VBIO News

Neue Studienorientierungskampagne von "Wissenschaft verbindet"

Fri, 27 Feb 2026 13:26:00 +0100

Im Zentrum der Kampagne stehen zwei Poster und die Website https://wissenschaft-verbindet.de/studieren.

Die Website bietet Einblicke in mathematisch-naturwissenschaftliche Studiengänge. Neben Informationen zu Aufbau und Inhalten der Fächer stehen vor allem konkrete Einblicke in berufliche Werdegänge von Absolventinnen und Absolventen („Role Models“) im Fokus: Diese berichten aus ihrem Berufsalltag und zeigen, wie vielfältig der Berufseinstieg und die Wege nach dem Studium sein können. Begleitend zur Website werden bundesweit Poster an Schulen versendet, die Aufmerksamkeit erregen und über QR-Codes direkt auf die Kampagnenwebsite verweisen.

Die Kampagne möchte Oberstufenschülerinnen und -schülern Orientierung bieten und ihnen dabei helfen, eigene Interessen einzuordnen und Studienentscheidungen auf einer belastbaren Informationsbasis zu treffen.

(VBIO)

VBIO beteiligt sich an Evaluation der EU-Verordnung zu Access and Benefit Sharing

Fri, 27 Feb 2026 12:00:00 +0100

Neben der Beantwortung der von der EU vorgegebenen Fragen geht die Stellungnahme auf weitere Beobachtungen ein und betont, dass der Zugang zu genetischen Ressourcen für die Biodiversitätsforschung essenziell ist. Es bestehen aber derzeit erhebliche rechtliche Unsicherheiten bezüglich der Nutzung und der Verantwortlichkeiten der Nutzer.

Als Vereinfachung gedachte Instrumente wie „Registrierte Sammlungen“ und „Best Practices“ sind nur in Einzelfällen implementiert worden. Sie konnten daher nicht die erhoffte flächendeckende Entlastung für die akademische Forschung bringen. Eine große Herausforderung sind auch deutlich abweichende Compliance-Prüfungen in den EU-Mitgliedstaaten. Dies betrifft unter anderem unterschiedliche Interpretationen, was als „angemessene Bemühungen“ zur Einholung von Zugangsinformationen akzeptabel ist (Art. 4 der EU-VO) oder uneinheitliche Dokumentationsanforderungen in den einzelnen EU-Mitgliedstaaten. Rechtliche Unsicherheiten und hohe, aber ungleichen Kosten für wissenschaftliche Einrichtungen in unterschiedlichen EU-Ländern sind die Folge.

Vor diesem Hintergrund bedarf es einer Überarbeitung der EU-ABS-Verordnung, um rechtliche Unsicherheiten zu reduzieren und die Forschung zu erleichtern. Davon könnten insbesondere groß angelegte Biodiversitätsforschungsprojekte und internationale Kooperationen profitieren. Berücksichtig werden müssen dabei auch potentielle Inkonsistenzen mit anderen völkerrechtlichen Regelungen, wie etwa jenen zu marinen genetischen Ressourcen im Rahmen des UN-Hochseeschutzabkommens (BBNJ-Abkommen).

Das Sondierungsverfahren ist nur ein erster Schritt im Rahmen der Evaluation der EU-ABS-Verordnung (EU) Nr. 511/2014, die der VBIO im Rahmen der Allianz der universitären und außeruniversitären Biodiversitätsforschung in Deutschland weiter begleiten wird.

(VBIO)

Den Volltext der Stellungnahme finden Sie hier

Straßenlärm kann bereits nach einer einzigen Nacht Herz-Kreislauf-System schädigen

Fri, 27 Feb 2026 10:24:53 +0100

Verkehrslärm gehört zu den häufigsten Umweltbelastungen in Europa. Langjährige Beobachtungsstudien haben gezeigt, dass dauerhafte Lärmbelastung mit einem erhöhten Risiko für Bluthochdruck, Herzinfarkt und andere Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbunden ist. Bislang war jedoch noch wenig untersucht, wie der Körper unmittelbar auf Straßenverkehrslärm, der häufigsten Lärmquelle in Europa, in der Nacht reagiert. Dieser Forschungsfrage hat sich ein Forschungsteam um Dr. Omar Hahad, Univ.-Prof. Dr. Thomas Münzel und Univ.-Prof. Dr. Andreas Daiber vom Zentrum für Kardiologie der Universitätsmedizin Mainz gewidmet.

Im Rahmen ihrer Studie „A randomized, double-blind, crossover study of acute low-level night-time road traffic noise: effects on vascular function, sleep, and proteomic signatures in healthy adults“ stellten die Forschenden fest, dass selbst Verkehrslärm von durchschnittlich rund 41 bis 44 Dezibel messbare Stressreaktionen im Körper auslösen kann. „Die Studie liefert kontrollierte experimentelle Hinweise darauf, dass akuter nächtlicher Straßenverkehrslärm direkt in die Regulation des Gefäßsystems eingreift. Wir sehen sowohl funktionelle Veränderungen als auch begleitende Aktivierung bestimmter biologischer Signalwege“, betont Studienleiter und Erstautor der Studie Dr. Hahad.

Schlafen unter realitätsnahen Lärmbedingungen

Um die akuten Auswirkungen von Straßenverkehrslärm auf die 74 Studienteilnehmenden untersuchen zu können, simulierten die Forschenden unterschiedliche Belastungsgrade: eine Nacht ohne zusätzlichen Lärm sowie jeweils eine Nacht mit 30 bzw. 60 Straßenverkehrslärmereignissen in einer Lautstärke von durchschnittlich 41 bis 44 Dezibel für jeweils 1’15 Minuten. Die Lärmexposition erfolgte alle 11,5 bzw. 9,5 Minuten über Lautsprecher im privaten Schlafzimmer der Proband:innen. Am nächsten Morgen werteten die Forschenden die Herz-Kreislauf-Messungen der Nacht aus, analysierten Blutproben auf Proteine, die an Entzündungsprozessen beteiligt sind, und untersuchten die Elastizität der Blutgefäße. In der kontrollierten randomisierten doppelblinden Studie wussten weder die Teilnehmenden noch die Forschenden, die die Messungen durchführten, welchen Schallpegeln sie in der Nacht ausgesetzt waren.

Lärm belastet schon nach einer Nacht

Die Teilnehmenden, die den Lärmsequenzen ausgesetzt waren, berichteten von einer wahrgenommenen schlechteren Schlafqualität. Dabei reagierten die Proband:innen unterschiedlich stark, was auf eine individuelle Lärm-Empfindlichkeit hindeutet. Durch eine Kombination aus Herzfrequenzanalyse, molekularer Blutuntersuchung und Gefäßmessung konnten die Forschenden sowohl funktionelle als auch biologische Veränderungen nachweisen, was die geschilderte Beeinträchtigung verdeutlichte – und das bereits nach einer einzigen Nacht: Die Herzfrequenz stieg nach einzelnen Lärmereignissen an, im Blut zeigten sich Veränderungen in immun- und entzündungsassoziierten Proteinen und Ultraschallmessungen belegten eine verminderte Elastizität der Blutgefäße. Gerade diese endotheliale Funktion gilt als frühes Warnsignal für die Gefäßgesundheit. „Unsere Studienerkenntnisse könnten die molekularen Krankheitsmechanismen, die durch Lärm beim Menschen ausgelöst werden, erklären“, betont Professor Daiber, Leiter der Forschungsgruppe Molekulare Kardiologie am Zentrum für Kardiologie der Universitätsmedizin Mainz.

11 Millionen Deutsche sind nachts Lärm ausgesetzt

Die Studienautoren plädieren für konsequente Lärmschutzmaßnahmen, wie beispielsweise Tempo 30 innerorts und mehr Grünflächen als natürlichen Schallschutzpuffer. „Lärmschutz ist Herzschutz“, betont Professor Münzel. „Jede Dezibel-Reduktion bedeutet weniger Stress für Gefäße, weniger Entzündung im Blut – und langfristig weniger Herzinfarkte und Schlaganfälle. Stadtplanung ist damit keine ästhetische Frage, sondern eine kardiovaskuläre Präventionsstrategie. Gesunde Städte sind leise Städte.“ Um besser zu verstehen, wie die Ergebnisse dieser Kurzzeitstudie mit dem langfristigen Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen zusammenhängen könnten, seien weitere Untersuchungen erforderlich, sagen die Studienautoren. Laut Umweltbundesamt sind in Deutschland mehr als 11 Millionen Menschen nächtlichem Straßenverkehrslärm von mindestens 50 Dezibel ausgesetzt.

Universitätsmedizin Mainz

Originalpublikation:

Omar Hahad et al.: A randomized, double-blind, crossover study of acute low-level night-time road traffic noise: effects on vascular function, sleep, and proteomic signatures in healthy adults, Cardiovascular Research (2026), DOI: https://doi.org/10.1093/cvr/cvag028

Wie sich das Leben der Wildkatzen durch menschliche Einflüsse verändert

Fri, 27 Feb 2026 10:20:50 +0100

Das machte sich ein Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Chris Baumann und Dr. Dorothée Drucker vom Senckenberg Centre for Human Evolution and Palaeoenvironment an der Universität Tübingen bei der Analyse von Katzenhaaren zunutze. Über diese nicht-invasive Untersuchungsmethode will das Team die lang-fristigen ökologischen Veränderungen in der Lebensweise der Wildkatzen verfolgen und mehr Informationen für deren Schutz gewinnen. Dafür sind zoologische Sammlungen als Langzeitarchive essenzielle Voraussetzung; sie erhalten neue Nutzungsmöglichkeiten. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift PLOS ONE veröffentlicht.

Die Europäische Wildkatze (Felis silvestris) steht in Deutschland seit 1935 unter Schutz. In den vergangenen Jahrzehnten breitete sie sich hier wie auch sonst in Europa wieder aus. Dabei kommen die dämmerungsaktiven Tiere, die als ortstreue Einzelgänger gelten und dem Menschen normalerweise aus dem Weg gehen, immer häufiger in Kontakt mit menschlichen Siedlungen und Straßen. „Ungestörte Waldgebiete als ideale Lebensräume der Wildkatzen werden kleiner, und das Risiko ist groß, dass sie auf unseren Straßen überfahren werden“, berichtet Chris Baumann. Eine Bedrohung für die Wildkatzen stellen auch streunende, verwilderte oder freilaufende Hauskatzen (Felis catus) dar, die Krankheiten übertragen können oder durch Artenkreuzung ihren genetischen Bestand beeinflussen.

Keine neuen Probenahmen

Zur weiteren Erforschung der Wildkatzen in Deutschland setzt das Team bei der Ernährungsweise an: Sie lässt indirekt erkennen, an welche Entwicklungen sich Tiere anpassen, wo sie sich aufhalten und mit welchen anderen Arten sie in Konkurrenz stehen. „Wir nutzten ausschließlich Proben von Katzenhaaren, die bereits bei vergangenen Studien gesammelt wurden“, sagt Baumann. Einbezogen haben die Forscherinnen und Forscher Proben aus einer Fallstudie, bei der eine Wildkatzenpopulation mit niedriger Hybridisierungsrate im Taunus mit einer im Markgräflerland verglichen wurde, wo es häufig zu Artenkreuzungen mit Hauskatzen kam. „Bei dieser Studie wurden für ein genetisches Monitoring der Wildkatzen Haarproben mithilfe von Klebefallen gesammelt“, erklärt der Forscher. Außerdem bewahrte das Phyletische Museum der Universität Jena in Thüringen Haarproben von Wildkatzen aus den vergangenen 26 Jahren auf, teilweise stammten sie von im Straßenverkehr getöteten Tieren.

In den Haarproben aus den drei deutschen Regionen wurden jeweils die Muster stabiler Isotope von Kohlenstoff, Stickstoff und Schwefel analysiert, das sind Atome des gleichen chemischen Elements mit unterschiedlicher Masse. Diese Muster, auch als Signaturen bezeichnet, sind jeweils für Lebewesen aus bestimmten Regionen und mit bestimmter Ernährungsweise charakteristisch. „Die Isotopensignatur in den Zellen der Beutetiere, die die Katzen gefressen haben, oder aus dem von Menschen bereitgestellten Futter geht in deren Isotopensignatur ein“, erklärt Baumann. Die Interpretation der Daten ist aufwendig, aber lässt einige stabile Aussagen zu.

Im Ergebnis zeigten sich verschiedene Ernährungsweisen der Katzen: „Wildkatzen, vor allem bei der Population im Taunus, die in ihrem typischen Waldhabitat lebten, hatten eine recht einheitliche Isotopensignatur, sie waren ökologisch stark spezialisiert“, sagt Baumann. „Die Hybride hingegen besetzten eine breite ökologische Nische, ihre Isotopensignatur hatte eine große Überlappung mit den Wildkatzen in den Regionen, wo beide nebeneinander vorkommen.“ Bei den Haus- und Wildkatzen gab es nur geringe Überlappungen, sie konkurrieren kaum in ihren Ernährungsweisen. „Der Langzeittrend bei den Thüringer Wildkatzen ergab Kohlenstoff-Isotopenwerte besonders bei im Sommer gewachsenen Fellhaaren, die auf einen steigenden Anteil von Beute von landwirtschaftlichen Nutzflächen hinweist.“

Die Studienergebnisse tragen zur Beobachtung des Wildkatzenbestands in Deutschland bei. Sie helfen aber auch, die nicht-invasive rückblickende Methode des Isotopen-Monitorings, bei der archiviertes Gewebe verwendet werden kann, besser zu etablieren.

Eberhard Karls Universität Tübingen

Originalpublikation:

Chris Baumann, Sabrina Streif, Ayenne S. Akarsu, Carsten Nowak, Dorothée G. Drucker: Retrospective isotope monitoring reveals spatial and temporal effects of anthropogenic pressures on the trophic ecology of European wildcats (Felis silvestris) in Germany. PLOS ONE, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0343705

Zuckerreiche Nahrung: Stoffwechselanpassung bei Vögeln

Fri, 27 Feb 2026 10:04:35 +0100

Haben Sie schon mal einen Kolibri beobachtet, der seinen Schnabel tief in eine Trompetenblume steckt? Oder einen Honigfresser, der mit seiner bürstenförmigen Zunge Nektar aus Eukalyptusblüten saugt? Wenn ja, dann haben Sie aus menschlicher Sicht etwas Bemerkenswertes beobachtet: Denn obwohl die meisten Vogelarten keinen oder nur wenig Zucker konsumieren, gibt es einige, die sich fast ausschließlich von Nektar oder süßen Früchten ernähren. Dabei verarbeiten sie enorme Mengen an Zucker, ohne die Krankheiten zu entwickeln, die eine solche Ernährung bei Menschen oder anderen Tieren hervorrufen würde.

Interessanterweise haben Kolibris, Nektarvögel, einige Honigfresser und Papageien unabhängig voneinander die Fähigkeit entwickelt, sich von extrem zuckerhaltiger Nahrung zu ernähren – und das auf verschiedenen Kontinenten, getrennt durch Millionen Jahre Evolutionsgeschichte. Forschende an der Harvard University, dem Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz und dem Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt machten sich nun daran, ein großes Rätsel zu lüften: Haben alle diese Vögel dieselben genetischen Veränderungen durchlaufen, oder hat jede Gruppe ihren eigenen Weg eingeschlagen?

Die Antwort lautet: beides.

Die in Science veröffentlichte Studie untersuchte die genetischen Veränderungen, die hinter den extremen Stoffwechselanpassungen dieser Vögel stehen. Damit baut sie auf frühere Studien auf, die zeigen, wie Vögel Zucker schmecken und extreme Energieanforderungen bewältigen können, wie etwa der Schwebeflug bei Kolibris.

„Eine Ernährung, die reich an Nektar oder Früchten ist, stellt eine einzigartige physiologische Herausforderung dar“, sagt Ekaterina Osipova, Postdoc am Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt und der Harvard University und Erstautorin der Studie. „Solche Vögel müssen große Mengen Zucker verarbeiten, ohne ihren Organismus dabei zu überlasten. Gleichzeitig gilt es, enorme Flüssigkeitsmengen zu bewältigen und sowohl einen angemessenen Blutdruck, wie auch einen ausgeglichenen Salzhaushalt aufrechtzuerhalten. Die von uns entdeckten genetischen Muster geben ein umfassenderes Bild davon, wie diese Vögel riesige Mengen an Zucker verarbeiten können – eine Fähigkeit, die Menschen fehlt. Und wir können besser verstehen, ob Evolution ähnliche Lösungen für dieselben Herausforderungen findet.“

Gemeinsamkeiten und Unterschiede

Die Forschenden verglichen die Genomsequenzen von zuckerkonsumierenden Vögeln aus Amerika, Australien, Afrika und Asien mit ihren eng verwandten, nicht zuckerfressenden Verwandten.

Dabei identifizierten sie sowohl genetische Veränderungen, die jeweils nur in einer Gruppe vorkamen, als auch die Veränderungen, die in zwei oder mehr Gruppen auftraten. Die Veränderungen betrafen dabei zum einen Gene, die steuern, wie der Körper den Blutdruck über den Wasserhaushalt reguliert und zum anderen Gene, die den Herzrhythmus und den Ionentransport in den Nieren steuern. Dies spiegelt die Herausforderung dieser Vögel wider, sowohl hohe Zuckerkonzentrationen als auch große Flüssigkeitsmengen bewältigen zu müssen. Zudem fanden die Forschenden in allen zuckerfressenden Gruppen wiederholte Veränderungen in Genen, die mit dem Insulin-Signalweg in Zusammenhang stehen.

Unter Tausenden untersuchten Genen fanden die Forschenden nur eines, das bei Arten aller vier zuckerfressenden Gruppen verändert war: MLXIPL, ein Hauptregulator des Zuckerstoffwechsels. Labortests bestätigten, dass dieses Gen bei Kolibris weitaus aktiver ist als das entsprechende Gen bei Mauerseglern, die zwar nah mit Kolibris verwandt sind, aber sich nicht von Zucker ernähren. Die Vögel der vier Gruppen haben sich über Millionen von Jahren hinweg auf verschiedenen Kontinenten entwickelt. Die Tatsache, dass sie unabhängig voneinander dasselbe Gen verändert haben, deutet darauf hin, dass dies für die Bewältigung extremer Zuckermengen in der Ernährung unerlässlich ist. Interessanterweise ist dieses Gen auch für den menschlichen Stoffwechsel wichtig, wodurch es zu einem potenziellen Ziel für das Verständnis verschiedener Krankheiten wird.

„Ich finde es besonders spannend, dass unsere Erkenntnisse neue Fragen zum Stoffwechsel und zur Physiologie aufwerfen und vor allem, wie andere Tiere mit extremen Ernährungsweisen umgehen“, sagt Meng-Ching Ko, Postdoc am MPI für biologische Intelligenz und Erstautorin der Studie. „Die Ernährung unserer Vorfahren war zuckerarm. Viele von uns nehmen heute jedoch weit mehr Zucker zu sich, als der Körper verarbeiten kann. Das Verständnis, wie sich Vögel angepasst haben, könnte letztendlich dazu beitragen, neue therapeutische Ansätze für Diabetes und andere Stoffwechselerkrankungen zu identifizieren.“

Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz

Originalpublikation:

Ekaterina Osipova et al.: Convergent and lineage-specific genomic changes shape adaptations in sugar-consuming birds. Science391,eadt1522(2026). DOI:10.1126/science.adt1522

Hummeln sind effiziente Entscheider

Fri, 27 Feb 2026 10:00:32 +0100

Welche Erdbeeren im Supermarktregal könnten wohl die süßesten sein? Wählt man besser die tiefroten, die mit den grünen Stellen oder doch diejenigen, die am intensivsten duften? Um Entscheidungen wie diese zu treffen, verarbeiten wir täglich Unmengen an Informationen und nutzen dafür all unsere Sinne. Welche Informationen wie zu deuten sind, lernen wir wiederum aus Erfahrung. Tieren geht es da nicht anders. Eine aktuelle Studie der Universität Konstanz in Kooperation mit der Universität Würzburg hat das Entscheidungsverhalten von Hummeln untersucht und fand heraus, dass diese Insekten eine „Abkürzung“ in der Informationsverarbeitung nehmen, wenn sie dadurch Zeit sparen können. Dabei sind sie dem Entscheidungsverhalten von Menschen gar nicht so unähnlich.

Viele Blüten erfordern viele Entscheidungen

Bei der Nahrungssuche für ihr Volk fliegen Hummeln täglich hunderte Blüten an und müssen dabei jedes Mal entscheiden, welche am lohnendsten sein könnten. „Aufgrund der Häufigkeit dieser Entscheidungen in kurzen Zeiträumen eignen sich Hummeln besonders gut, um Entscheidungsprozesse zu untersuchen“, sagt Anna Stöckl, Neuroethologin an der Universität Konstanz und Co-Autorin der Studie. Damit sie nicht zu viel Energie mit wenig aussichtsreichen Flügen verschwenden, hilft es den Insekten, sich zu merken, welche Blütenarten Nektar oder Pollen enthielten und welche beim nächsten Besuch somit wahrscheinlich Nahrung bieten. „Um sich die gute Quelle zu merken, orientieren sie sich vor allem an der Farbe der jeweiligen Blüte. Sie sind aber auch dazu in der Lage, Form, Muster und Düfte zu erkennen“, so Stöckl. Ganz ähnlich wie Menschen vor dem Supermarktregal, die aus Erfahrung wissen, dass eine bestimmte Farbe sowie der Geruch bei der Erdbeerwahl verlässliche Kriterien sind.

Doch wie viele Merkmale speichern Hummeln ab, um eine gute Nahrungsquelle schnell und sicher identifizieren zu können? Um das zu testen, haben die Forschenden die Insekten zunächst darauf trainiert, eine bestimmte Kombination von Merkmalen mit einer Belohnung zu verbinden. Dabei wurden Blütenattrappen in verschiedenen Farbkonstellationen mit einem Muster oder mit einer Form kombiniert. In einem Durchgang wurden die Hummeln beispielsweise bei einer blauen, sternförmigen Blüte mit Zuckerlösung belohnt, während eine gelbe, runde Blüte nur Wasser enthielt. Trainiert wurde in einem weiteren Versuchsaufbau auch mit Blüten, deren Farben sich sehr ähnlich waren (zum Beispiel gelb und orange). Nach mehreren Durchgängen konnten die Forschenden beobachten, dass die Hummeln vermehrt die Blüten anflogen, die ihnen Zuckerlösung boten. „Das war für uns das Zeichen, dass sie die Merkmale der Blüte abgespeichert hatten und in ihre Entscheidung einbezogen“, sagt Stöckl.

Abgespeichert wird nur, was nötig ist

Nun begann die eigentliche Forschung, um herauszufinden, nach welchen der Merkmale sich die Hummeln richten: eher nach Form, eher nach Farbe oder beides gleichwertig? Um dieser Frage auf den Grund zu gehen, haben die Forschenden die bereits antrainierten Farben und Formen miteinander vermischt und die Hummeln so vor die Wahl zwischen den erlernten Merkmalen gestellt: Die sternförmige Blüte war nun beispielsweise gelb, die runde Blüte blau. Das eindeutige Ergebnis: Die Hummeln orientierten sich weiter an der einmal gelernten Farbe – nicht an der Form – und erwarteten mehrheitlich bei der blauen Blüte ihren Nektar. In einem weiteren Schritt waren schließlich alle Blüten einheitlich grau und nur Form oder Muster ließen noch auf die Belohnung schließen.

Das Ergebnis des Versuchs war eindeutig: Nur wenn die Farben in der Trainingsphase nicht so einfach zu unterscheiden waren, hatten sich die Hummeln zusätzlich auch die Form gemerkt und wählten bei den später einheitlich grauen Blüten deutlich häufiger die mit der korrekten Form. Die Hummeln passten ihre Entscheidungsstrategie, bzw. was und wie viel sie sich merkten, also an die Eindeutigkeit der Blütenmerkmale an. Besonders interessant war für die Forschenden jedoch ein Blick auf die Zeit in der Trainingsphase: „Hummeln, die an den Blüten mit den eindeutigen Farben trainiert wurden, benötigten deutlich weniger Zeit, bis sie gelernt hatten, welche Blüten sie für die Belohnung anfliegen mussten. Die Hummeln an den farblich ähnlichen Blüten brauchten für den Lernprozess hingegen länger“, erläutert Biologe und Co-Autor Johannes Spaethe von der Universität Würzburg.

Mit diesem Vorgehen sparen die Hummeln laut Anna Stöckl wertvolle Ressourcen: „Das Lernen und Abspeichern der Farbe allein erfordert vermutlich weniger Verarbeitungsaufwand als das Merken von Farbe und Form zugleich. Erst wenn die Farben ähnlich waren, lernten die Hummeln auch Formen und Muster. Dadurch dauerte das Lernen jedoch wiederum länger. So kommen die Insekten stets mit dem Prinzip ‚so viel wie nötig und so wenig wie möglich‘ zum bestmöglichen Ergebnis“, fasst sie das Ergebnis der Studie zusammen. Dabei ist die Entscheidungsfindung der Hummeln dem der Menschen gar nicht so unähnlich: Aus vielen grünen Erdbeeren wird wohl jeder die roten aussuchen. Sind hingegen alle Erdbeeren in der Auslage tiefrot, ist es zusätzlich hilfreich zu wissen, wie reife Erdbeeren duften.

Universität Konstanz

Originalpublikation:

Johannes Spaethe et al.: Bees flexibly adjust decision strategies to information content in a foraging task. Sci. Adv.12,eadw9320(2026). DOI:10.1126/sciadv.adw9320

Nährstoff-Timing beeinflusst Genaktivität im Fettgewebe

Fri, 27 Feb 2026 09:53:37 +0100

Der menschliche Stoffwechsel wird von der inneren Uhr gesteuert und folgt sogenannten zirkadianen Rhythmen. Viele Prozesse, wie zum Beispiel die Zuckeraufnahme, Fettverbrennung oder Hormonfreisetzung, oszillieren im Tagesverlauf, d. h., sie schwanken und weisen charakteristische 24-stündige Rhythmen auf. Wenn Nährstoffe außerhalb der für die inneren Rhythmen optimalen Zeitfenster konsumiert werden, könnte das langfristig Stoffwechselstörungen begünstigen. Das Forschungsgebiet der Chrononutrition untersucht die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen, um Essenszeiten optimal zu timen, die Stoffwechselgesundheit zu steigern und chronische Erkrankungen zu verhindern.

Fette zum Frühstück oder zum Abendbrot?

Prof. Olga Ramich, Leiterin der Abteilung Molekularer Stoffwechsel und Präzisionsernährung am DIfE, und ihr Team untersuchten erstmalig an Menschen, ob der Zeitpunkt der Aufnahme von Kohlenhydraten und Fetten die tageszeitliche Genexpression im Unterhautfettgewebe unabhängig von der Kalorienaufnahme verändert. Dafür nutzten sie Daten aus einer kontrollierten Ernährungsstudie im Crossover-Design, an der 29 übergewichtige Männer ohne Diabetes teilnahmen. Die Probanden folgten jeweils vier Wochen lang zwei unterschiedlichen Ernährungsplänen, die hinsichtlich ihrer Kalorienmenge identisch (isokalorisch) waren. Während einer Ernährungsintervention nahmen sie morgens viele Kohlenhydrate und abends viel Fett auf, bei der zweiten Intervention war es genau andersherum. Auf Grund des verwendeten Crossover-Ansatzes erhielten alle Teilnehmer beide Interventionen, sodass individuelle Unterschiede in der Stoffwechselantwort besser isoliert werden konnten.

Das Studienteam entnahm den Teilnehmern vor und nach jeder Ernährungsintervention zu verschiedenen Tageszeiten jeweils drei Proben aus dem Unterhautfettgewebe. In Kooperation mit Prof. Achim Kramer, Leiter des Arbeitsbereichs Chronobiologie an der Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin der Charité, wurde daraufhin das Transkriptom analysiert, das ein dynamisches Abbild der Genaktivität darstellt.

Deutliche Unterschiede im Fettgewebe

Erstmals charakterisierten Ramich und ihr Team die Genrhythmen im Unterhautfettgewebe und konnten feststellen, dass die tageszeitliche Nährstoffverteilung das oszillierende und nicht-oszillierende Transkriptom veränderte. Die Analysen zeigten, dass 1.386 Gene im untersuchten Fettgewebe tageszeitlichen Oszillationen unterliegen. Viele dieser Gene sind mit dem Glukose- und Fettstoffwechsel oder mit Entzündungsprozessen assoziiert. Die Wissenschaftler*innen stellten fest, dass der Zeitpunkt der Makronährstoffaufnahme die tageszeitliche Genexpression von fast einem Drittel der oszillierenden Gene im Fettgewebe beeinflusste. Manche Gene wiesen veränderte Rhythmenparameter auf, andere stellten die Oszillation ein oder, umgekehrt, nicht-oszillierende Gene wurden zu oszillierenden.

Der Verzehr von fettreicher Kost am Morgen und kohlenhydratreicher Nahrung am Abend führte zu einer Verbesserung der Marker für die Insulinsensitivität im untersuchten Fettgewebe. Eine Verschiebung der Fettaufnahme in den Abend hingegen erhöhte die Aktivität von Entzündungsgenen. Das könnte ein Hinweis auf einen frühen proinflammatorischen Zustand im Fettgewebe sein, welcher als Risikofaktor für die Entstehung metabolischer Erkrankungen wie Adipositas und Typ-2-Diabetes gilt.

Neuer Ansatz für Prävention

„Unsere Ergebnisse bestätigen erste Erkenntnisse, dass die Verschiebung der Makronährstoffverteilung über den Tag die metabolischen Prozesse im Fettgewebe messbar beeinflusst“, sagt Ramich. „Späte, fettreiche Mahlzeiten könnten vielleicht ungünstige molekulare Prozesse anstoßen, die möglicherweise langfristig Entzündungen und Stoffwechselprobleme fördern.“ Die Forschenden sehen in ihren Ergebnissen neue Ansatzpunkte für die Prävention von Übergewicht und Typ-2-Diabetes. „Neben Kalorienmenge und Nährstoffzusammensetzung könnte zukünftig auch das Mahlzeiten-Timing ein wichtiger Bestandteil personalisierter Ernährungsempfehlungen sein“, erklärt Ramich.

Allerdings betonen die Wissenschaftler*innen, dass größere und langfristige Interventionsstudien nötig sind, um gesundheitliche Auswirkungen oder gar Empfehlungen für unterschiedliche Bevölkerungsgruppen, wie z. B. Frauen und/oder Menschen mit Diabetes, abzuleiten. Auch mechanistische Studien in Zellkultur- oder tierexperimentellen Modellen könnten helfen, den Zusammenhang zwischen zirkadianen Änderungen im Fettgewebe und dem Gesamtstoffwechsel genauer zu untersuchen.

Deutsches Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke

Originalpublikation:

Soliz-Rueda, J. R., Kessler, K., Jürchott, K., Sticht, C., Hornemann, S., Kramer, A., Pfeiffer, A. F. H., Pivovarova-Ramich, O.: Remodeling of human diurnal adipose tissue transcriptome by the composition of morning and afternoon meals. Food Res. Int. 231(1), 118685 (2026). https://doi.org/10.1016/j.foodres.2026.118685

Wie sich vor 2,5 Milliarden Jahren Sauerstoff in der Erdatmosphäre anreichern konnte

Thu, 26 Feb 2026 12:29:26 +0100

Sauerstoff war für die Cyanobakterien ein schwieriges Abfallprodukt. Als er sich anreicherte, reagierte die Evolution flexibel. Heute ist er für die meisten Lebensformen, die wir kennen, nicht wegzudenken. „Die frühen Ozeane enthielten viel gelöstes Eisen, das mit Sauerstoff reagiert und dabei hochreaktive Sauerstoffradikale bildet. Diese sogenannten reaktiven Sauerstoffspezies sind giftig für Bakterien“, erklärt Andreas Kappler. Bisher sei man daher davon ausgegangen, dass die Sauerstoffradikale die Sauerstofffreisetzung der Cyanobakterien stark hemmten und dass erst mehrere Millionen von Jahren nach der Entstehung der Cyanobakterien freier Sauerstoff in die Atmosphäre gelangte. „Diese Annahme warf aber auch die Frage auf, wie die Cyanobakterien unter diesen Bedingungen überleben konnten“, sagt die Doktorandin Carolin Dreher aus Kapplers Arbeitsgruppe, die Erstautorin der Studie.

Die Rolle des Silikats

Um die Lebensbedingungen der Cyanobakterien in den frühen Ozeanen besser zu verstehen, unter-suchte das Forschungsteam das Wachstum von Cyanobakterien der Gattung Synechococcus im Labor bei verschiedenen Konzentrationen von gelöstem Eisen – und Silikat. Dabei handelt es sich um gelöstes Silizium, das ebenfalls im Wasser der Urmeere in größeren Mengen vorkam. „Das wissen wir aus den heute größten Eisenlagerstätten der Welt, den gebänderten Eisenerzen, die auf mehreren Kontinenten vorkommen. Dort wurden beide Elemente, Eisen und Silizium, abwechselnd in Schichten abgelagert“, erklärt Kappler.

Im Experiment verstärkten hohe Eisenkonzentrationen die Bildung reaktiver Sauerstoffverbindungen und hemmten das Wachstum der Mikroorganismen. „Wenn in den Versuchen allerdings auch die für die damaligen Ozeane realistischen Mengen an Silikat vorhanden waren, ging die Bildung dieser toxischen Verbindungen deutlich zurück“, berichtet Carolin Dreher. Unter diesen Bedingungen konnten die Cyanobakterien wachsen und weiterhin Sauerstoff produzieren. „Hohe Silikatkonzentrationen wirkten offenbar wie ein chemischer Schutzmechanismus, der die Bildung schädlicher Sauerstoffverbindungen reduzierte und so das Wachstum der Cyanobakterien trotz hoher Eisenkonzentrationen ermöglichte“, erklärt die Forscherin.

Einfluss des tageszeitlichen Hell-Dunkel-Wechsels

Darüber hinaus fanden die Forschenden heraus, dass auch der Wechsel von Tag- und Nachtphasen eine wichtige Rolle bei der Sauerstoffanreicherung spielte. „Bei vorangegangenen Forschungsarbeiten war eine Dauerbeleuchtung verwendet worden. Wir stellten fest, dass sich die Bildung schädlicher Sauerstoffverbindungen bei unseren Laborversuchen unter einem tageszeitlichen Lichtzyklus zusätzlich reduzierte“, berichtet Dreher. Rechenmodelle der Forschenden auf Basis der experimentellen Daten hätten gezeigt, dass sich unter solchen Bedingungen in den oberflächennahen Bereichen der damaligen Ozeane sauerstoffreiche Zonen gebildet haben könnten.

„Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die chemischen Bedingungen in den eisenreichen Ozeanen der frühen Erde die Ausbreitung von Cyanobakterien weniger stark behinderten als bisher angenommen“, sagt Kappler. „Das könnte entscheidend dazu beigetragen haben, dass diese Mikroorganismen langfristig genügend Sauerstoff produzierten, um die Zusammensetzung der Erdatmosphäre nachhaltig zu verändern.“

„Die Studie liefert neue faszinierende Einblicke in die langfristige Entwicklung der Erdatmosphäre. Sie zeigt, dass viele Bedingungen im Zusammenhang berücksichtigt werden müssen, um die Prozesse in den frühen Ozeanen nachzuvollziehen“, sagt Professorin Dr. Karla Pollmann, die Rektorin der Universität Tübingen.

Universität Tübingen

Originalpublikation:

Carolin L. Dreher, Olaf A. Cirpka, Manuel Schad Kurt O. Konhauser, Andreas Kappler: Survival of cyanobacteria and mitigation of Fe(II) toxicity effects in a silica-rich Archean ocean. Nature Communications, https://doi.org/10.1038/s41467-026-69826-x

Eine Geschichte der Koevolution: Sprenkel im Zellkern helfen bei der RNA Verarbeitung

Thu, 26 Feb 2026 11:57:29 +0100

Das Problem mit Kernsprenkeln

Nuclear Speckles haben Forschende lange Zeit vor ein Rätsel gestellt. Mit dem Aufkommen der Lichtmikroskopie konnten Forschende erstmals winzige Sprenkel im Zellkern beobachten. Trotzdem wurden diese Strukturen erst Mitte des 20. Jahrhunderts als eigenständige Einheiten im Zellkern anerkannt. Moderne molekularbiologische Methoden enthüllten schließlich ihre Zusammensetzung, doch diese Erkenntnis warf nur noch mehr Fragen auf.

„Grob gesagt gab es in diesem Forschungsbereich zwei unterschiedliche Ideen“, sagt Gruppenleiterin Tuğçe Aktaş vom Max-Planck-Institut für molekulare Genetik. „Einige Forschende gingen davon aus, dass es sich um einen Regulationsknotenpunkt für die Genexpression handelt, da diese Sprenkel viele Proteine für Transkription und RNA-Verarbeitung enthalten. Andere glaubten, dass diese Moleküle lediglich in den Sprenkeln gespeichert werden, bis sie benötigt werden, und dass sie keine funktionellen Einheiten sind.“

Doch wie lässt sich ihre Funktion bestimmen? In der Molekularbiologie ist es ein grundlegender Ansatz, eine bestimmte Struktur oder ein bestimmtes Protein zu entfernen und die Auswirkungen auf Zellen und biologische Prozesse zu beobachten. Dieser Ansatz wurde jedoch lange Zeit durch die Komplexität der Speckles behindert. „Sie enthalten Hunderte von Proteinen und es war unklar, welche davon den Kern dieser Kondensate bilden“, erklärt Michal Malszycki, einer der Erstautoren der Studie.

Die Funktionen von Nuclear Speckles

Dies änderte sich im Jahr 2020, als das Aktaş-Labor die beiden Proteine identifizierte, die das Gerüst der Sprenkel bilden: SON und SRRM2. In ihrer neuen Studie setzten die Forscher*innen Stoffe ein, die diese Proteine abbauen, und konnten so die Strukturen endlich auflösen. „Dadurch können wir nun zeigen, dass sie eine klare Funktion haben und nicht nur Speicher sind”, sagt Aktaş.

Insbesondere konnte das Team aber die Speckle-Funktion erstmals mit speziellen DNA-Regionen in Verbindung bringen. Diese sogenannten GC-reichen Isochoren sind große DNA-Segmente, die reich an Guanin- und Cytosinbasen sind. „Diese GC-reichen Regionen sind dicht mit Genen besetzt, und die aus ihnen produzierte Boten-RNA ist schwer zu spleißen“, erklärt Lisa Martina, eine weitere Erstautorin. „Wir können nun zeigen, dass Speckles notwendig sind, um diese dicht gepackte Genarchitektur richtig zu verarbeiten.“ Eine weitere Funktion besteht darin, zufällige Chromatinbewegungen zu verhindern. Dies konnten die Forscher*innen in Zusammenarbeit mit Ferhat Ay am LJI in San Diego zeigen.

Die Wissenschaftler*innen führten auch Experimente an Zelllinien anderer Spezies durch. Einige davon waren nur dank der Zusammenarbeit mit Cantas Alev vom ASHBi in Kyoto verfügbar. Dabei fanden die Autor*innen heraus, dass Speckles sich offenbar zusammen mit der schwer zu spleißenden Genarchitektur in Amnioten wie Säugetieren und Vögeln entwickelt haben, während sie bei Fischen oder wirbellosen Lebewesen fehlen.

„Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass sich Speckles und die GC-reichen Isochoren in der Evolution gemeinsam entwickelt haben könnten. Warum Isochoren existieren oder welchen Vorteil eine solche Genarchitektur bietet, ist nach wie vor umstritten. Unsere Ergebnisse werfen jedoch wichtige Fragen zur Entwicklung von Speckles und ihrer Rolle bei anderen Spezies auf, denen wir nun weiter nachgehen werden“, sagt Ibrahim Ilik, Postdoktorand im Labor und Mitautor der Studie.

Kernsprenkel im Kontext von Krankheiten

Die Kernproteine der Speckles sind bei seltenen Erkrankungen häufig mutiert. Einige neuere Studien zeigen zudem, dass sich die Zusammensetzung und Morphologie der Sprenkel bei Krebs verändert. Ein tieferes Verständnis der biophysikalischen Eigenschaften dieser Strukturen könnte somit auch wichtige Einblicke in die zugrunde liegenden Krankheitsmechanismen liefern.

Biomolekulare Kondensate, zu denen Speckles gehören, werden zunehmend mit wichtigen Zellfunktionen und vielen Krankheiten in Verbindung gebracht. „Es gab viele Ideen darüber, welche Funktion Speckles haben könnten, und es ist sehr spannend, dass wir sie eindeutig mit der Verarbeitung der GC-reichen, von Isochoren abgeleiteten RNA in Verbindung bringen können. Meines Wissens hat noch niemand ein Kondensat im Zellkern beschrieben, das speziell so große Bereiche des Genoms beeinflusst“, sagt Aktaş.

Max-Planck-Institut für molekulare Genetik

Originalpublikation:

Malszycki M. et.al.: Nuclear Speckles enable processing of RNA from GC-rich Isochores. Cell 2026. https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.01.011

Gefährdete Naturstoff-Apotheke im Korallenriff

Thu, 26 Feb 2026 11:18:50 +0100

In Korallenriffen wimmelt es nur so von Leben: Sie beherbergen über einen Drittel aller marinen Tier- und Pflanzenarten, obwohl sie nur weniger als ein Prozent des Meeresbodens bedecken. Doch diese immense Vielfalt ist durch die Erwärmung der Weltmeere bedroht. Seit den 1950er Jahren ist schon die Hälfte des Korallenbestandes verschwunden.

Aber nicht nur die für das Auge sichtbaren Lebewesen sind gefährdet, sondern auch unzählige im Riff angesiedelte Mikroorganismen. Sie leben oft mit Korallen, Schwämmen und anderen Riffbewohnern in einer Symbiose, von der beide Partner profitieren. Zur Verteidigung gegen Krankheitserreger, Fressfeinde und Konkurrenten produzieren sie ein riesiges Arsenal an Naturstoffen, das für die Menschheit von grossem Nutzen sein könnte.

Wie immens der Verlust dieser Natur-Apotheke wäre, belegt nun eine im Fachjournal Nature veröffentliche Studie der ETH-Forschungsgruppen von Shinichi Sunagawa und Jörn Piel, in Zusammenarbeit mit Lucas Paoli von der EPFL und dem Tara Pacific Konsortium. Das Team identifizierte neue Arten von Mikroorganismen in Korallen und wies deren Fähigkeit für die Produktion von neuartigen Substanzen nach.

Proben enthalten eine Vielfalt an Mikroben

Hierfür untersuchten die Forschenden rund 800 Proben von Korallen, die vor zehn Jahren während einer Expedition des Forschungsschiffs Tara quer durch den Pazifik gesammelt wurden. Die meisten stammten von riffbildenden Feuer- oder Steinkorallen.

Das Team sequenzierte zunächst die Schnipsel von mikrobieller DNA, die in den Proben enthalten waren. Daraus setzten sie mithilfe von Hochleistungscomputern der ETH Zürich dann das Erbgut von 645 verschiedenen Arten von Bakterien und Archaebakterien zusammen. «Für über 99 Prozent dieser Arten waren zuvor keine genomischen Informationen vorhanden, sie waren der Wissenschaft also nicht bekannt», sagt Sunagawa.

Jede Koralle hat eigenes Mikrobiom

Ein Vergleich mit Wasserproben aus dem offenen Meer zeigte zudem, dass diese Mikroorganismen nicht überall im Pazifik vorkommen, sondern nur im Riff zuhause sind. Und sie sind meist auf eine ganz bestimmte Art von Koralle spezialisiert, denn es fanden sich kaum Überschneidungen zwischen den unterschiedlichen Korallengattungen. Laut Sunagawa leben die Mikroorganismen oft auf der Oberfläche und in der Magenhöhle der Korallen. Gemeinsam mit dem Wirt bilden sie ein komplexes ökologisches System, ähnlich wie beim Haut- und Darmmikrobiom des Menschen.

Erbgut enthält Anweisungen für Naturstoff-Produktion

Doch die Forschenden begnügten sich nicht mit der Beschreibung neuer Arten. Sie wollten auch untersuchen, welche interessanten biochemischen Substanzen die Mikroben möglicherweise produzieren. Hierzu nahmen sie deren Erbgut genauer unter die Lupe und suchten dort nach Bauplänen für die Herstellung von Naturstoffen. Dabei stiessen sie auf einen bislang unentdeckten Schatz.

«Wir haben im Erbgut der im Riff angesiedelten Mikroorganismen mehr Potenzial für die Produktion von Naturstoffen gefunden als bisher im gesamten offenen Ozean», so Sunagawa. Ein Grund dafür ist möglicherweise die hohe Dichte an Lebewesen im Korallenriff: Wer an einem solchen Ort über eine vielseitige Palette an Abwehrstoffen verfügt, ist klar im Vorteil.

Erst ein Bruchteil entdeckt

Die Resultate sind für Sunagawa aber nur der Anfang: «In der aktuellen Studie haben wir Korallen aus drei verschiedenen Gattungen untersucht. Insgesamt sind aber mehrere hundert Gattungen mit mehreren tausend Arten bekannt.» Auch die Mikrobiome weiterer artenreicher Meeresorganismen wie Schwämme, Weichtiere und Algen seien bislang nicht ausreichend erforscht.

Das Ausmass dieser Wissenslücken, und die damit verbundenen Implikationen, finden die Forschenden besorgniserregend. Denn wenn die Biodiversität in Korallenriffen weiter abnimmt, bedeutet dies auch den unwiederbringlichen Verlust von tausenden zum allergrössten Teil unbekannten Arten von Mikroorganismen.

«Die molekulare Erforschung von Korallenriffen birgt enorme Möglichkeiten für biotechnologische oder medizinische Anwendungen», so Piel. «Wir stehen unter Zeitdruck, dieses Potenzial zu erschliessen und zu behüten», appelliert Sunagawa. Der Schutz der Korallenriffe müsse deshalb unbedingt auch das Mikrobiom mit einbeziehen.

ETH Zürich

Originalpublikation:

Wiederkehr, F., Paoli, L., Richter, D. et al. Coral microbiomes as reservoirs of unknown genomic and biosynthetic diversity. Nature (2026). doi.org/10.1038/s41586-026-10159-6