Signalwege

Nicht alle Nozizeptoren sind gleich. „Bis jetzt waren von verschiedenen Subtypen lediglich die Transkriptome bekannt, also Informationen zur RNA“, sagt Chakrabarti. „Die eigentlichen Funktionsträger aller Zellen sind aber die Proteine, die anhand der RNA-Abschriften gebildet werden – sie haben wir uns jetzt in zwei Subtypen von Nozizeptoren erstmals genauer angeschaut.“ Mithilfe einer elektrophysiologischen Methode, der Patch-Clamp-Technik, hat das Team in Spinalganglien von Mäusen die beiden Subtypen, die als peptiderg und nicht-peptiderg bezeichnet werden und Schmerzen von unterschiedlicher Art und Dauer auslösen können, zunächst aufgespürt und genauer charakterisiert.

Um eine spezifische Proteinkarte von beiden Zelltypen zu erstellen, verwendeten die Forschenden jeweils etwa 50 solcher Neuronen. Deep Visual Proteomics kombiniert Massenspektrometrie mit Mikroskopie, künstlicher Intelligenz und Robotik. Coscia und sein Team haben die Methodik bislang vor allem für Proteomanalysen von Krebszellen genutzt. „Jetzt konnten wir erstmals zeigen, dass sich das Verfahren auch auf Nervenzellen anwenden lässt“, sagt der Forscher.

Mehr als 6.000 Proteine haben er und seine Kolleg*innen in diesen 50 Neuronen jeweils messen können. Ein Vergleich mit vorhandenen RNA-Daten zeigte, dass sich das Transkriptom und das Proteom der Zellen teilweise deutlich voneinander unterscheiden – ein Hinweis darauf, dass wichtige funktionelle Prozesse erst auf Proteinebene sichtbar werden. „Mit dieser Studie liefern wir eine bislang einzigartige molekulare Karte von schmerzauslösenden Neuronen“, sagt Coscia. „Sie ermöglicht es, in den Zellen Signalwege zu identifizieren, die bisher verborgen geblieben sind.“

Im nächsten Schritt der Studie wollten Chakrabarti und ihre Kolleg*innen verstehen, durch welche Proteine Nervenzellen sensibler werden und so zu chronischen Schmerzen beitragen. Dazu isolierten sie aus den Spinalganglien der Mäuse beide Subtypen der Nozizeptoren und setzten die Zellen in der Kulturschale über Nacht dem Nervenwachstumsfaktor NGF (Nerve Growth Factor) aus. Von ihm ist bekannt, dass er an der Entstehung chronischer Schmerzen auch beim Menschen, zum Beispiel bei Arthritis, beteiligt ist. Mithilfe von Deep Visual Proteomics konnten die Forschenden im Anschluss die Proteine, die die Zellen in Anwesenheit von NGF produziert hatten, präzise identifizieren.

Weniger empfindlich gegen Schmerzsignale

Dass NGF bei chronisch-entzündlichen Schmerzen eine wichtige Rolle spielt, entdeckte Lewin gemeinsam mit seinem Team schon vor mehr als 30 Jahren. „Bei Hunden und Katzen lassen sich Schmerzen mit Antikörpern, die NGF hemmen, mittlerweile sehr gut lindern“, sagt Lewin. „Beim Menschen haben seltene Nebenwirkungen ihren Einsatz leider verhindert“, ergänzt der Forscher. „Jetzt aber haben wir womöglich einen alternativen Weg gefunden: Er zielt auf ein nachgeschaltetes Protein ab, das für die sensibilisierende Wirkung von NGF verantwortlich ist.“

„Wir haben mehrere Proteine identifiziert, die nach der Behandlung mit NGF in einem Subtyp der Nozizeptoren vermehrt vorkamen. Die erhöhten Konzentrationen dieser Proteine könnten mit chronisch-entzündlichen Schmerzen in Verbindung stehen“, berichtet Chakrabarti. Eines der Proteine, ein Enzym namens B3GNT2, stach besonders hervor. „Wenn wir in den Zellen das dazugehörige Gen ausschalteten, ließ die entzündungsbedingte Hyperaktivität der Nozizeptoren nach“, sagt die Forscherin: „Auf einen leichten mechanischen Reiz reagierten dann weniger Zellen als zuvor.“ Mit anderen Worten: Die Neuronen wurden unempfindlicher – und würden so im Körper deutlich weniger Schmerzen auslösen.

Als Nächstes wollen die Forschenden ihre Ergebnisse, die sie mit isolierten Zellen erzielt haben, an Mäusen und menschlichen Zellen überprüfen. „Mehr als 90 Prozent aller zugelassenen Medikamente zielen mittlerweile auf Proteine ab“, sagt Coscia. „Das zeigt, wie wichtig es ist, ein besseres Verständnis für diese Moleküle zu entwickeln, um neue Zielstrukturen für effektivere Schmerzmittel und Wirkstoffe gegen andere neurologische Erkrankungen zu entdecken.“

Max Delbrück Center und Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

Originalpublikation:

Chakrabarti, S., Makhmut, A., Mohammadi, A. et al. Deep visual proteomics uncovers nociceptor diversity and pain targets. Nat Commun 17, 3437 (2026). doi.org/10.1038/s41467-026-71418-8

Jetzt abstimmen: Wer wird Molluske des Jahres 2026?

Mon, 13 Apr 2026 12:34:13 +0200

„Mit der Wahl zur ‚Molluske des Jahres 2026‘ möchten wir die enorme Vielfalt der Weichtiere hervorheben, die zweitartenreichste Tiergruppe weltweit. Mollusken bevölkern fast jeden Lebensraum unseres Planeten – von winzigen Schnecken, die man kaum mit dem bloßen Auge erkennt, bis zu riesigen Tintenfischen, die zu den größten wirbellosen Tieren der Erde zählen“, erklärt Prof. Dr. Julia Sigwart, Abteilungsleiterin Marine Zoologie am Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt und fährt fort: „Diese beeindruckende Bandbreite an Formen, Lebensweisen und Anpassungen zeigt sich auch bei den fünf außergewöhnlichen Nominierten unseres diesjährigen Wettbewerbs.“

Die Kandidaten für den Titel sind in diesem Jahr die Pferdeschnecke Triplofusus giganteus, die steinfressende Muschel Lithoredo abatanica, die Vampirschnecke Cumia intertexta, die auf den Seychellen lebende Schnecke Filicaulis seychellensis und die „geflügelte“ Muschel Ephippodonta lunata. Eine internationale Jury aus Forschenden von Senckenberg und der Unitas Malacologica wählte sie aus zahlreichen Nominierungen der globalen Weichtier-Community aus. Vom 13. bis zum 26. April können alle Weichtier-Fans auf der Website https://sgn.one/moty2026 mehr über die nominierten Arten erfahren und ihre Stimme für den persönlichen Favoriten abgeben.

„Die große Vielfalt an Einreichungen aus aller Welt hat uns erneut begeistert – entsprechend anspruchsvoll war es, die fünf Finalisten auszuwählen“, erzählt Dr. Carola Greve, Leiterin des Laborzentrums für Biodiversitätsgenomik am Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt. „Jede der nominierten Arten überzeugt durch ihre eigene Geschichte und besondere, einzigartige Merkmale.“
Triplofusus giganteus, eine im Atlantik lebende Schnecke, wird bis zu 60 Zentimeter lang und und fängt mit ihrem massiven Fuß andere Weichtiere. Die Muschel Lithoredo abatanica bohrt sich mit gezackten Schalen durch festen Felsen und ist das erste bekannte Tier, das Gestein frisst. Die etwa zwei Zentimeter große „Vampirschnecke“ Cumia intertexta ernährt sich nachts vom Blut ruhender Fische, indem sie mit ihrem langen Rüssel die Haut durchbohrt. Filicaulis seychellensis ist eine winzige, reinweiße Schnecke, die ausschließlich auf der zu den Seychellen gehörenden Insel Praslin lebt und durch eine invasive Ameise kurz vor dem Aussterben stand. Die Mondmuschel Ephippodonta lunata aus Australien hat ihre Schalen zu halbmondförmigen „Flügeln“ umgebaut und nutzt Schwämme oder die Tunnel von Garnelen als Wohnort.

„Mit der Wahl zur ‚Internationalen Molluske des Jahres‘ möchten wir die erstaunliche Vielfalt und Einzigartigkeit dieser Tiergruppe hervorheben und gleichzeitig auf ihre Bedeutung und ihren Schutzbedarf aufmerksam machen. Viele Arten bleiben unentdeckt – manche verschwinden, bevor wir ihre Rolle im Ökosystem verstehen konnten“, erläutert Sigwart. Greve ergänzt: „Weichtiere verfügen über eine beeindruckende genomische Vielfalt, doch bisher wurden vergleichsweise wenige Genome vollständig entschlüsselt. Das Genom der Gewinner-Art wollen wir bestimmen – die Pferdeschnecke würde im Hinblick auf ihre Populationsentwicklung untersucht, die Vampirschnecke bezüglich der genetischen Grundlagen ihrer Bluternährung, Lithoredo abatanica zur Erforschung außergewöhnlicher Überlebensstrategien, die Seychellen-Schnecke zur Rekonstruktion ihrer über Jahrmillionen isoliert verlaufenen Evolution und die Mondmuschel, um Symbiosen und Körperumwandlungen besser zu verstehen. Wir sind gespannt, welche Art in diesem Jahr den Titel erhält – und welche bislang verborgenen genomischen Geheimnisse sie preisgibt!“

Die „Internationale Molluske des Jahres 2026“ wird am 30. April bekannt gegeben.

Website mit Kurzporträts der Finalisten-Arten und Abstimmung: https://sgn.one/moty2026

Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung

Klimaerwärmung verändert den Schlupfzeitpunkt von Bienen und Wespen

Mon, 13 Apr 2026 12:28:50 +0200

Die meisten Wildbienen überwintern als verpuppte Larven in ihren Kokons im Boden, in Holz oder an anderen geschützten Orten. Arten, die im zeitigen Frühjahr schlüpfen, überwintern als voll entwickelte Erwachsene im Kokon. Dagegen müssen Arten, die im Sommer schlüpfen, ihre Entwicklung im Frühjahr noch abschließen.

Weltweit verändert der Klimawandel den Zeitpunkt, zu dem Insekten im Frühjahr oder Sommer aus ihrer Winterruhe erwachen. Diese Verschiebungen können Folgen haben: Wenn Insekten wegen höherer Temperaturen zu früh schlüpfen, finden sie eventuell noch nicht die Blüten oder die Beutetiere, von denen sie sich ernähren. Außerdem verbrennen sie ihre lebenswichtigen Fettreserven bei höheren Temperaturen schneller. Das kann ihre Überlebenschancen und Fortpflanzungsmöglichkeiten verringern.

Insekten von 160 Standorten in Bayern untersucht

Wie steht es um die körperliche Fitness von Bienen und Wespen, wenn sich die Temperaturen rund um den Schlupfzeitpunkt verändern? Das hat ein Team um Dr. Cristina Ganuza und Professor Ingolf Steffan-Dewenter vom Biozentrum der Universität Würzburg untersucht. Dazu betrachteten die Forschenden fünf wildlebende Bienen- und Wespenarten, die in Bayern vorkommen und zu unterschiedlichen Jahreszeiten schlüpfen. Für die Studie stellte sich das Team einer Mammutaufgabe: Es sammelte fast 15.000 in Winterruhe befindliche Individuen aus über 160 Regionen in Bayern und zog sie dann an der Uni unter kontrollierten kalten, warmen und heißen Frühjahrsbedingungen auf, um verschiedene Klimaszenarien nachzustellen.

Weibchen verlieren bis zu 34 Prozent ihrer Körpermasse

Alle fünf Arten schlüpften bei wärmeren Frühlingstemperaturen früher. Doch dabei unterschieden sich die Populationen nach ihrer klimatischen Herkunft: Frühjahrsarten aus wärmeren Regionen wie Unterfranken erschienen bei warmen Frühlingstemperaturen besonders früh und behielten in der Zeit danach mehr Körpermasse als Individuen aus kühleren Regionen wie dem Bayerischen Wald. Im Gegensatz dazu schlüpften bei den Spätsommerarten nur die Individuen aus kühleren Regionen früher. Weibchen der Sommerarten verloren unter wärmeren Bedingungen schneller an Körpermasse – in einigen Fällen bis zu 34 Prozent.

Insekten aus kühleren Regionen, die im Frühling fliegen, haben Nachteile

„Unsere Daten zeigen, dass Insekten aus kühleren Regionen besonders anfällig für warme Frühjahre sind. Sie verlieren schneller ihre Energiereserven und haben dadurch schlechtere Startbedingungen“, sagt Dr. Cristina Ganuza. Die Erstautorin der Studie forscht am Lehrstuhl für Zoologie III (Tierökologie und Tropenbiologie) der Universität Würzburg.

Die Ergebnisse der Studie sind im Journal Functional Ecology veröffentlicht. Sie sind Teil des LandKlif-Projekts, das Professor Steffan-Dewenter im Bayerischen Klimaforschungsnetzwerk (bayklif) leitet.
Die Forschenden sehen mehrere offene Fragen, die als nächstes zu klären sind:

• Wie beeinflussen zusätzliche extreme Hitzetage das Schlüpfen?
• Welche Folgen haben die Energiereserven der Insekten für deren Bestäubungsleistungen?
• Wie schnell können sich Populationen an veränderte Temperaturen anpassen?

Universität Würzburg

Originalpublikation:

Ganuza, C., Redlich, S., Holzschuh, A., Hovestadt, T., Mitesser, O., Göllner, S., Klein, A., Summ, T., & Steffan-Dewenter, I. (2026). Climatic origin and plasticity shape emergence timing and fitness in bees and wasps under experimental climate regimes. Functional Ecology, 00, 1–14. https://doi.org/10.1111/1365-2435.70309

Unterwasserarchitekten: Wie gelingt Schneckenbuntbarschen das perfekte Nest?

Mon, 13 Apr 2026 11:58:13 +0200

Mit einem Nest verbinden wir Schutz, Wärme und einen sicheren Rückzugsort – und denken meist an ein Vogelnest aus Zweigen, Gras und Federn. Doch die Vorteile eines solchen Rückzugsorts nutzen viele Tiere: Nester werden von Termiten bis hin zu Menschenaffen gebaut und beeindrucken durch die unterschiedlichsten Formen und die vielfältigsten Materialien, die zum Einsatz kommen.

Unter Wasser und „nur“ mit Flossen ausgestattet scheint der Nestbau bei Fischen auf den ersten Blick etwas schwierig. Doch auch hier gibt es erstaunliche Erfindungen: Höhlen im Sandboden, Schaumnester oder verlassene Schneckenhäuser, die zu Nestern umfunktioniert werden – so wie bei dem Schneckenbuntbarsch Lamprologus ocellatus. Diese Fische kommen ausschließlich im Tanganjikasee in Afrika vor und nutzen leere Schneckenhäuser, um darin Schutz zu suchen und ihren Nachwuchs großzuziehen. Dazu wird das Schneckenhaus für die Art spezifische Weise in den Sand positioniert und bedeckt – erst dann ist es das perfekte Zuhause. Und genau da ergeben sich aus biologischer Sicht interessante Fragen: Woher wissen die Schneckenbuntbarsche, wie das Nest auszusehen hat und wie sie ans Ziel kommen? Bekommen sie dieses Wissen vererbt oder müssen sie es erst erlernen? Ein Team aus Herwig Baiers Abteilung am Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz hat nun genau diese Fragen in einer neuen Studie untersucht.

Zunächst zeigte das Team mit 3D-gedruckten Schneckenhäusern, dass der Nestbau aus einer klar definierten Abfolge von verschiedenen Verhaltensweisen besteht und etwa drei Stunden dauert: Nach dem ersten Kontakt mit dem Schneckenhaus graben die Fische mit dem Körper und dem Maul eine Grube. Dann greifen sie mit dem Maul das Schneckenhaus und manövrieren es im Uhrzeigersinn in diese Grube. Das wiederholen sie so oft, bis es mit der Spitze nach unten im Sand liegt und die Öffnung oben herausragt. Zuletzt wird mit schnellen Körperbewegungen Sand in die Richtung des Schneckenhauses geschleudert, um das Nest damit zu bedecken.

Um zu testen, ob dies ein angeborenes Verhaltensprogramm ist, zog das Team Fische in Aquarien ohne Schneckenhäuser auf. Wurden sie als ausgewachsene Fische dann mit Schneckenhäusern zusammengebracht, zeigten auch sie das typische Nestbauprogramm. Allerdings stellten sich die ungeübten Tiere etwas ungeschickt an und brauchten bis zum perfekten Nest im Durchschnitt etwa 12 Stunden. Doch diese Unbeholfenheit war nicht von Dauer: Wurden die Tiere zu einem späteren Zeitpunkt erneut mit Schneckenhäusern zusammengebracht, waren sie deutlich schneller und geschickter (im Durchschnitt etwa viereinhalb Stunden bei ihrem dritten Nestbau).

Die einzelnen Schritte beim Nestbau sind demnach angeboren, zu richtigen Bau-Experten werden Schneckenbuntbarsche aber erst durch Übung. Das Erstaunliche: Erhielten die Tiere nach einem Jahr ohne Schneckenhaus wieder die Gelegenheit zum Nestbau, waren sie immer noch geübte Architekten und mussten nicht bei Null anfangen – sie konnten sich selbst nach dieser langen Zeit noch an das Erlernte erinnern.

Doch sind die Fische während des angeborenen Nestbau-Programms in der Lage, auf Veränderungen einzugehen oder läuft der Prozess nach einem starren Muster ab? Um das zu verstehen, statteten die Forscherinnen und Forscher die Aquarien mit 3D-gedruckten, linksdrehenden Schneckenhäusern aus. Diese kommen in der Natur nur äußert selten vor und sind genau spiegelverkehrt zu den Häusern, die die Tiere sonst gewöhnt sind. Interessanterweise hatten die Tiere nach kurzer Zeit sprichwörtlich den Dreh raus und passten ihr Verhalten an: Sie bewegten das Schneckenhaus nicht im, sondern gegen den Uhrzeigersinn in den Sand.

„Die längste Zeit wurde angenommen, dass der Nestbau aus rein angeboren Verhaltensmustern besteht. Untersuchungen bei Vögeln und unsere Studie zeigen aber, dass kognitive Fähigkeiten wie Lernen, Erinnern oder Anpassen eine wichtige Rolle spielen“, sagt Swantje Grätsch, Projektleiterin am Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz und Erstautorin der Studie. „Dementsprechend konnten wir zeigen, dass während des Nestbaus beim Schneckenbuntbarsch die Gehirnregionen aktiv sind, die genau für solche Fähigkeiten verantwortlich sind. Wir beginnen erst allmählich zu verstehen, wie komplex dieses zielgerichtete Verhalten und die zugrundeliegenden Vorgänge im Gehirn sind.“

MPI für biologische Intelligenz

Originalpublikation:

Swantje Grätsch, Alessandro Dorigo, Vaishnavi Agarwal, Ash V. Parker, Isabela Hernández Murcia, Manuel Stemmer, Abdelrahman Adel, Alex Jordan, Herwig Baier: Cognitive ethology of nest building in a shell-dwelling cichlid, Current Biology, https://doi.org/10.1016/j.cub.2026.03.035

Ethik embryonaler Modelle jenseits von Checklisten

Mon, 13 Apr 2026 11:15:08 +0200

In der Wissenschaft sorgen ethische Richtlinien dafür, dass Forschung im Einklang mit dem öffentlichen Vertrauen und auf verantwortungsvolle Weise durchgeführt wird. Traditionelle Verfahren zur ethischen Begutachtung funktionieren gut bei Projekten, die etablierten Praktiken folgen, bieten jedoch wenig Flexibilität, wenn unerwartete Herausforderungen, neue Ansätze, oder unvorhergesehene Forschungsrichtungen und Ergebnisse aufreten. Für Forschungsarbeiten, die unbekanntes ethisches Terrain betreten, wie beispielsweise Studien mit Embryomodellen auf Basis menschlicher Stammzellen (hSCBEMs), sind herkömmliche Ansätze zur ethischen Begutachtung daher ungeeignet.
Aus pluripotenten Stammzellen erzeugte Embryomodelle auf Basis menschlicher Stammzellen (hSCBEMs) sind ein neues, vielversprechendes Instrument zur Erforschung der frühen menschlichen Entwicklung und für den Fortschritt in der biomedizinischen Forschung. Diese Modelle werden immer komplexer und ähneln echten menschlichen Embryonen zunehmend. Die rasanten Fortschritte auf diesem Gebiet stellen eine Herausforderung dar für Ethikkommissionen, die in der Regel eher langsam reagieren, sowie für die Frage, wie schnell sich Gesetze und Vorschriften anpassen können.

Eine zentrale Herausforderung haben alle neuen, wegweisenden Technologien gemeinsam: Die langfristigen gesellschaftlichen Auswirkungen sind noch unbekannt, da nicht alle Anwendungen und Folgen vorhersehbar sind. Für die hSCBEM-Forschung steht das Vertrauen der Öffentlichkeit auf dem Spiel, wenn bestimmte Entwicklungen als ethisch bedenklich empfunden werden; gleichzeitig könnten voreilige oder unnötig strenge Vorschriften, die auf mutmaßlichen Ängsten oder Bedenken beruhen, vielversprechende wissenschaftliche Fortschritte bremsen, noch bevor deren biomedizinischer Nutzen zum Tragen kommt. Es ist daher wichtig, das richtige Gleichgewicht zu finden, indem Innovationen gefördert werden und gleichzeitig ethische Aspekte und das Vertrauen der Öffentlichkeit berücksichtigt werden.

In einem kürzlich in „Nature Cell Biology“ veröffentlichten Fachartikel schlägt eine internationale Gruppe führender Experten für embryonale Modelle auf Stammzellenbasis und deren ethische und rechtliche Implikationen einen neuen Rahmen vor, um die ethische Bewertung direkt in die hSCBEM-Forschung zu integrieren. Die Veröffentlichung wurde von einem vom Europäischen Innovationsrat geförderten Konsortium namens „Engineered Living Materials“ initiiert, dem unter anderem Forschende des Max-Planck-Instituts für molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG) in Dresden und der Universität Oslo angehören. Anstatt die ethische Bewertung als reine Formalität oder als externes Urteil zu betrachten, plädieren die Autoren für einen Ansatz der integrierten Ethik. Dieses Ethikmodell sieht während des gesamten Forschungsprozesses aktive, gesellschaftsorientierte Diskussionen zwischen Forschung, Ethik, politischen Entscheidungsträgern und der Öffentlichkeit vor. Ansätze der integrierten Ethik haben sich bereits in Forschungsbereichen etabliert, die eine vergleichbar hohe gesellschaftliche Relevanz und ethische Sensibilität aufweisen, wie beispielsweise die künstliche Intelligenz (KI).

Einer der leitenden und korrespondierenden Autoren des vorliegenden Artikels ist Jesse Veenvliet, Forschungsgruppenleiter am MPI-CBG, dessen Forschungsgruppe „Stembryogenesis“ die Entwicklung in der Petrischale nachbildet, um zu verstehen, wie Embryonen sich selbst aufbauen. „Von unserem integrierten ethischen Rahmenwerk profitieren alle Beteiligten. Es hilft Fachleuten aus den Bereichen Ethik und Recht, Wissenschaft aus erster Hand kennenzulernen und die Chancen und Grenzen der Forschung zu verstehen. Es hilft Forschenden, sich in ethischen Fragen zurechtzufinden und sich in politische und gesellschaftliche Debatten einzubringen. Der Gesellschaft wiederum garantiert es, dass wegweisende Forschung verantwortungsvoll erfolgt, wodurch öffentliches Vertrauen aufgebaut und gleichzeitig ein innovatives und wettbewerbsfähiges, aber dennoch verantwortungsbewusstes Forschungsökosystem gefördert wird“, erklärt Jesse Veenvliet.

Um eine wissenschaftlich fundierte und ethisch verantwortungsvolle Forschung mit hSCBEMs zu ermöglichen, bietet die integrierte Ethik einen flexiblen, fortlaufenden Rahmen für Forschung, Ethik und Recht. Im Gegensatz zu herkömmlichen ethischen Genehmigungsverfahren fördert sie einen frühzeitigen und offenen Dialog, der dabei hilft, Herausforderungen zu antizipieren, Entscheidungsprozesse zu lenken und Innovation mit Vorsicht in Einklang zu bringen. Vor allem bietet der vorgeschlagene Ansatz einen praktischen Weg, den iterativen, reaktionsfähigen Überwachungs- und Genehmigungsprozess umzusetzen, der in den neuesten hSCBEM-Richtlinien der International Society for Stem Cell Research (ISSCR) empfohlen wird. Durch die Integration kontinuierlicher ethischer Reflexion in die Konzeption und Durchführung von Experimenten macht die eingebettete Ethik ethische Überlegungen transparent und gemeinsam zugänglich, um verantwortungsvolle Forschung zu unterstützen, öffentliches Vertrauen aufzubauen und sicherzustellen, dass die Wissenschaft im Einklang mit gesellschaftlichen Werten weiterentwickelt werden kann.

Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik

Originalpublikation:

Bentzen, H.B., Gaillard, M., Nachman, I. et al. A guide to using embedded ethics in human stem-cell-based embryo model research. Nat Cell Biol (2026). doi.org/10.1038/s41556-026-01909-9

Waldgeräusche erhellen das Gemüt – besonders dann, wenn sie vertraut sind

Mon, 13 Apr 2026 11:10:28 +0200

Wir fühlen uns oft besser, wenn wir im Wald spazieren gehen oder Zeit im Freien verbringen. Es ist jedoch nicht klar, ob und wie die Vielfalt von Arten zu unserem Wohlbefinden beiträgt. Bislang sind die Forschungsergebnisse uneindeutig, insbesondere in Bezug auf das Hören von Biodiversität. Fühlen sich Menschen in Wäldern mit mehr Vogel- und Insektengeräuschen wohler? Spielt es eine Rolle, ob diese Klänge aus vertrauten, heimischen Wäldern stammen oder aus fernen Gegenden?

„Geräusche spielen eine große Rolle, wie wir Natur und Biodiversität erleben – zum Beispiel Vogelgesang, wenn man im Wald spazieren geht“, sagt Co-Erstautor Kevin Rozario, Doktorand bei iDiv, UFZ und der Universität Jena. „Wir wissen jedoch noch nicht wirklich, wie sich die Vielfalt und Komplexität von Geräuschen auf das menschliche Gemüt auswirken oder warum manche Klänge vielleicht stärker wirken als andere.“

Um diese Fragen zu klären, führten die Forscherinnen und Forscher ein Experiment mit 195 Studierenden in Deutschland durch. Die teilnehmenden Personen hörten einminütige Audioaufnahmen von Wäldern, die sich in zweierlei Hinsicht unterschieden:

- ob wenige oder viele Tierarten zu hören waren und

- ob die Aufnahmen aus heimischen oder tropischen Wäldern stammten

Jede Person hörte sich zwei Tonaufnahmen an und beantwortete davor und danach Fragen dazu, wie sie sich fühlte, wie gestresst sie war und wie gut sie sich konzentrieren konnte. Außerdem bewertete sie, wie angenehm und vertraut ihr die Geräusche erschienen, und schätzten, wie viele verschiedene Tiere sie hören konnten. So konnten die Forscherinnen und Forscher beurteilen, wie vertraut sich das Geräusch anfühlte, und die Wirkung der objektiv zu hörenden Artenzahl mit dem vergleichen, was die Personen subjektiv zu hören glaubten, also der empfundenen Artenvielfalt.

Insgesamt führte das bloße Anhören von einminütigen Waldgeräuschen über Kopfhörer zu größerem Wohlbefinden: Die Versuchsteilnehmerinnen und -teilnehmer berichteten von positiveren Emotionen, besserer Konzentration und weniger Stress. Die positivste Wirkung erzielten jedoch vertraute Geräusche: Tonaufnahmen aus heimischen Wäldern wurden als angenehmer und erholsamer empfunden und lösten zudem ein stärkeres Gefühl „staunender Ehrfurcht“ aus als Geräusche aus tropischen Wäldern.

Eine größere Vielfalt an zu hörenden Tierarten half nur in einigen Fällen – zum Beispiel verstärkte sie das Gefühl von „staunender Ehrfurcht“, wenn die Menschen Aufnahmen aus heimischen Wäldern hörten. Wichtiger war, was die teilnehmenden Personen subjektiv wahrnahmen: Wenn sie glaubten, viele Tierarten zu hören, fühlten sie sich insgesamt besser. Im Gegensatz dazu konnten Geräusche, die komplex wirkten, aber nicht eindeutig mit Tieren in Verbindung gebracht wurden, positive Gefühle sogar verringern.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass es nicht nur auf die Artenzahl ankommt“, sagt Letztautorin Prof. Aletta Bonn, Forschungsgruppenleiterin beim UFZ, iDiv und der Universität Jena. „Klänge, die Menschen an vertraute Wälder erinnern, wie zum Beispiel die Vögel in der Nähe ihres Zuhauses, scheinen eine viel stärkere Wirkung zu haben. Unsere Studie liefert faszinierende Einblicke in die komplexen Zusammenhänge zwischen Biodiversität und psychischem Wohlbefinden.“

Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung Halle-Jena-Leipzig – iDiv

Originalpublikation:

Romero, A.G.C., Rozario, K., Marselle, M., Oh, R.R.Y., Müller, S., Arránz Becker, O., Schröger, E., Meemken, M.-T., Scherer-Lorenzen, M., Bonn, A. (2026). When nature sounds like home: Mental wellbeing effects of acoustic diversity differ for local and non-local forest soundscapes. Journal of Environmental Psychology, Volume 111. https://doi.org/10.1016/j.jenvp.2026.103007

Neue Erkenntnisse aus der Gedächtnisforschung

Mon, 13 Apr 2026 11:05:12 +0200

Eine neue Studie des Zentrums für Molekulare Neurobiologie Hamburg (ZMNH) und des Mannheimer Zentrums für Translationale Neurowissenschaften (MCTN) der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg beleuchtet eines der hartnäckigsten Rätsel der Neurowissenschaften: Wie kann das Gehirn stabile Erinnerungen bewahren, wenn sich die physischen Strukturen, die diesen Erinnerungen zugrunde liegen, ständig verändern? Die Forschungsergebnisse von Dr. Cynthia Rais (ZMNH) und Professor Dr. Simon Wiegert, der am MCTN die Abteilung Neurophysiologie leitet, zeigen, dass die funktionelle Stärke einer synaptischen Verbindung direkt vorhersagt, wie lange diese Verbindung bestehen bleibt.

Das Gehirn speichert Erinnerungen in verteilten Netzwerken von Nervenzellen (Neuronen), die durch Synapsen miteinander verbunden sind. Jedes Neuron verfügt über Tausende dieser Verbindungsstellen – viele davon befinden sich auf mikroskopisch kleinen Strukturen, den sogenannten dendritischen Dornen. Ähnlich wie Transistoren in einem Computer steuern Synapsen den Informationsfluss im neuronalen Netzwerk. Im Gegensatz zu einem Computerschaltkreis, in dem nur binäre Zustände (an/aus) existieren, sind Synapsen jedoch sehr dynamisch: Sie können ihre Stärke kontinuierlich verändern und sogar über Tage und Wochen hinweg vollständig verschwinden und wieder auftauchen. Trotz dieser hohen Dynamik können Erinnerungen bis zu einem ganzen Leben lang bestehen bleiben. Wie das Gehirn diesen Widerspruch auflöst, ist bislang weitgehend unklar.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Gehirn eine elegante Lösung für das Dilemma zwischen Stabilität und Plastizität hat. Was in vielen früheren Studien nur vermutet wurde, konnten wir im lebenden Gehirn zeigen: Dass starke synaptische Verbindungen bevorzugt erhalten bleiben, während schwächere schneller abgebaut werden“, erläutert Simon Wiegert. „Darüber hinaus sorgt die Summe vieler Synapsen für die Stabilität der Informationen – ein Mechanismus, der für die langfristige Speicherung von Erinnerungen entscheidend sein könnte.“

Cynthia Rais und Simon Wiegert wandten die Methode der Optogenetik in Verbindung mit dem Zwei-Photonen-Kalzium-Imaging an, um über zwei Wochen hinweg dieselben dendritischen Dornen im Hippocampus von wachen Mäusen, einer für viele Formen des Gedächtnisses wichtigen Hirnregion, zu verfolgen. Sie stimulierten eine bestimmte Population von Neuronen (CA3) und beobachteten dabei, wie verbundene Neuronen (CA1) reagierten – bis auf die Ebene einzelner dendritischer Dornen.

Die besondere Herausforderung bestand darin, dass Synapsen in der Regel extrem klein sind – nahe an der Auflösungsgrenze optischer Mikroskope –, und die Bewegung des Tieres oft zu einem Verlust der Fokussierung führt. Häufig verwenden Forscher Anästhetika, um Bewegungsartefakte zu vermeiden. Anästhetika verändern jedoch auch die Übertragung und die Stabilität der Synapsen, was die gleichzeitige Untersuchung der Funktion und der Morphologie von Synapsen im selben Experimenten erschwert. Rais und Wiegert meisterten diese Herausforderung, indem sie die Mäuse so an die Versuchsanlage gewöhnten, dass diese während der Bildgebung stillhielten. Mithilfe eines Closed-Loop-Systems gelang es ihnen so, die synaptische Aktivität und Morphologie ohne jegliche Bewegung zu messen.

Auf diese Weise konnten sie einen direkten Zusammenhang zwischen der funktionellen Stärke dendritischer Dornen und ihrem Schicksal im lebenden Gehirn herstellen – etwas, das bisher in keiner Studie gelungen war. Eine hohe neuronale Aktivität korreliert mit einer stabilen Verbindung der Synapsen. Darüber hinaus konnten die Wissenschaftler auch erstmals im lebenden Gehirn bestätigen, dass größere Synapsen nicht nur stabiler sind als kleinere, sondern dass diese größeren Synapsen auch stärkere Synapsen darstellen.

Eine weitere wichtige Erkenntnis aus dieser Studie war, dass trotz der hohen Variabilität einzelner Synapsen über die Zeit hinweg, die Signalübertragung auf der Ebene der dendritischen Äste konstant war, das Gehirn also einen zuverlässigen Informationsfluss auf dieser Ebene aufrechterhält. Diese Stabilität der Informationsübertragung wurde auch auf der Ebene der Nervenzellen beobachtet. Sie zeigten über mehrere Sitzungen hinweg zuverlässige Reaktionen auf dieselben Reize.

Somit kann eine hohe Redundanz im synaptischen Informationsfluss die Informationsübertragung zwischen Neuronen stabilisieren. Diese Beobachtung könnte das Rätsel lösen, wie das Gehirn trotz ständiger dynamischer Veränderungen an seinen wichtigsten Kommunikationseinheiten – den Synapsen – stabile Erinnerungen bewahrt. Genau wie bei einer Ameisenstraße, wo sich einzelne Tiere scheinbar zufällig bewegen, aber die gesamte Population der Tiere einen stabilen Weg einhält.

Die vorliegende Studie hilft, die Mechanismen, die neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer zugrunde liegen – deren wesentliches Merkmal ein früher Verlust von Synapsen ist – besser zu verstehen. Sie wirft aber auch neue Fragen darüber auf, was mit diesem Stabilisierungsprozess während des Lernens und der Gedächtnisbildung geschieht, wenn Synapsen selektiv gestärkt oder geschwächt werden. Diese Prozesse, die als Langzeitpotenzierung und Langzeitdepression bezeichnet werden, gelten als Grundlage für die Bildung und Aktualisierung von Erinnerungen.

Universitätsmedizin Mannheim

Originalpublikation:

Rais, C., Wiegert, J.S. Functional synaptic connectivity shapes spine stability in the hippocampus. Nat Commun 17, 3218 (2026). doi.org/10.1038/s41467-026-71332-z

Die erstaunliche Resilienz eines tropischen Regenwalds

Mon, 13 Apr 2026 10:49:37 +0200

Tropische Regenwälder beherbergen fast zwei Drittel aller Wirbeltierarten und drei Viertel aller Baumarten: Sie sind das artenreichste Landökosystem der Erde. Mehr als die Hälfte dieser vielfältigen Regenwälder wurde aber bereits gerodet, und ihre Fläche nimmt weiterhin drastisch ab, vorwiegend für die Landwirtschaft. Besteht eine Chance auf Regeneration, und können auf gerodeten Flächen nicht nur Bäume, sondern auch die einzigartige Vielfalt an Tausenden von Tierarten zurückkommen? Mit diesen Fragen befasste sich die Forschungsgruppe „Reassembly“ unter Leitung der TU Darmstadt.

Die Antwort ist überraschend eindeutig und erfreulich positiv: In Agrarflächen wachsen Bäume schnell wieder nach, sobald die Landnutzung eingestellt wurde. Auch vielfältige Tierarten siedeln sich wieder an. Die Artenvielfalt erholte sich in 30 Jahren auf mehr als 90 Prozent des ursprünglichen Niveaus. In diesem Zeitraum kehrten sogar drei Viertel der Primärwald-typischen Tier- und Pflanzenarten zurück. Das gilt zumindest für das Untersuchungsgebiet in der Region Chocó im Nordwesten Ecuadors, einer Region, in der noch wenige Primärwälder und größere Sekundärwälder vorhanden sind. Sie bilden das Reservoir vieler zurückkehrender Tier- und Pflanzenarten.

Forscherinnen und Forscher von mehr als 30 Universitäten und Institutionen haben dafür die natürliche Regeneration 16 verschiedener Organismengruppen (Tier-, Pflanzen- und Bakterienarten) entlang eines Regenerations-Gradienten erstmals genauer untersucht. Insgesamt 62 Flächen wurden verglichen, die seit einigen Jahrzehnten durch die ecuadorianische Naturschutzorganisation Jocotoco geschützt und in ein großes Naturschutzgebiet integriert wurden: aktiv genutzte Weiden und Kakaoplantagen, unterschiedlich alte Sekundärwälder die vormals als Weiden und Plantagen genutzt wurden, und unberührte Urwälder.

„Regenwälder als komplexes Ökosystem und artenreiche Gemeinschaft zeigen eine erstaunliche Resilienz und die Fähigkeit, wieder in den ursprünglichen Zustand zurückzukehren“, erklärt Erstautor Timo Metz, der die umfangreichen Analysen im Rahmen seiner Promotion an der Technischen Universität Darmstadt durchführte und zusammenfasste. „Diese Stabilität wurde oft theoretisch modelliert, konnte aber bisher noch nicht auf Basis solch umfangreicher, empirischer Daten gezeigt werden.“

Seniorautor Nico Blüthgen, Professor für Ökologie an der TU Darmstadt und Sprecher der Forschungsgruppe „Reassembly“, ergänzt: „Die vielen schnell zurückkehrenden Tierarten sind nicht nur Profiteure der Wald-Regeneration, sondern sind auch deren wichtigste Akteure: Fledermäuse, Affen und andere Säugetiere sowie Vögel, bringen die Baumsamen wieder in die gerodeten Flächen, Dungkäfer graben die Samen in den Boden, Hunderte anderer Tierarten sorgen für die Bestäubung.“ Jocotoco-Leiter Dr. Martin Schaefer, der die Untersuchung zusammen mit Blüthgen initiierte, betont: „Unsere Erkenntnisse, dass 75 Prozent der Artenzusammensetzung und 90 Prozent der Artenvielfalt innerhalb einer Menschengeneration aus eigener Kraft zurückkommen, zeigen, wie effektiv wir Natur schützen können. Indem wir Flächen kaufen und schützen, können wir die Vielfalt des Lebens und die Grundlagen unserer Gesellschaften – Böden, Wasser und die Bestäubung der Pflanzen, die unsere Lebensmittelgrundlage sind – bewahren.“

Zu der bislang einzigartigen Untersuchung von mehr als 8.500 Arten trugen insgesamt 41 Forschende vor allem aus Deutschland und Ecuador bei. In bisherigen Studien in Mittel- und Südamerika wurde gut dokumentiert, dass die ursprüngliche Vielfalt und Biomasse der Bäume mehr als 100 Jahre benötigt, um vollständig zu regenerieren. Für die meisten Tierarten dagegen war bislang kaum bekannt, ob und wie schnell sie zurückkommen können.

In der neuen Studie zeigten sich deutliche Unterschiede zwischen den Artengruppen: Während einige mobile Tiergruppen bereits in wenigen Jahren regenerierten, brauchen die Gemeinschaften wirbelloser Tiere in der Laubstreu oder Bakterien im Boden sehr viel länger als die Baumarten. Der Vergleich von Weiden und Kakao-Plantagen erbrachte für letztere kürzere Regenerationszeiten. Durch vor Ort belassene Plantagenbäume sind in den Anfangsstadien schon schattenspendende Bäume und Laub statt konkurrenzstarker Weidegräser vorhanden.

Überall auf der Welt gibt es Bemühungen zur Renaturierung von Ökosystemen. Die aktuelle Studie belegt eindrucksvoll, wie schnell und effektiv sich die Natur bei Schutz erholt. Blüthgen mahnt jedoch, wie wichtig auch der Schutz intakter Ökosysteme sei: „Die Abholzungsrate von tropischen Wäldern ist derzeit viel höher als deren Schutzmaßnahmen – jedes Jahr gehen vier bis sechs Millionen Hektar weltweit verloren. Diese jährlichen Verluste sind damit fast so hoch wie die Fläche aller langfristig angelegten Renaturierungsmaßnahmen zusammen.“ Neben der Renaturierung, die massiv erweitert werden solle, müsse auch die Entwaldung der vom Menschen noch unberührten Urwälder aufhören, so wie es in internationalen Abkommen für dieses Jahrzehnt versprochen, aber bislang nicht umgesetzt worden sei. „Außerdem funktioniert die schnelle natürliche Regeneration nur, solange in der Landschaft noch ausreichend intakte Wälder als Spenderflächen vorhanden sind“, ergänzt Blüthgen. Für die dringend benötigte Wende in der Klima- und Biodiversitätskrise bleibe also nur noch wenig Zeit.

TU Darmstadt

Originalpublikation:

Metz, T., Farwig, N., Dormann, C.F. et al. Biodiversity resilience in a tropical rainforest. Nature (2026). doi.org/10.1038/s41586-026-10365-2