ein Leitfaden für die Praxis

Montag, 18. April 2016 | Autor:

Kann und soll ich meine ökologische Studie oder mein Gutachten mit genetischen Methoden durchführen?

An wen wende ich mich und was kosten solche Analysen?

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Solche und andere praxisorientierte Fragen werden im neu erschienen Buch „Naturschutzgenetik – ein Handbuch für die Praxis“ aufgegriffen. Genetische Methoden werden im angewandten Naturschutz immer häufiger angewandt. Während an Universitäten akademische Forschung dazu schon seit Jahren Routine ist, scheuen sich viele Praktiker immer noch genetische Methoden einzusetzen – zu schwierig scheinen die Methoden, zu wenig klar was mit diesen Methoden machbar ist und was nicht.

Ziel dieses Buches ist den sinnvollen Einsatz von genetischen Methoden für den praktischen Naturschutz zu fördern und dient gleichzeitig als Handbuch und Nachschlagewerg für die Naturschutzpraxis.

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früher Vogel….

Freitag, 15. Januar 2016 | Autor:

nein – hier geht es nicht um den sprichwörtlichen Wurm sondern um einen anderen Effekt, den wir in unserer Studie zu Mönchsgrasmücken im Freiburger Mooswald gefunden haben. Die Vögel kommen ab Mitte März aus ihren Überwinterungsgebieten in Freiburg an und beginnen dann nach der Suche nach den besten Territorien. Wer früher kommt, kann dann auch ein Territorium besetzen, das ihm bessere Nahrungsquellen bietet oder Schutz vor Feinden gewährt. Wer in einer Toplage wohnt, hat dann langfristig eine höhere Überlebenschance. Interessanterweise zeigt sich dabei auch, dass die Bewohner dieser Territorien eine höhere genetische Vielfalt zeigen. Wer zuerst kommt, singt nicht nur zuerst, sondern hat auch eine höhere Chance sich erfolgreich fortzupflanzen.

MönchsgrasmückePhoto: Ralph Martin

Dieses Phänomen ist in Freiburg besonders spannend. Hier treffen nämlich Brutvögel aus zwei unterschiedlichen Überwinterungsgebieten zusammen. Vögel, die in Großbritannien den Winter verbringen kommen früher in Freiburg an, als Vögel, die in Spanien überwintern. Der Vorteil einer früher Ankunft bei der Besetzung geeigneter Territorien bietet einen großen Mehrwert für das Überleben der Vögel. Damit lässt sich unter anderem erklären, warum es überhaupt zur Bildung unterschiedlicher Zugwege kommt und wie sich diese durchsetzen – eine spannende Frage in der Erforschung der Evolution des Vogelzugs.

Welche Gene möglicherweise dabei eine Rolle spielen, haben wir in einer anderen Studie untersucht. Hier fanden wir zusätzlich Unterschiede in den entsprechenden Zugstrategien für Männchen und Weibchen.

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Wie schütze ich Arten am besten?

Freitag, 2. Oktober 2015 | Autor:

Naturschützer stehen häufig vor dem Problem, schnell und mit wenig Geld möglichst effektive Maßnahmen für den Schutz einer Art umzusetzen. Wie soll ein bestimmter Lebensraum gestaltet sein, damit bestmögliche Ergebnisse erzielt werden? Nutze ich z.B. Weidevieh um Flächen offen zu halten, brenne ich bestimmte Bereiche nieder, oder mähe ich Teile eines Reservats?

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Stefanie Hartmann konnte in ihrer Studie an der Blasskopfammer zeigen, dass der Fortpflanzungserfolg der Vögel, und damit auch das Überleben der Art, ganz wesentlich vom richtigen Habitatmanagement abhängt. Dazu untersuchte sie die Überlebensrate der Vögel und verglich die verschiedenen Pflegemaßnahmen (Beweidung, Feuer, Mahd). Sie stellte dabei fest, dass die entsprechenden Maßnahmen entscheidend von der Populationsdynamik der Vögel abhängen. Zu Beginn der Schutzbemühungen in den 90er Jahren half nur eine konsequente Bejagung der Kuhstärlinge. Damit konnte erreicht werden, dass die Art von wenigen Brutpaaren auf wieder über 200 Individuen anstieg. Ab einer gewissen Populationsgröße hatte diese Bejagung aber einen deutlich kleineren Effekt und ein konsequentes Habitatmanagement war für das Überleben entscheidend. Damit können begrenzte  Ressourcen sinnvoll in diejenigen Aktionen investiert werden, die einen möglichst großen Nutzen ergeben.

Eine Evaluation der verschiedenen Habitatpflegemaßnahmen ist daher entscheidend für ein sinnvolles Schutzkonzept und damit auch für den Erfolg von Artenförderungsprogrammen.

 

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Steinadler woher kommst du ?

Mittwoch, 24. Juni 2015 | Autor:

Beim Wandern in den Alpen hat sicher der ein oder andere schon einmal den „König der Lüfte“ seine Kreise ziehen sehen. Eindrucksvoll zieht er seine Kreise oberhalb der Berggipfel und versucht auf der Jagd nach Murmeltieren, Schneehühnern oder Schneehasen sein Glück im Sturzflug. Innerhalb der Alpen können heute wieder vielerorts die majestätischen Vögel beobachtet werden, im Schwarzwald gehört dazu viel Glück, es gelingen aber immer wieder auch hier Beobachtungen.

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Wie hängen die verschiedenen Steinadlervorkommen in Europa miteinander zusammen?

Dieser Frage sind wir in einer Studie zusammen mit Kollegen an der Universität Wien nachgegangen. Zunächst wurde dazu von vielen freiwilligen Helfern aus der Nähe von Horsten, aber auch zahlreichen Museen Federmaterial zusammengetragen. Diese wurden dann sequenziert um ihre genetische Verwandtschaft zu klären.

Spannenderweise lassen sich in Europa heute zwei hauptsächliche genetische Linien entdecken. Eine findet sich im Mittelmeerraum und in den Alpen, die andere im restlichen Teil Europas von Schottland über Fennoskandinavien bis nach Russland und Nordamerika.

Wie lässt sich dieses Muster erklären?

Nach der letzten Eiszeit erfolgte die Wiederbesiedlung Mitteleuropas aus zwei unterschiedlichen Herkunftsgebieten. Während Skandinavien und Schottland aus einem in Asien gelegenen Gebiet wieder besiedelt wurde, wanderten aus Mittelmeerraum Vögel bis in die Alpen vor.  Genetische Analysen verraten also nicht nur wie sich Populationen heute unterscheiden, sondern lassen auch wertvolle Rückschlüsse über deren Herkunft zu.

Es wird spannend sein zu sehen, wie der Steinadler sich weiter in Europa ausbreitet. Glücklicherweise werden die Vögel heute nur noch selten direkt verfolgt und ermöglicht uns diesen eindrucksvollen Vogel wieder häufiger in freier Wildbahn zu beobachten.

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Moskitos und Vögel

Samstag, 21. März 2015 | Autor:

Nicht nur Menschen bekommen Malaria, auch Vögel können durch Insekten eine Form der Vogelmalaria bekommen. Diese lässt sich dann über Blutanalysen oder einen genetischen Schnelltest nachweisen.

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In unseren Studien im Mooswald vor den Stadttoren Freiburgs haben wir verschieden Vogelarten untersucht und getestet ob im Blut Vogelmalariaerreger nachzuweisen sind. Wir wollten dabei wissen, welche Arten besonders davon betroffen sind. Diese Erreger werden durch verschiedene Mücken übertragen. Dabei zeigten sich interessante Unterschiede: Während Singdrosseln in allen Fällen infiziert waren, und auch die häufigen Buchfinken immerhin zu 75% Blutparasiten aufwiesen, konnten nur in 50% der Kohlmeisen Parasiten nachgewiesen werden. Dagegen fanden sich in Blaumeisen und Kleibern gar keine Erreger (mehr zur Studie hier).

Haemoproteus (courtesy Bruntje Lüdtke)

Haemoproteus (courtesy Bruntje Lüdtke)

Eines der spannenden Ergebnisse einer anderen Studie im Mooswald war die Tatsache, dass bestimmte Mücken, die als wirtsspezifisch gelten auch andere Wirte stechen können. So fanden sich Culicoidesmücken, die offensichtlich menschliches Blut gesaugt hatte, aber auch welche mit Singvogelblut. Dies zeigt deutlich, dass Mücken in Siedlungsnähe sowohl Säugetiere, wie Vögel wie auch Menschen infizieren können und damit auch Krankheiten zwischen den verschiedenen Wirten übertragen können.

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Ist die letzte Population der Blasskopfbuschammer genetisch verarmt?

Samstag, 21. Februar 2015 | Autor:

Die Blasskopfbuschammer ist eine der seltensten und gefährdetsten Vogelart Ecuadors, die 30 Jahre lang sogar für ausgestorben gehalten wurde. Als die Art 1998 wiederentdeckt wurde, gab es nur noch ca 20 Tiere – ein Grund genug zur Sorge, dass die mittlerweile wieder auf 200 Tiere angewachsene Population durch den vergangenen Populationseinbruch ihre genetische Vielfalt, und damit ihre künfige Anpassungsfähigkeit an sich ändernde Umweltbedingungen, verloren haben könnte.

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Dazu  haben wir die Muster der genetischen Vielfalt von 91 Blasskopfbuschammern, also fast der Hälfte der verbleibenden Weltpopulation, genauer unter die Lupe genommen und mit bis zu 115 Jahre alten Museumsproben derselben Art sowie zwei weiteren nicht-gefährdeten Buschammern aus demselben Reservat verglichen. Durch die Untersuchung der Mikrosatelliten haben wir Zeitraum und Intensität des vergangenen Populationseinbruchs näher bestimmen können: Die Population der Blasskopfbuschammern bestand vor dem Populationszusammenbruch aus ca 4000 Individuen. Da zum Zeitpunkt der Wiederentdeckung nur noch ca 20-40 Individuen übrig waren, handelt es sich also um einen Rückgang der Population um 99%. Dieser begann allerdings schon vor ca. 600 Jahren, also noch zur Zeit der Inkas.

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Interessanterweise ist die Diversität an neutralen Stellen im Genom (also die der Mikrosatelliten) in den heutigen  Blasskopfbuschammern noch genauso hoch wie die der Museumsproben- und genauso hoch wie in zwei anderen Buschammern des Reservats, die nicht gefährdet sind.  Noch erstaunlicher aber ist, dass dafür die Immunsystem-Diversität der Blasskopfbuschammer gegenüber den anderen beiden Buschammern stark verloren gegangen ist. Da einer hohen Immunsystem-Diversität eine wichtige Funktion in der Anpassungsfähigkeit gegenüber künftigen Umweltänderungen, v.a. neuen möglichen Krankheiten, zukommt, ist das ein besorgniserregendes Ergebnis. Sobald eine neue Krankheit ins Reservat gelangt, besteht damit die Gefahr, dass die letzte Population an Blasskopfbuschammern ausstirbt, weil sich die Tiere im Immunsystem so ähnlich, nämlich so wenig variabel, sind. Um dem entgegenzuwirken, sollte daher baldmöglichst ein zweites Reservat gegründet und ein Teil der Population dahin umgesiedelt werden.

Ein neues Reservat für die Blasskopfbuschammer

Dafür wurde bereits ein geeignetes Gebiet gefunden, in das einzelne Tiere des heutigen „Yunguilla“- Reservats umgesiedelt werden könnten.  Durch die bisherigen Arbeiten von Stefanie Hartmann und Kollegen gelang es nicht nur die genetischen Ergebnisse im Journal Molecular Ecology zu veröffentlichen sondern damit auch Gelder für den Ankauf des Grundstückes zu gewinnen. Die Naturschutzorganisation „Fundacion Jocotoco“ befindet sich aktuell in Verkaufsverhandlungen bezüglich des neuen Reservats und mit etwas Glück werden wir bald nicht mehr von „der letzten Population ihrer Art“ sprechen müssen.

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publish or perish

Freitag, 28. November 2014 | Autor:

Ein großer Teil des Lebens eines Wissenschaftlers besteht darin zu schreiben: Ergebnisse von Versuche werden in Fachzeitschriften veröffentlicht, Anträge auf Förderungen eingereicht, Abschlussberichte  über durchgeführte Projekte müssen erstellt werden und dazu kommen dann noch zahlreiche Stellungnahmen über Bachelor, Master und Doktorarbeiten sowie Gutachten zu eingereichten Veröffentlichungen von Kollegen. Im Laufe eines Jahres kommen da viele Stapel Papier zusammen und Computer und Tastatur sind zum Haupthandwerkszeug geworden.

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http://www.fromoldbooks.org/Rodwell-South-By-East/pages/131-writing-desk/1105×1102-q75.html

Interessanterweise werden wir Wissenschaftler auf dieses intensive Schreiben wenig oder kaum vorbereitet – wenn wir Glück haben, werden wir gut angeleitet, wenn wir unsere ersten Arbeiten selbstständig anfertigen, danach gilt eher der Grundsatz „lerne durch Erfahrung „.

Was und wie schreibe ich? Diese Frage stellen sich viele Studierende wenn sie zum ersten Mal einen Artikel verfassen müssen. Häufig wird wissenschaftliches Schreiben dabei gelernt wie der sprichwörtliche Sprung ins kalte Wasser, ausprobieren und los schreiben. Und wenn dann in der wiederholten Korrektur immer noch viele Kommentare stehen und alles rot markiert ist, entsteht schnell Frustration. Dabei gibt es heute zahlreiche Literatur und Anleitungen (z.B.  http://www.nature.com/scitable/ebooks/english-communication-for-scientists-14053993/118519407), die einem helfen können.

Doch für wen schreibe ich eigentlich? Wissenschaftliche Arbeiten werden häufig nur von wenigen Spezialisten in Fachzeitschriften gelesen, selbst wenn die Ergebnisse von allgemeinerem Interesse sind. Es liegt aber an uns aus dem Elfenbeinturm der Wissenschaft heraus zu treten und allgemein verständlich zu erklären was wir da eigentlich machen. In den letzten Wochen bin ich auf zwei Beiträge gestoßen, die kurz und prägnant zusammenfassen auf was man dabei achten sollte:

http://entomologytoday.org/2014/11/25/5-ways-to-improve-your-science-writing/

Hier findet sich auch eine kurze Checkliste mit Punkten.

Allerdings ist es nicht nur wichtig wissenschaftliche Veröffentlichungen zu schreiben, sondern diese sollten entsprechend auch sichtbar gemacht werden. Heute gibt es dazu mit den sozialen Medien vielfältige Möglichkeiten. Viele Kollegen haben wohl darüber noch nie nachgedacht, doch es zeigt sich, dass die Wahrscheinlichkeit, dass Veröffentlichungen entdeckt, gelesen und zitiert werden sehr stark steigt, wenn sie nicht nur in einer Bibliothek (respektive online link) versteckt sind.

http://www.scilogs.com/lindaunobel/the-verdict-is-blogging-or-tweeting-about-research-papers-worth-it

Es gilt also nicht nur für sich selber zu schreiben, und Fachkollegen zu erreichen, sondern die eigene Forschung auf verständliche Weise sichtbarer zu machen.

 

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Spurensuche im Wald

Freitag, 1. August 2014 | Autor:

 

Wenn Menschen mit dem Auge auf den Boden fokussiert durch den Wald schleichen, denkt man zunächst an Beerensucher oder Pilzsammler. Für manchen Forscher jedoch liegt das Objekt der Begierde ebenfalls am Boden – es handelt sich um die Hinterlassenschaften von Tieren, die nicht nur über die aufgenommene Nahrung einiges verrät.

Kotproben enthalten nicht nur Nahrungsreste sondern auch Zellen der Tiere, aus welchen dann Erbgut analysiert werden kann. Ähnlich wie ein Gerichtsmediziner aus winzigen Spuren an einem Tatort ein DNAprofil einer Person erstellt, erlauben  Kotproben  dem Naturschutzgenetiker die Identifizierung von Individuen bei Wildtieren.

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Auerhuhnkot (G.Segelbacher)

Diese Möglichkeit wird heutzutage häufig benutzt um Herkunft und Anzahl von Tieren zu bestimmen. So kann z.B. beim Auerhuhn mittels genetischer Analysen von Kotproben (oder auch Federproben) der Bestand abgeschätzt werden indem die Anzahl von Individuen rein über genetische Methoden bestimmt wird.

Eine kürzliche erschienene Arbeit zeigt exemplarisch wie im Bayerischen Wald eine große Zahl von Tieren nachgewiesen und auch Bewegungsmuster einzelner Tiere verfolgt werden konnten.

Genetisches Monitoring beim Auerhuhn
Um die 500 Tiere werden für das Untersuchungsgebiet geschätzt, was eine positive Nachricht für die länderübergreifenden Schutzmaßnahmen darstellt.

Auerhahn (G.Segelbacher)

 

 

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eine Kirche für die Vögel

Mittwoch, 25. Juni 2014 | Autor:

Einer der seltensten Vögel Ecuadors – die Blasskopfbuschammer – ist in den umliegenden Dörfern des Yunguilla Reservats leider völlig unbekannt, obwohl es sich hierbei um den einzigen Ort weltweit handelt, an dem die Art noch nicht ausgestorben ist.

 ©Stefanie Hartmann

Kirche Yunguilla

Um dies zu ändern und damit das Umweltbewusstsein der lokalen Gemeinde zu stärken, hat die Doktorandin Stefanie Hartmann bereits in der letzten Brutsaison Gelder für die Umweltbildung gesammelt. Die Idee war, eine große Backsteinmauer am Eingang des Dorfes mit Vogelarten des Reservats zu bemalen, natürlich inklusive der Blasskopfbuschammer. Leider musste bei der Ankunft dieses Jahr festgestellt werden, dass die Mauer einfach eingerissen wurde. Was nun? Leider sind große einheitliche Wandflächen im restlichen Ort Mangelware, bis auf ein zentrales Gebäude, an das man sich aber eigentlich nicht heranwagen konnte: Es lässt einen ja sicherlich niemand die Kirche anmalen! „Gott sei Dank“ bestätigen Ausnahmen die Regel, und so konnten schon eine Woche nach dem Gespräch mit dem Pfarrer die Malarbeiten beginnen! Diese gestalteten sich aufgrund mangelnder Gerüste als etwas schwierig, was aber durch die professionelle Unterstützung der lokalen Künstlerin Natalia Carrasco mehr als ausgeglichen wurde: so ist schlussendlich ein zweiseitiges Gemälde entstanden, was fünf charakteristische Vogelarten des Reservats darstellt. Die Kirche wurde zu einem regelrechten Publikumsmagneten, sehr viele Passanten blieben stehen, fragten nach, halfen aus und freuten sich über die Dorfverschönerung. Ausliegende Infoblätter an den umliegenden Geschäften informierten zusätzlich. Kleine „kostenlose“ Privat-Blasskopfbuschammern an umliegenden Häusern sowie die Möglichkeit für jeden, der wollte, ein paar grüne Blätter selbst zu malen, stärkten den Bezug jedes Einzelnen zum Blasskopfbuschammer-Schutzprojekt. Fazit: Eine gelungene Aktion, die zudem noch richtig viel Spaß gemacht hat! (Stefanie Hartmann)

 

Kirchengemälde © Stefanie Hartmann

Kirchengemälde
© Stefanie Hartmann

 

Kirchengemälde © Stefanie Hartmann

Kirchengemälde
© Stefanie Hartmann

 

Kirchengemälde © Stefanie Hartmann

Kirchengemälde
© Stefanie Hartmann

 

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wann ist wenig zu wenig?

Freitag, 13. Juni 2014 | Autor:

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Blasskopfbuschammer (c) Stefanie Hartmann

Die Blasskopfbuschammer ist eine gefährdete Vogelart Ecuadors, die 30 Jahre lang sogar für ausgestorben gehalten wurde. Als 1998 im Yunguilla-Tal eine winzige Restpopulation von weniger als 20 Tieren wiederentdeckt wurde, stellte die NGO Fundacion Jocotoco die verbleibenden 100ha Lebensraum unter Schutz. Eine darauf folgende Untersuchung brachte schließlich ans Licht, warum sich die letzten Buschammern dieser Art in den letzten Jahren kaum mehr fortgepflanzt hatten: Eine nicht-einheimische Kuhstärlingsart hatte, ähnlich unserem Kuckuck, die Eier der Buschammern aus deren Nestern entfernt, um stattdessen seine eigenen Jungen von den Buschammer-Eltern großziehen zu lassen. Daraufhin gestartete Maßnahmen zur Kontrolle der Kuhstärlinge waren sehr erfolgreich, die Zahl an Blasskopfbuschammern verfünffachte sich innerhalb weniger Jahre auf ca. 200 Tiere! Seit 2008 jedoch nimmt die Population nicht weiter zu, die Gründe dafür sind bisher nicht bekannt.

In ihrer Doktorarbeit geht Stefanie Hartmann dieser Frage nach. Dazu untersucht sie im Reservat die Territorien der Blasskopfbuschammer um Daten zur Brutbiologie und den Habitatpräferenzen der Vögel zu erheben. Diese Informationen können dann in eine sogenannte PVA (Population Viability Analysis) integriert werden. Damit lässt sich die zukünftige Entwicklung und mögliche Schutzszenarien simulieren.

Mit Hilfe eines genetischen Fingerabdrucks untersucht sie außerdem wie nahe verwandt die Individuen miteinander sind. Ausgehend von wenigen Tieren haben die Vögel in ihrem Bestand zugenommen, es ist allerdings unklar ob die Art nicht an einem Flaschenhals leidet und eine sehr geringe genetische Vielfalt aufweist.

Um dieser Frage weiter nachzugehen ist Steffi gerade wieder nach Ecuador geflogen um in ihrer letzten Feldsaison weitere Daten für ihre Arbeit zu sammeln.

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