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Neue Spinnenart im Amazonas imitiert parasitären Pilz

Fri, 10 Apr 2026 08:15:00 +0200

Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung des Leibniz-Instituts zur Analyse des Biodiversitätswandels (LIB) hat eine neue Spinnenart aus dem ecuadorianischen Amazonasgebiet beschrieben: Taczanowskia waska. Die Art zeichnet sich durch eine außergewöhnliche Form der Mimikry aus: Sie stellt den ersten dokumentierten Fall dar, in dem eine Spinne das Erscheinungsbild eines parasitären Pilzes imitiert. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Zootaxa veröffentlicht.
Die Entdeckung gelang im Llanganates-Sangay-Korridor, einem der artenreichsten Gebiete der Erde. Zunächst wurde das Tier bei einer nächtlichen Exkursion für einen Pilz gehalten - ein Hinweis auf die bemerkenswerte Tarnstrategie der neuen Art.

*Täuschung durch Form und Verhalten*
Taczanowskia waska ahmt den Fruchtkörper eines Pilzes der Gattung Gibellula nach, der auf Spinnen wächst. Auffällig sind dabei verlängerte Strukturen am Hinterleib sowie eine helle, pilzähnliche Oberfläche. Zusätzlich verharrt die Spinne regungslos an der Unterseite von Blättern – genau dort, wo auch der Pilz typischerweise vorkommt.
Diese Kombination aus äußerer Erscheinung und Verhalten deutet auf eine ausgeprägte Anpassung hin. Die Forschenden gehen davon aus, dass die Mimikry sowohl dem Schutz vor Fressfeinden als auch der Jagd dient: Als vermeintlich uninteressantes Objekt wird die Spinne möglicherweise seltener erkannt und kann ihre Beute leichter überraschen.

*Ein bislang einzigartiger Fall*
Laut Studie handelt es sich um den ersten dokumentierten Fall, in dem eine Spinne einen parasitären Pilz imitiert, der ihre eigenen Artgenossen befällt. Die Entdeckung liefert damit neue Erkenntnisse zur Evolution von Mimikry und zur ökologischen Rolle solcher Anpassungen.
Die Gattung Taczanowskia gilt als selten und wenig erforscht. Viele Aspekte ihrer Lebensweise sind bislang kaum bekannt – auch weil Vertreter dieser Gruppe in der Natur nur selten beobachtet werden.
An der Studie beteiligt war Nadine Dupérré vom Museum der Natur Hamburg des LIB. Sie untersuchte Vergleichsexemplare aus wissenschaftlichen Sammlungen und trug zur taxonomischen Einordnung der neuen Art bei.

*Citizen Science als Ausgangspunkt*
Die Entdeckung begann mit einer Beobachtung auf der Plattform iNaturalist. Dort wurde das vermeintliche Pilzexemplar von Nutzerinnen und Nutzern als Spinne erkannt und in der Folge wissenschaftlich untersucht. Der Fund unterstreicht die Bedeutung von Citizen Science für die Biodiversitätsforschung.
„Solche Funde zeigen, welchen Wert wissenschaftliche Sammlungen haben. Sie ermöglichen es, neue Arten einzuordnen und mit historischem Material zu vergleichen. In Kombination mit internationaler Zusammenarbeit und Citizen Science eröffnen sich so neue Möglichkeiten, Biodiversität zu erforschen“, erklärt Nadine Dupérré.

Die Entdeckung verdeutlicht die hohe, oft noch unerschlossene Artenvielfalt tropischer Regionen. Gleichzeitig zeigt sie, wie wichtig internationale Zusammenarbeit und neue Datenquellen für das Verständnis globaler Biodiversität sind.

(Leibniz-Institut zur Analyse des Biodiversitätswandels)

Originalpublikation:
https://doi.org/10.11646/zootaxa.5760.5.4

Blühende Deiche verbessern den Küstenschutz

Thu, 09 Apr 2026 07:36:00 +0200

Welche Pflanzen auf Deichen am Meer wachsen und wie diese gepflegt werden, hat Einfluss auf die Widerstandsfähigkeit der Bauwerke gegenüber Klimawandel und Extremwetterereignissen – das weist eine Studie des Ludwig-Franzius-Instituts für Wasserbau, Ästuar- und Küsteningenieurwesen (LuFI) der Leibniz Universität Hannover nach. Im Rahmen einer Feldstudie an der niedersächsischen Nordseeküste (Langwarder Groden, Butjadingen) haben die Forschenden zwei unterschiedliche Saatmischungen auf einem dafür vorgesehenen Abschnitt eines Sommerdeichs ausgebracht. Anschließend haben sie untersucht, wie die entstehenden Pflanzengesellschaften und die Bodeneigenschaften zusammenhängen. Außerdem haben sie analysiert, ob und bis zu welchem Grad eine erhöhte Artenvielfalt die mikroklimatische Stabilität von Deichen während Dürreperioden verbessern kann.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verglichen dazu eine kräuterdominierte mit einer gräserdominierten Pflanzengemeinschaft hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Bodentemperatur und -feuchtigkeit. Es zeigte sich, dass die kräuterreiche Vegetation durch tiefere Wurzelsysteme und eine stärkere Beschattung Feuchtigkeit effektiver speichert und extreme Temperaturschwankungen in den Sommermonaten abmildert. Austrocknungen und Risse in der Kleidecke – einer bindigen Deckschicht des Deichs – wurden dadurch weitgehend verhindert, was die Küstenschutzbauwerke widerstandsfähiger machte gegen die Belastungen der nachfolgenden Sturmflutsaison. Die Studie hebt zudem hervor, dass die Zeitplanung der Mahd entscheidend ist, da das Entfernen der Biomasse den Boden kurzfristig anfälliger für Austrocknungen und Temperaturschwankungen macht.

Der Hauptautor der Studie, Jan-Michael Schönebeck, fasst zusammen: „Die Ergebnisse belegen, dass die Erhöhung der funktionalen Diversität der Grasnarbe die Widerstandsfähigkeit des Deichs gegenüber Dürren stärkt.“ Damit biete die Arbeit praxisnahe Ansätze für ein ökologisches Deichmanagement, das Natur- und Hochwasserschutz miteinander verbindet. Prof. Dr.-Ing. Torsten Schlurmann, Geschäftsführer des LuFI und Koautor der Studie, fügt hinzu: „Die Ergebnisse aus dem Realexperiment weisen das Potenzial von ökosystembasierten Küstenschutzstrategien nach. Die Zusammensetzung der Vegetation und das Management von Deichen können gezielt genutzt werden, um Deiche resistenter gegenüber Klimawandel und Extremereignissen zu machen.“

Die Realexperimente wurden durchgeführt im Kontext des Forschungsprojekts „Gute Küste Niedersachsen“ (Laufzeit 2020 bis 2025) mit Förderung des Niedersächsischen Ministeriums für Wissenschaft und Kultur (MWK) und der Volkswagen-Stiftung im Programm zukunft.niedersachsen. Das Projekt adressierte die Leitfrage eines nachhaltigen, sicherheitsorientierten Küstenschutzes. Im Zentrum standen die Etablierung und der Wirkungsnachweis naturbasierter Lösungen als synergetische Ergänzung zu technischen Bauwerken an der niedersächsischen Nordseeküste. Der transdisziplinäre Ansatz reichte von physikalischer Modellierung über ökologische Zustandsbewertungen bis hin zu behördlicher und gesellschaftlicher Partizipation in drei Reallaboren in Spiekeroog, Neßmersiel und Langwarden. Dadurch wurde die Lücke zwischen theoretischer Forschung, Bedarfsorientierung und praktischer Anwendung geschlossen. „Das Forschungsprojekt konnte damit bestätigen, dass ein moderner, zukunftsgewandter Küstenschutz eine transdisziplinäre Aufgabe ist, die nur durch das Zusammenspiel von technischer Innovation, ökologischem Verständnis, behördlicher Erfahrung und gesellschaftlicher Akzeptanz erfolgreich als gezielte Anpassungsmaßnahme auf den Klimawandel reagieren kann“, sagt Prof. Schlurmann.

(Leibniz Universität Hannover)

Die Ergebnisse sind in der Online-Fachzeitschrift PLOS ONE veröffentlicht:
Schoenebeck, J.M., Bunzel, D., Paul, M. and T. Schlurmann. Plant trait diversity buffers soil moisture dynamics on coastal dikes during drought periods. (2026) PLOS ONE, 21 (26 March), art. no. e0345552, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0345552

Abschlussbericht des Projektes „Gute Küste Niedersachsen“: https://doi.org/10.15488/20269

Wie fehlgesteuerte Zellkommunikation Tumorwachstum antreibt

Thu, 09 Apr 2026 07:31:00 +0200

Wenn Zellen falsche Signale erhalten, kann das gravierende Folgen haben. Ein Forschungsteam um Dr. Katja Rust an der Philipps-Universität Marburg hat nun gezeigt, wie zwei wichtige Kommunikationswege in Zellen gemeinsam dazu beitragen, dass sich Gewebe unkontrolliert verändert. Mithilfe moderner Einzelzell-Analysen im Eierstock der Fruchtfliege konnten die Forschenden nachweisen, dass eine gleichzeitige Überaktivierung dieser Signale dazu führt, dass Zellen ihre normale Entwicklung nicht abschließen. Stattdessen bilden sie schnell wachsende Tumoren mit zahlreichen Charakteristika menschlicher Tumoren. Auch der gesamte Organismus wird dadurch geschwächt und lebt kürzer. Das Forschungsteam um die Juniorgruppenleiterin Dr. Katja Rust veröffentlicht die Ergebnisse im Fachmagazin Nature Communications (DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-026-70844-y).

Signalwege erklären
Solche fehlgesteuerten Signalprozesse spielen auch bei vielen Krebserkrankungen des Menschen eine zentrale Rolle. Klinische Studien zeigen bereits, dass Patientinnen und Patienten von Therapien profitieren können, die mehrere dieser Signalwege gleichzeitig hemmen. Bislang war jedoch unklar, wie genau diese Wege zusammenwirken. Die Marburger Ergebnisse liefern nun wichtige Einblicke in dieses Zusammenspiel. Sie zeigen, dass nicht ein einzelnes Signal entscheidend ist, sondern wie das Zusammenwirken mehrerer gestörter Kommunikationswege darüber bestimmt, ob sich gesunde Zellen in krankhafte verändern.

Genaktivität verfolgen
Für ihre Studie kombinierten die Forschenden modernste Methoden: die Analyse einzelner Zellen, hochauflösende Mikroskopie sowie genetische Modelle in der Fruchtfliege. Bei der sogenannten Einzelzell-Transkriptomik wird untersucht, welche Gene in jeder einzelnen Zelle aktiv sind. So lässt sich präzise nachvollziehen, in welchem Zustand sich eine Zelle befindet und wie sie auf veränderte Signale reagiert. Ergänzt durch dreidimensionale und zeitaufgelöste Mikroskopie konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zudem beobachten, wie sich Zellen im Gewebe verhalten und verändern.

Therapien kombinieren
Die Forschenden haben damit zugleich ein einfach zugängliches Modellsystem geschaffen, um die Entstehung von Tumoren genauer zu untersuchen. Künftig lässt sich damit analysieren, wie verschiedene Signalprozesse gemeinsam wirken und welche Folgen das für den gesamten Organismus hat. Langfristig könnten solche Erkenntnisse dazu beitragen, Therapien gezielter zu kombinieren und besser zu verstehen, warum bestimmte Behandlungen wirken – oder eben nicht.

(Philipps-Universität Marburg)

Originalpublikation:
Nature Communications (DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-026-70844-y).

Neue Publikationsmöglichkeiten für die Wissenschaft: Deutschland beteiligt sich an Open Research Europe

Wed, 08 Apr 2026 14:58:31 +0200

Die Open-Access-Publikationsplattform „Open Research Europe“ (ORE) wird ab diesem Jahr von einem Verbund von Forschungs- und Förderorganisationen aus elf europäischen Ländern getragen. Bisher stand die Publikationsplattform nur Begünstigten aus den EU-Forschungsrahmenprogrammen offen. Mit der Ausweitung der Trägerschaft wird die Möglichkeit eröffnet, dass alle an deutschen Forschungseinrichtungen tätigen Wissenschaftler*innen, unabhängig von einer Projektförderung, die Plattform kostenfrei nutzen können. Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) ist für Deutschland Vertragspartner im Verbund, die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) übernimmt die Durchführung auf nationaler Ebene und die Mitwirkung in der ORE Funders’ Group sowie im Executive Committee in ihrer Funktion als Selbstverwaltungsorganisation der Wissenschaft.

Die von allen Trägern konzipierte Neuausrichtung der Publikationsinfrastruktur etabliert einen zeitgemäßen Standard für eine Open-Science-Kultur. ORE soll so wissenschaftlichen Prinzipien folgen und von Wissenschaftsorganisationen souverän und nachhaltig gestaltet werden können. Wissenschaftler*innen können sich nicht nur als Publizierende, sondern auch als Gutachter*innen einbringen. ORE operiert nach dem Publish-Review-Curate-Mechanismus, bei dem Artikel zuerst eine Integritätsprüfung durchlaufen und dann offen im Peer-Review-Verfahren begutachtet werden. Positiv begutachtete Artikel werden in eine fachliche Sammlung aufgenommen.

Über einen offen nachvollziehbaren Begutachtungsprozess wird die wissenschaftliche Kommunikation gestärkt und die Qualitätssicherung transparent gestaltet. Die Begutachtungsleistung kann referenziert und als Beitrag zum wissenschaftlichen Erkenntnisprozess gewertet werden. Die Publikationsprozesse werden an wissenschaftlichen Erfordernissen ausgerichtet und Probleme des kommerziellen Publikationssystems werden vermieden. Dazu gehört auch, dass das akademische Ansehen nicht über den Journalnamen erzeugt wird, sondern durch den wissenschaftlichen Gehalt der einzelnen Publikationen und der Gewährleistung qualitätvoller Prozesse auf infrastruktureller Ebene. Die einzelne Publikation muss nicht über Gebühren finanziert werden, wodurch Barrieren abgebaut werden. Damit folgt die Plattform auch der EU-Ratsschlussfolgerung zum „High-quality, transparent, open, trustworthy and equitable scholarly publishing“ von 2023.

Alle wissenschaftlichen Disziplinen sollen eine aktive Rolle bei der Neuausrichtung und zukünftigen Gestaltung spielen; dazu wird auch das Scientific Advisory Board von ORE neu besetzt. Die Gruppe der Förderer (Funders’ Group) ist für die strategische Ausrichtung der Publikationsinfrastruktur zuständig, der technische Betrieb wird zukünftig vom CERN, das über eine große Erfahrung mit solchen Infrastrukturen verfügt, übernommen. Die weiteren ORE-Mitglieder sind ANR und CNRS aus Frankreich, das Ministerium für Wissenschaft (MUR) aus Italien, NWO aus den Niederlanden, der norwegische Forschungsrat RCN, FWF aus Österreich, FCT aus Portugal, ARIS aus Slowenien, CSIC und FECYT aus Spanien, die drei Forschungsförderer Schwedens, der SNF aus der Schweiz und CERN selbst. Die Europäische Kommission fungiert als ständige Beobachterin und leistet zusätzliche finanzielle Unterstützung. CERN und OPERAS, die europäische Kommunikationsinfrastruktur für die Geistes- und Sozialwissenschaften, unterstützen die Kommunikation in die fachlichen Communitys gemeinsam.

„Dadurch, dass die Plattform jetzt durch ein Konsortium von Forschungsförderern und -organisationen getragen ist, wird sie zu einer Initiative aus der Wissenschaft für die Wissenschaft“, betont Dr. Heide Ahrens, Generalsekretärin der DFG. Voraussichtlich ab Herbst 2026 soll die neue ORE-Plattform fertiggestellt sein, sodass Einreichungen möglich sind. „Wir hoffen, dass unsere wissenschaftlichen Communitys in Deutschland diese Non-Profit-Option nutzen werden und ihre Vorteile sehen“, sagt Ahrens.

(DFG)

zu Open Research Europe

Mikroben-Hockey: Bakterien lassen kleine Scheiben rotieren und können ungewöhnliche Materialien erzeugen

Wed, 08 Apr 2026 09:31:00 +0200

Funken sprühen in alle Richtungen. Ein Hammer klopft wiederholt gegen einen Amboss. Das rot leuchtende Material formt sich immer mehr zu einem Schwert. Der Schmied oder die Schmiedin begutachtet sein Werk und hält es anschließend in den glühend heißen Ofen. Man kennt solche Bilder gut aus Mittelalter-Serien wie The Witcher oder aus Videospielen wie Elden Ring.

Am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) widmet sich die Forschungsgruppe von Jérémie Palacci ebenfalls der feinen Kunst des Schmiedens – allerdings auf eine etwas andere Art und Weise. Anstelle herkömmlicher Werkzeuge setzt die Forschungsgruppe E. coli-Bakterien ein, die oft mit Infektionen durch kontaminierte Lebensmittel in Verbindung gebracht werden. Wenn man sie aber in Wasser platziert, erzeugen die langen Flagellen der Mikroben – ihre Fortsätze, die sie vorantreiben – ein sogenanntes aktives Bad. Dieses dynamische Umfeld wirkt dadurch wie ein kleines Feuer, welches die ‚Temperatur‘ auf ein Äquivalent von 2000 °C erhöht – jene Temperatur, die ein Schmied oder eine Schmiedin zum Bearbeiten von Metallen benötigt. Die Forschenden können mit diesem aktiven Bad gelartige Aggregate erstellen und sogar winzige Mikroscheiben zum Drehen bringen. Wie Letzteres funktioniert, zeigt nun eine neue Publikation von ISTAs Daniel Grober und Jérémie Palacci in Zusammenarbeit mit Tanumoy Dhar und David Saintillan von der University of California in San Diego.

Die Forschung wurde vom Materiali Molli Lab am ISTA in Zusammenarbeit mit dem Department für Physik an der UC San Diego durchgeführt.

Winzige Motoren
Wie so ein aktives Bad aussehen kann, zeigten Palacci, Grober und Kolleg:innen 2023 in einer Nature Physics Publikation aus dem Jahr 2023. Mithilfe ihrer Bakterien konnten die Forschenden klebrige Kolloide – runde Kügelchen, die bei Kontakt aneinanderhaften – antreiben, um gelartige Aggregate zu kreieren. Diese rotierten, ausgehend von der Drehung der E. coli-Flagellen ausschließlich im Uhrzeigersinn. Die Gründe für dieses Verhalten waren jedoch nicht klar.

Bei ihrer Erklärungssuche stießen Grober und Palacci auf eine Studie aus dem Jahr 2010, in der Bakterien mit Zahnrädern interagierten – egal ob symmetrisch oder asymmetrisch –, nur asymmetrische zum Drehen brachten. Palaccis Theorie lautete damals: „In dieser Arbeit verhielten sich die Bakterien wie winzige Fahrzeuge, die das asymmetrische Zahnrad ständig zum Drehen anstießen.“ Die Forscher vermuteten, dass die asymmetrische Form auch für ihre rotierenden Klumpen die Ursache sein könnte. Die Messung dieses Effekts erwies sich jedoch als schwierig, da die zufällige Asymmetrie der Aggregate zu starken Datenstörungen führte.

Drehende ‚Hockey-Pucks‘
Die Wissenschafter mussten daher einen Schritt zurücktreten und ein klareres Experiment definieren. Mit einem 3D-Nanoprinter stellte Grober glatte, symmetrische Mikroscheiben, die Hockey-Pucks ähnelten. Als sie diese ‚Pucks‘ anschließend in die mit E. coli gefüllten aktiven Bäder einführten, fingen diese an sich im Uhrzeigersinn zu drehen. Die Wissenschafter waren überrascht, da dies die frühere Hypothese, dass sich symmetrische Formen nicht drehen, widerlegte.

Ein etwas detailreicherer Puck mit zum Beispiel vier zur Mitte hin reichenden Kammern drehte sich sogar noch schneller. Im Zusammenspiel mit den begrenzten Räumen der Kammern in der Scheibe wirkten die Bakterien wie kleine Paddel, die die Drehung verstärkten. Interessanterweise drehte sich sogar ein Puck mit nur einer Kammer ohne geschlossenes Ende, sobald ein E. coli-Bakterium hindurch schwamm. Für die Drehung war also kein direkter mechanischer Kontakt der Bakterien mit der Wand notwendig.

Hydrodynamische Interaktion
Palacci stellt klar, dass die Drehung der Scheibe nicht durch direkten Kontakt verursacht wird, was sich von den Beobachtungen bei asymmetrischen Zahnrädern unterscheidet. Die neue Studie zeigt, dass die plantschenden E. coli die Flüssigkeit durch ihre Schwimmbewegung um sich herum wirbeln. Ihre Körper drehen sich in eine Richtung, während sich ihre Fortsätze in die entgegengesetzte Richtung drehen.

Diese Drehbewegung, auch als Drehmoment bezeichnet, führt dazu, dass die Flüssigkeit sowohl vor als auch hinter den schwimmenden Bakterien in einen Wirbel gerät. Dadurch entsteht eine Zugkraft auf die obere Wand der Kammer. Obwohl sich die Drehbewegungen gegenseitig aufheben und der Mittelpunkt des Pucks stabil bleibt, entsteht dennoch ein Gesamt-Drehmoment, der die Scheibe in Rotation versetzt. Das liegt daran, dass die Drehungen an unterschiedlichen Punkten in der Kammer entstehen.

Man kann sich das so vorstellen, als würde man ein Marmeladenglas öffnen, am Deckel dreht, die Mitte aber keinen Millimeter nachgibt. Mathematische Modelle, die mit diesen Beobachtungen übereinstimmen, liefern den Beweis, dass E. coli durch diese hydrodynamischen Wechselwirkungen Bewegung antreibt.

„In unserem Forschungsfeld ist es ein bekanntes Phänomen, dass die Gegenrotation des Körpers und der Flagellen von E. coli dazu führt, dass sich die Bakterien in der Nähe einer festen Oberfläche im Uhrzeigersinn bewegen,“ erklärt Grober.

„Diese Dynamik konnten wir umkehren, indem wir E. coli in einem mikroskopischen Kanal unter der Scheibe einschlossen. Diese Experimente nutzen genau denselben hydrodynamischen Effekt, um im Wesentlichen einen mikroskopischen, berührungslosen Motor zu erzeugen, der die dauerhafte Rotation der Scheibe antreibt.“

Auswirkungen auf die medizinische Therapie und die Nachhaltigkeit?

Die Fähigkeit von Bakterien mit Flagellen, Objekte zu drehen, beruht also auf Begrenzung, ist kumulativ und unabhängig von der Form des Gegenstandes, welchen sie rotieren. Das sind wichtige neue Erkenntnisse, denn im Wesentlichen sollte dieses Phänomen immer dann beobachtbar sein, wenn sich Bakterien in engen Räumen befinden. Das kommt in der Natur häufig vor – sei es in Biofilmen, die für die Resistenz von Bakterien entscheidend sind, oder in Böden, wo Bakterien eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des Gleichgewichts im Ökosystem spielen.

„Trotz seiner Bedeutung wurde dieser Effekt bisher übersehen. Wir hoffen, dass dieses neue Verständnis einen bedeutenden Einfluss auf die medizinische Therapie oder Nachhaltigkeitsbemühungen haben wird“, fasst Palacci zusammen.

(Institute of Science and Technology Austria)

Originalpublikation:

Grober et al. 2026. The hydrodynamic torque dipole from rotary bacterial flagella powers symmetric discs. Nature Physics. DOI: 10.1038/s41567-026-03189-4
https://www.nature.com/articles/s41567-026-03189-4

Vom Menschen verursachte Treibhausgasemissionen treiben Hitze-Dürre-Extreme an

Wed, 08 Apr 2026 08:12:34 +0200

Die Energiebilanz der Erde gerät zunehmend aus dem Gleichgewicht – das zeigt der jüngste Bericht der Weltorganisation für Meteorologie (WMO). Die daraus resultierenden Klimaveränderungen führen zu häufigeren und extremeren Ereignissen wie Hitzewellen und Dürren. „Diese beiden Extreme verursachen bereits für sich genommen enorme Schäden, wie zum Beispiel eine weniger produktive Landwirtschaft und Industrie, akute Wasserknappheit und eine erhöhte Sterblichkeit bei Mensch und Tier”, sagt Di Cai, Erstautorin der Studie vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). „Zusammengenommen führen Hitze-Dürre-Extreme zu Folgen, die über die Gesamtauswirkungen der einzelnen Ereignisse hinausgehen oder sich deutlich von ihnen unterscheiden.”

In ihrer Studie untersuchten die AWI-Forschenden die Entwicklung und die treibenden Kräfte von kombinierten Hitze-Dürre-Extremen sowie ihre Auswirkungen auf den Menschen. Sie analysierten 152 Simulationen aus acht CMIP6-Klimamodellen, die sie mit Beobachtungsdaten und sozioökonomischen Datensätzen kombinierten. Ein Teil der Analyse verglich die Veränderungen der Temperatur, des Niederschlags sowie der Häufigkeit und Dauer von Hitze-Dürre-Ereignissen während der vorindustriellen Zeit (1850 bis 1900), der Gegenwart (2001 bis 2020) und einem zukünftigen Klima mit einer globalen Erwärmung von etwa 2,7 Grad Celsius. In einem weiteren Teil der Analysen haben die Forschenden ermittelt, welche Rolle Treibhausgasemissionen dabei einnehmen und wie unterschiedlich stark die Weltbevölkerung diesen Extremen unter verschiedenen Erwärmungs- und Bevölkerungsszenarien ausgesetzt ist.

„Wir haben nicht nur die physikalischen Veränderungen dokumentiert, sondern auch analysiert, wie stark die Bevölkerung unter verschiedenen Erwärmungszielen von Hitze-Dürre-Ereignissen betroffen ist”, sagt Dr. Monica Ionita, Mitautorin und Expertin für Wettervorhersage am AWI. „Das Ziel war, nicht nur zu verstehen, wie sich diese kombinierten Extreme verstärken, sondern auch, wer am stärksten davon betroffen sein wird und wie sehr eine stärkere Klimapolitik die künftige Gefährdung verringern könnte.”

Vom Menschen verursachte Treibhausgasemissionen treiben Hitze-Dürre-Ereignisse an und führen zu Klimaungleichheiten
Die Auswertung der Simulationen zeigte, dass die dominierende Triebkraft hinter der Zunahme kombinierter Hitze-Dürre-Ereignisse die steigenden globalen Temperaturen sind, die durch Rückkopplungen zwischen Land und Atmosphäre verstärkt werden. Diese Veränderungen werden in erster Linie durch Treibhausgasemissionen aus menschlichen Quellen und nicht durch natürliche Schwankungen verursacht. Das AWI-Team fand auch eine lineare Beziehung zwischen dem globalen Temperaturanstieg und dem Anteil der Bevölkerung, der vermehrt von extremen Hitze- und Trockenperioden betroffen ist. „Wenn sich an der derzeitigen Klimapolitik nichts ändert, könnte fast ein Drittel der Weltbevölkerung bis zum Ende des Jahrhunderts häufigeren und schwereren Hitze-Dürre-Bedingungen ausgesetzt sein”, sagt Di Cai. Das wären fast 2,6 Milliarden Menschen. Um das einzuordnen: Basierend auf den derzeitigen durchschnittlichen globalen Emissionen pro Kopf, verursachen etwa 3,4 Menschen im Laufe ihres Lebens so viele CO2-Emissionen, dass sie bis zum Ende des Jahrhunderts eine weitere Person verstärkten kombinierten Hitze- und Trockenheitsextremen aussetzen.

Diese Anfälligkeit ist größtenteils auf die geografische Lage und die jeweilige Klimaempfindlichkeit der Regionen zurückzuführen. Die am stärksten betroffenen Länder befinden sich überwiegend in tropischen und subtropischen Breitengraden, wo schon eine geringe Erwärmung die Wahrscheinlichkeit von Extremereignissen erheblich verschieben kann. Ein weiterer Zusammenhang, den die Studie aufzeigt, ist, dass Länder mit niedrigem Einkommen einem unverhältnismäßig hohen Risiko dieser extremen Bedingungen ausgesetzt sind, obwohl sie relativ wenig zu den globalen Emissionen beitragen, da begrenzte Möglichkeiten zur Anpassung und Ressourcen die Risiken zusätzlich verschärfen können. Die wichtigsten Hotspots sind Mittel- und Südamerika, Südeuropa, Afrika und Südasien.

„Unsere Studie zeigt den dringenden Bedarf an fairen und sofortigen Klimamaßnahmen, die diejenigen schützen, die am meisten gefährdet sind”, sagt Di Cai. „Wir verbinden die physikalische Zuordnung, inwieweit der vom Menschen verursachte Klimawandel Hitze-Dürre-Ereignisse verstärkt, mit Daten zu nationalen Ungleichheiten und zur Exposition der Bevölkerung. Mit unserem Ansatz liefern wir Belege, die für die Bewertung des Klimarisikos in verschiedenen Regionen, für die Anpassungsplanung und für internationale Debatten über Klimagerechtigkeit direkt relevant sind.” Monica Ionita fügt hinzu: „Länder, die am wenigsten für die Emissionen verantwortlich sind, tragen möglicherweise einige der größten Risiken, was die Notwendigkeit von ehrgeizigeren Minderungsmaßnahmen, gezielter Anpassungshilfe und internationalen Klimafinanzierungsmechanismen unterstreicht. Die Ergebnisse zeigen auch, dass das Risiko jenseits von 1,5 Grad Celsius stark ansteigt, was die Vorteile einer stärkeren Abschwächung des Klimawandels und eines niedrigeren Erwärmungspfads hervorhebt.”

(Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung)

Originalpublikation:
Cai, D., Lohmann, G., Chen, X., & Ionita, M. (2026). Compound hot-dry extremes amplify disproportionate climate risks for low-income nations. Geophysical Research Letters, 53, e2025GL118822. https://doi.org/10.1029/2025GL118822

Wie Mikroben in der Plastisphäre überleben

Wed, 08 Apr 2026 07:51:12 +0200

Billionen von langlebigen Plastikpartikeln unterschiedlichster Größe sind in den Weltmeeren verteilt und sammeln sich dort oft in ozeanischen Strudeln (Garbage Patches). Zwei dieser Meereswirbel waren im Jahr 2019 Ziel von Forschungsexkursionen von Helmholtz-Forschenden: Im Rahmen des Projektes MICRO-FATE begaben sich Forschende unter Leitung des UFZ auf Pazifik-Expedition mit dem Forschungsschiff SONNE und analysierten den nordpazifischen Müllstrudel zwischen Singapur und Kanada; etwa zeitgleich untersuchten Forschende im Rahmen des Projektes PLASTISEA unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel bei einer Expedition mit dem Forschungsschiff POSEIDON den nordatlantischen Müllstrudel südwestlich der Azoren. „Taxonomisch ist die Plastisphäre gut untersucht. Weniger bekannt sind dagegen die funktionellen Strategien, die es den Mikroorganismen im Biofilm ermöglichen, unter den extremen Bedingungen einer nährstoffarmen Umgebung und einer hohen UV-Belastung an der Oberfläche der offenen Ozeane zu überleben“, sagt UFZ-Hydrobiologin und Co-Autorin Dr. Mechthild Schmitt-Jansen.

Die Forschenden sammelten auf den Ozeanexpeditionen Makroplastik von der Meeresoberfläche und extrahierten die DNA der Plastisphäre. Sie sequenzierten deren Metagenome, also sämtliche DNA einer Lebensgemeinschaft, und verglichen Struktur und Funktion der mikrobiellen Metagenome der Plastisphäre in Pazifik und Atlantik sowie gegenüber dem im Meer natürlich vorkommenden Plankton. Im Fokus der Analysen standen die funktionellen Gene. Das sind jene DNA-Abschnitte, die eine wichtige Funktion im Organismus codieren und damit die Grundlage biologischer Prozesse bilden. „Funktionelle Gene enthalten genetische Informationen, dank derer Mikroben beispielsweise Proteine herstellen, Stoffwechselprozesse steuern, Zellstrukturen aufbauen oder Signalprozesse in der Zelle regulieren können“, sagt GEOMAR-Mikrobiologe und Co-Autor Dr. Erik Borchert.

Bei der Analyse von rund 340 wichtigen funktionellen Genen fanden die Forschenden heraus, dass sich das bakterielle Metagenom der Plastisphäre in seiner Struktur und Funktion deutlich von den natürlichen Lebensgemeinschaften des Planktons im Pazifik bzw. Atlantik unterscheidet. So besitzt das Metagenom mehr jener funktionellen Gene, die den Mikroben der Plastisphäre ein Überleben unter den extremen Bedingungen der offenen Ozeane erleichtern. „Die Mikroorganismen im Biofilm haben mehr Genkopien, um Nährstoffe effektiv aufzunehmen, Kohlenstoff zu nutzen und abzubauen und UV-Strahlung durch effektive Mechanismen abzuwehren oder Schäden am Genom schnell zu reparieren“, sagt UFZ-Biologe und Erstautor Dr. Stefan Lips. Zudem können sie alternative Energiequellen wie die anoxygene Photosynthese nutzen, bei der kein Sauerstoff produziert wird.

Unterschiede ergaben sich zudem in der taxonomischen Struktur des Biofilms: Die Artenzusammensetzung innerhalb der Bakteriengruppen ist im Atlantik und Pazifik zwar unterschiedlich, die funktionell relevanten Bakteriengruppen sind aber in beiden Ozeanen vergleichbar.

Das Forschungsteam stellte außerdem fest, dass die Genome der Mikroben in der Plastisphäre im Vergleich zu denen des Planktons deutlich größer sind. Das natürlich vorkommende Meeresplankton hat sein Genom im Laufe der Evolution an die nährstoffarme Umgebung angepasst und seine Größe stark reduziert. Das müssen die Mikroben in der Plastisphäre nicht, denn sie profitieren von gemeinsamen Stoffwechselprozessen der Mikroorganismen auf den Plastikteilchen – und damit von einer besseren Nährstoffverfügbarkeit. Zudem fanden sich im Biofilm relativ hohe Chlorophyll-Konzentrationen im Vergleich zum Plankton. „Dies zeigt, dass die Mikroben der Plastisphäre das Potenzial haben, relativ gesehen zum umgebenden Plankton mehr Biomasse zu produzieren“, erklärt Mechthild Schmitt-Jansen. „Dadurch bilden sich eutrophe Nischen in der nährstoffarmen Wüste der offenen Ozeane.“

Die Forschungsergebnisse zeigen, wie es Mikroorganismen der Plastisphäre gelingt, sich an die schwierigen Lebensbedingungen in den nährstoffarmen subtropischen Meeresstrudeln anzupassen. „Das ist für die Ozeane kein gutes Zeichen, weil nur ihr ursprünglicher, natürlicher Zustand als gesund gilt – und jede Abweichung davon als Verschlechterung“, sagt Stefan Lips. Ob der Plastikbewuchs das geochemische Gleichgewicht dieses sensiblen Ökosystems beeinflusst, bleibt weiter Forschungsgegenstand. „Da die Mikroben Plastik vor allem als Lebensraum und weniger als Nährstoffquelle nutzen, ist es auch nicht zu erwarten, dass sie das Plastik in den Ozeanen beseitigen“, ergänzt Erik Borchert. Deswegen ist es dringend geboten, die Plastikverschmutzung schnellstmöglich zu stoppen.

Diese Kooperationsstudie des UFZ und des GEOMAR entstand im Rahmen der InnoPool- Projekte P-LEACH und AI MareExplore und wurde finanziert über die Helmholtz-Gemeinschaft sowie durch die BMFTR-Projekte MICRO-FATE und PLASTISEA.

(Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ)

Originalpublikation:
Stefan Lips, Mechthild Schmitt-Jansen, Erik Borchert: Metagenomic analyses of the plastisphere reveals a common functional potential across oceans. Environmental Pollution, 395, 127830 (2026). https://doi.org/10.1016/j.envpol.2026.127830

Wenn Bäume Sonnenbrand bekommen

Wed, 08 Apr 2026 07:46:05 +0200

Können sich unsere Wälder an ein heisseres und trockeneres Klima in der Zukunft anpassen? Laut Prognosen werden die Temperaturen im Vergleich zur vorindustriellen Zeit um bis zu 5°C steigen. Die Waldbewirtschaftung muss sich daran anpassen, und das erfordert ein besseres Verständnis dafür, wie sich Hitze und Trockenheit auf Bäume auswirken. Eine neue Studie der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) und der EPFL zeigt, dass die Erwärmung an sich nicht das grösste Problem für Bäume darstellt.

Auf dem Gelände der WSL in Birmensdorf (ZH) wachsen seit über fünf Jahren junge Buchen und Flaumeichen in Klimakammern. In diesen Miniaturgewächshäusern (Modell-Ökosystemanlage Modoek) setzten die Forscher die Bäume unterschiedlicher Bodenfeuchtigkeit und Lufttemperaturen aus. Während einige Bäume Trockenheit erfuhren, wuchsen andere bei einer um 5 °C erhöhten Temperatur, um zukünftige Bedingungen zu simulieren, oder mussten sowohl Hitze als auch Trockenheit ertragen.

Die Forscher wählten Buche und Flaumeiche, da diese für die Wirtschaft und die Waldökosysteme Mitteleuropas von Bedeutung sind. «Die Flaumeiche wächst hauptsächlich in mediterranen Gebieten, kommt aber auch in der Schweiz vor. Wir wollten ihre Wassernutzungsstrategie mit jener der Buche vergleichen, einem Baum, der besonders im Jungstadium empfindlicher auf Trockenheit reagiert», sagt Alyssa Therese Kullberg, Pflanzenökophysiologin am Forschungslabor für Pflanzenökologie der EPFL-WSL, die die Studie durchgeführt hat.

Sonnenbrand und Versengung
Sowohl Hitze als auch Trockenheit stellen für Bäume eine Stressquelle dar. Um bei hohen Temperaturen eine Überhitzung zu vermeiden, kühlen sich die Blätter ab, indem sie über ihre Poren Wasser abgeben – ein Vorgang, der dem Schwitzen beim Menschen ähnelt und als Transpiration bezeichnet wird. Ist jedoch das Bodenwasser knapp, schliessen sich die Poren, die Transpiration stoppt und das Blatt wird dauerhaft geschädigt, was als Versengung bezeichnet wird. In dieser Situation stehen Bäume vor der schwierigen Entscheidung, entweder weiter zu transpirieren, um ihre Blätter zu kühlen, oder ihre Poren zu schliessen, um Wasser zu sparen.

Im Experiment untersuchten die Forscher die Wärmeregulierung der Bäume, indem sie die Blatttemperaturen massen, sowie Farbveränderungen infolge von Schäden. Bei direkter Sonneneinstrahlung können die Blattoberflächen Temperaturen von 40–45 °C erreichen. Selbst bei dieser intensiven Hitze scheint ihr Kühlmechanismus zu funktionieren. «Es kann zwar zu leichtem Sonnenbrand an den Blättern mit geringfügigen Schäden am Fotosynthesesystem kommen, doch diese sind in der Regel nur vorübergehend», sagt Kullberg.

Werden sie jedoch denselben Temperaturen in Verbindung mit trockenem Boden ausgesetzt, reicht das Wasser für die Transpiration nicht aus, und die Poren der Blätter schliessen sich, um Wasser zu sparen. Die Blätter dehydrieren und überhitzen. Bei Buchen führt dies zu Versengungen, die sich als braune Flecken auf dem geschädigten Blattgewebe zeigen. Eichen verhalten sich jedoch anders: «Wir haben bei Eichenblättern kaum Versengungen festgestellt, obwohl ihre thermischen Toleranzgrenzen fast genauso häufig überschritten wurden wie die der Buchenblätter», sagt Kullberg. «Mit anderen Worten: Beide Arten erreichten genauso oft kritische Temperaturen, aber die Eiche schien diese Bedingungen besser zu vertragen. Das war eine Überraschung – und lässt sich nicht vollständig durch die Mechanismen erklären, die wir in unserer Studie gemessen haben.»

Die Studie ist die erste, die experimentell belegt, dass es zu dauerhaften Schäden in Form von Versengungen kommt, wenn die Blätter von Bäumen ihre thermische Sicherheitsgrenze überschreiten – das heisst, wenn die Temperatur kritische Werte erreicht. Dies tritt insbesondere unter Trockenheit auf. «Deshalb sind wir von diesem Ergebnis wirklich begeistert», sagt Kullberg.

Trockenere Luft «saugt» mehr Wasser auf
Die Bäume im Versuch werden noch zwei weitere Jahre unter den Versuchsbedingungen wachsen. Mit mehr Daten können die Forscher weiter untersuchen, ob Bäume, die bereits Wassermangel erlebt haben, widerstandsfähiger gegen Hitze und Trockenheit sind, weil sie sich an schwierige Bedingungen anpassen. Mit dem Klimawandel werden extreme Wetterereignissen wie gleichzeitige Hitzewellen und Dürren immer häufiger. Selbst wenn die Niederschlagsmenge stabil bleibt, werden höhere Temperaturen in Zukunft die Verdunstung verstärken, da wärmere Luft mehr Feuchtigkeit aufnimmt. Dadurch trocknen Böden schneller aus als heute, was Bäumen, insbesondere Buchen, Probleme bereitet. Bei den Sommerdürren 2018 und 2022 in der Schweiz kam es beispielsweise bei vielen Buchen auf trockenen Böden zu Blattverbrennungen.

(Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL)

Originalpublikation:
Kullberg A.T., Milano A., Poretti A., Ma Y., Favre P., Johnson K.M., … Grossiord C. (2026) Hydraulic stress limits thermal acclimation in trees under chronic drought. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 123(15), e2531865123 (8 pp.). https://doi.org/10.1073/pnas.2531865123

Sauerstoff bestimmt offenbar nicht die Körpergröße von Insekten:

Tue, 07 Apr 2026 09:26:26 +0200

Als riesige Insekten wie Meganisoptera lebten, sah die Erde grundlegend anders aus: In den äquatorialen Regionen des Superkontinents Pangäa breiteten sich weite Kohlesumpfwälder aus und der hohe Sauerstoffgehalt der Atmosphäre ließ Waldbrände häufig lodern. In den Gewässern wimmelte es von Fischen, während Amphibien und kriechende Gliederfüßer das Land dominierten. Über diesen Lebensräumen beherrschten riesige fliegende Insekten den Himmel – von eintagsfliegenähnlichen Arten mit Flügelspannweiten bis zu 45 Zentimetern bis zu den gewaltigen Meganisoptera, den sogenannten „Griffinflies“, mit bis zu 70 Zentimetern. Fossile Abdrücke dieser Giganten wurden bereits vor fast einem Jahrhundert in Kansas entdeckt.

Die seit den 1960er Jahren verbreitete Annahme, gigantische Insekten seien nur aufgrund des damals etwa 45 Prozent höheren Sauerstoffgehalts der Atmosphäre möglich gewesen, wird durch eine Untersuchung von Dr. Antoinette Lensink und Dr. Chris Weldon von der Universität Pretoria sowie Dr. Roger Seymour von der Universität Adelaide widerlegt. Prof. Dr. Philipp Lehmann vom Zoologischen Institut und Museum der Universität Greifswald trägt als vergleichender Physiologe maßgeblich zur Analyse der Insektenflugmuskeln bei. Die Publikation erschien kürzlich in der Fachzeitschrift Nature https://doi.org/10.1038/s41586-026-10291-3.

Neue Daten stellen Annahme infrage
Seit den 1960er Jahren gingen Wissenschaftler*innen davon aus, dass solche Größen heute unmöglich wären. Grundlage war das Insekten-Tracheensystem: Sauerstoff gelangt über ein verzweigtes Netzwerk von Röhren direkt in die Flugmuskulatur. Größere Körper und höherer Energiebedarf schienen daher nur bei deutlich höherem Sauerstoffgehalt möglich.

In den 1980er Jahren erhärteten geochemische Methoden diese Theorie weiter: Die Rekonstruktion der prähistorischen Gaszusammensetzung zeigte einen deutlich höheren Sauerstoffgehalt vor 300 Millionen Jahren – passend zu den Fossilien riesiger Insekten. Dies galt lange als plausible Erklärung.

Die neue Untersuchung zeigt jedoch, dass Insekten ihren Sauerstoffbedarf flexibel über das Tracheensystem regulieren können. Mithilfe von Hochleistungs-Elektronenmikroskopie analysierte das Team, wie Tracheolen – die feinsten Verzweigungen des Tracheensystems – die Flugmuskeln unterschiedlicher Insektenarten versorgen. Das Ergebnis: Tracheolen nehmen nur etwa ein Prozent oder weniger des Muskelvolumens ein – selbst bei den gigantischen fossilen Arten. Dies deutet darauf hin, dass Insekten auch bei unterschiedlichen atmosphärischen Sauerstoffkonzentrationen ausreichend versorgt werden könnten, indem sie die Anzahl der Tracheolen anpassen.
Dr. Edward Snelling von der University of Pretoria, der Erstautor der Studie, betont: „Wenn der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre tatsächlich eine Obergrenze für die maximale Körpergröße von Insekten darstellt, dann müsste es Anzeichen für einen Ausgleich auf der Ebene der Tracheolen geben.“ Bei größeren Insekten gebe es zwar einen gewissen Ausgleich, dieser sei jedoch insgesamt vernachlässigbar.

Sein Kollege Dr. Roger Seymour von der University of Adelaide ergänzt: „Kapillaren im Herzmuskel von Vögeln und Säugetieren nehmen etwa zehnmal so viel relativen Raum ein wie Tracheolen im Flugmuskel von Insekten.“ Dies spreche für ein großes evolutionäres Potenzial, die Anzahl der Tracheolen zu erhöhen, falls der Sauerstofftransport die Körpergröße begrenzen würde. Auch mögliche Einschränkungen des Sauerstoffflusses könnten laut Snelling durch eine verstärkte Ausbildung von Tracheolen kompensiert werden.

Grundlagenforschung an der Universität Greifswald
Prof. Dr. Philipp Lehmann aus Greifswald ordnete die Daten nach Flugmuskeltypen und flugphysiologischen Parametern. Er zeigt sich „überrascht, dass die Muster über so große phylogenetische und physiologische Unterschiede hinweg bestehen“ und betont, dass es „sehr lohnend war, grundlegende biologische Erkenntnisse zu gewinnen, die lang gehegte Annahmen über die Körpergröße von Insekten in Frage stellen“. Lehmann bezeichnet die Veröffentlichung der Ergebnisse in Nature als wichtigen Meilenstein: „Es ist spannend, diese Erkenntnisse, die das Ergebnis von über fünf Jahren Arbeit sind, endlich in einer renommierten Fachzeitschrift wie Nature zu veröffentlichen.“ Er hofft, in den kommenden Jahren im Rahmen neuer Projekte weiter an diesen Fragestellungen arbeiten zu können.

Die Forschenden kommen zu dem Schluss, dass Sauerstoff und der Transport über das Tracheensystem die Körpergröße von Insekten offenbar nicht begrenzen. Das bedeute jedoch nicht, dass dies nicht bedeutet, dass Insekten von der Größe kleiner Flugzeuge existieren könnten. Andere Faktoren wie Prädation durch kleine Wirbeltiere oder mechanische Grenzen des Exoskeletts dürften die maximale Größe bestimmen.
(Universität Greifswald)

Weitere Informationen
Snelling, E. P.; Lensink, A. V.; Clusella-Trullas, S.; Weldon, C.; Lehmann, P.; Terblanche, J. S.; Payne, N. L.; Harrison, J. F.; Hickey, A. J. R.; Donaldson, A.; Deschodt, C. M.; Seymour, R.: Oxygen supply through the tracheolar–muscle system does not constrain insect gigantism. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10291-3
Die Studie wurde im Fachjournal Nature veröffentlicht.

Forschende zeigen neuen Mechanismus, der Überleben und Wachstum von Tumoren fördert

Sun, 05 Apr 2026 08:03:00 +0200

Mit zunehmendem Alter sammeln sich im gesunden Gewebe Mutationen, die Krebs auslösen können. Allerdings entwickeln sich nur wenige dieser veränderten Zellen zu Tumoren. Erkenntnisse moderner Studien deuten darauf hin, dass die Entstehung von Tumoren von komplexen Wechselwirkungen zwischen den mutierten Zellen und ihrer Umgebung abhängt. Das Verständnis dieser Prozesse und der dazugehörigen Umweltfaktoren ist bislang jedoch begrenzt.

Die in Nature veröffentlichte Studie untersucht, warum manche mikroskopisch kleinen Tumoren im Gewebe unmittelbar nach ihrer Entstehung wieder verschwinden, während andere bestehen bleiben und später zu Krebs fortschreiten. Um diese Frage zu beantworten, modellierte das Team die frühen Stadien von Krebserkrankungen in der Speiseröhre von Mäusen. Die Forschenden konnten dabei die wenigen Tumoren identifizieren, die den natürlichen Schutzbarrieren des Gewebes entkommen, und analysieren, was sie von den vielen anderen unterscheidet, die frühzeitig eliminiert werden. Der Fokus lag dabei auf dem Epithelgewebe, das äußere und innere Körperoberflächen bedeckt und schützt.

Die meisten neu entstehenden Tumoren in der Speiseröhre werden kurz nach ihrer Bildung durch Konkurrenz aus dem Gewebe verdrängt. Die aktuelle Studie zeigt jedoch, dass neue epitheliale Tumorzellen unmittelbar nach ihrer Entstehung Stresssignale an das darunterliegende Gewebe senden. Diese Signale aktivieren – ähnlich wie bei Wundheilungsprozessen – Fibroblasten der Lamina propria, einer dünnen Bindegewebsschicht. Die aktivierten Fibroblasten bilden ein Schutzgerüst um die anfänglich intraepitheliale Läsion, die noch auf die oberste Zellschicht begrenzt ist. Auf diese Weise entsteht eine besondere Mikroumgebung, die als „präkanzeröse Nische“ bezeichnet wird und das Überleben und Wachstum des Tumors fördert.

Auf molekularer Ebene beruht dieser Mechanismus auf einer EGF‑SOX9‑FN1‑Signalachse, die Wachstum und Verhalten der Zellen steuert. Unterbanden die Forschenden die molekulare Kommunikation zwischen den beiden Gewebestrukturen, bildete sich die präkanzeröse Nische nicht aus und deutlich weniger frühe Tumoren überlebten.

Untersuchungen von menschlichem Gewebe bestätigten die Ergebnisse: Auch hier fanden sich frühe Tumorzellen mit charakteristischen Stresssignalen und dem gleichen fibrotischen Gerüst. Diese Erkenntnisse könnten die Früherkennung von Speiseröhrenkrebs verbessern, denn diese Krebsart wird oft erst in einem späten Stadium entdeckt, wenn die Behandlungsmöglichkeiten bereits eingeschränkt sind.

An der Studie waren Prof. József Jászai und Prof. Mirko HH Schmidt vom Institut für Anatomie der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus der TUD sowie Prof. Daniela Aust vom Institut für Pathologie des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus Dresden beteiligt. Die Dresdner Arbeitsgruppen stellten menschliches Gewebematerial von Patientinnen und Patienten mit Speiseröhrenkarzinomen zur Verfügung und führten die dazugehörigen pathologischen Untersuchungen durch. Die Proben wurden sorgfältig ausgewählt, aufgearbeitet und histologisch sowie immunhistologisch prozessiert, um Tumor- und gesundes Gewebe zu vergleichen. Damit trugen die Dresdner Teams dazu bei, die im Mausmodell entdeckten Mechanismen im menschlichen Gewebe zu bestätigen und ihre Bedeutung für frühe Stadien des Speiseröhrenkrebses zu belegen.

Die Forschungsergebnisse zeigen, dass nicht nur genetische Veränderungen darüber entscheiden, ob ein Tumor überlebt, sondern auch das Zusammenspiel zwischen den veränderten Zellen und ihrer unmittelbaren Umgebung. Die charakteristischen „präkanzerösen Nischen“ könnten künftig als frühe biologische Hinweise dienen, um entstehende Tumoren schneller zu erkennen.

Prof. Esther Troost, Dekanin der Medizinischen Fakultät, sagt: „Die Identifizierung präkanzeröser Nischen als Voraussetzung für das Überleben früher Tumorzellen ist ein wichtiger Befund für künftige Krebstherapien. Dass Dresdner Forschungsteams diese Mechanismen im menschlichen Gewebe bestätigen konnten, stärkt unseren onkologischen Schwerpunkt und zeigt die besondere Expertise unseres Standorts in der translationalen Krebsforschung.“

(Technische Universität Dresden)

Originalpublikation:
Skrupskelyte, G. et al. Precancerous niche remodelling dictates nascent tumour persistence. Nature; 4 March 2026; DOI: 10.1038/s41586-026-10157-8.