Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Grashüpfer-Männchen ihre Balzgesänge tunen

12.12.2013
Evolutionsbiologen der Universität Bielefeld untersuchen, wie Insekten auf Umweltveränderungen reagieren

Heuschrecken-Männchen, die Verkehrslärm ausgesetzt sind, singen in höheren Frequenzen als Artgenossen in ruhigen Gebieten. Das zeigten Bielefelder Forscher vor einem Jahr in einer Studie.


Evolutionsbiologen der Universität Bielefeld untersuchen, wie Insekten auf Umweltlärm reagieren. Foto: Ulrike Lampe


Nachtigall-Grashüpfer
Foto: Ulrike Lampe

Jetzt fand das Team heraus: Die Fähigkeit hochfrequent zu zirpen hängt nicht allein vom Erbgut ab, sondern bildet sich auch abhängig vom Lärmpegel im Lebensraum der heranwachsenden Tiere aus. Die neue Studie wurde jetzt im Fachmagazin Functional Ecology publiziert.

Die Studie vor einem Jahr gab keinen endgültigen Aufschluss über die biologischen Mechanismen, mittels derer die Tiere die beobachtete Frequenzverschiebung bewerkstelligen.

„Erst durch die genaue Kenntnis der zu Grunde liegenden Mechanismen können wir ein umfassendes Verständnis dafür entwickeln, wie Tiere auf Umweltlärm reagieren“, sagt Dr. Tim Schmoll. Er untersucht die Reaktion natürlicher Populationen auf menschlich verursachten Umweltwandel und war an der Studie beteiligt.

„Als Mechanismen kommen dabei sowohl eine genetische Anpassung an die sich verändernden Umweltbedingungen als auch phänotypische Plastizität in Frage“, so Schmoll weiter. Phänotypische Plastizität beschreibt das Phänomen, dass selbst Individuen mit gleicher genetischer Ausstattung je nach Umweltbedingungen Gesänge in unterschiedlicher Tonhöhe produzieren können.

Um dem Mechanismus auf die Spur zu kommen, fingen die Bielefelder Forscher Larven des Nachtigall-Grashüpfers (Chorthippus biguttulus) auf verschiedenen Probeflächen ein und verfrachteten die Tiere ins Labor. Die Hälfte der eingefangenen Tiere stammte dabei von mehr als einem halben Dutzend autobahnnahen – und damit stark verlärmten – Probeflächen, die andere Hälfte von autobahnfernen, lärmarmen Probeflächen.

Jeweils der Hälfte der Tiere von beiden Standorttypen wurde dann Verkehrslärm vom Band vorgespielt, die andere dagegen lärmarm aufgezogen. Als erwachsene Tiere wurden die Männchen dann unter standardisierten, lärmarmen Bedingungen zum Singen gebracht, um die folgenden Fragen zu beantworten: Wie wirken sich unterschiedliche Herkunft und unterschiedliche Aufzucht auf die Tonhöhe der Gesänge aus?

„Die Männchen, die im Labor unter Autobahnlärm aufgewachsen sind, produzierten Gesänge mit höheren Frequenzen und zwar unabhängig von ihrer Herkunft“, erläutert Ulrike Lampe, ebenfalls eine Autorin der Studie. Dies lasse darauf schließen, dass phänotypische Plastizität während der Larvalentwicklung den Grashüpfer-Männchen erlaube, auf die veränderten akustischen Bedingungen in autobahnnahen Lebensräumen zu reagieren.

Zum ersten Mal überhaupt konnte dieser Mechanismus nun in der vorliegenden Studie als bedeutsam nachgewiesen werden. „Das wurde bisher kaum beachtet“, berichtet Lampe. „Wir denken daher, dass unsere Ergebnisse auch für Forschung an anderen betroffenen Tiergruppen wie Vögeln oder Fröschen wichtig sein könnten.“

Darüber hinaus schlugen aber auch Männchen von autobahnnahen Standorten höhere Töne an, unabhängig von ihren Aufzuchtbedingungen und obwohl sie mehr als die Hälfte ihrer Larvalentwicklung sowie ihr gesamtes Erwachsenenleben im Labor verbracht hatten. Dazu Abteilungsleiter Professor Dr. Klaus Reinhold: „Vielleicht ist der lange nachwirkende Herkunftseffekt die Reaktion auf die vor dem Fang – also im frühen Larvenstadium – erfahrene Lärmumwelt, die wir mit dem Experiment nicht manipulieren konnten. Noch interessanter wäre es, wenn wir es mit sogenannten transgenerationalen Effekten zu tun hätten. Dabei stellen Eltern ihren Nachwuchs bereits durch Inhaltsstoffe im Ei oder eine Modifizierung der Erbsubstanz auf die zu erwartenden Umweltbedingungen ein.“ Denkbar sei natürlich auch, dass der Herkunftseffekt als Ergebnis evolutiver Anpassungsprozesse bereits eine genetische Differenzierung widerspiegelt. Um den Herkunftseffekt und damit weitere möglicherweise beteiligte Mechanismen besser zu verstehen, wären zusätzliche Experimente nötig, in denen bereits die Elterngeneration experimentell veränderten Lärmumwelten ausgesetzt ist.

Originalveröffentlichung:
Ulrike Lampe, Klaus Reinhold, Tim Schmoll (2013). ’How grasshoppers respond to road noise: Developmental plasticity and population differentiation in acoustic signalling’, http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2435.12215/abstract,

DOI: 10.1111/1365-2435.12215

Kontakt:
Dr. Tim Schmoll, Universität Bielefeld
Fakultät für Biologie, Abteilung Evolutionsbiologie
Telefon: 0521 106-2720
E-Mail: tim.schmoll@uni-bielefeld.de
Prof. Dr. Klaus Reinhold, Universität Bielefeld
Fakultät für Biologie, Abteilung Evolutionsbiologie
Telefon: 0521 106-2721
E-Mail: klaus.reinhold@uni-bielefeld.de
Weitere Informationen:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2435.12215/abstract

Ingo Lohuis | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bielefeld.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Biologischer Lichtsensor in Aktion gefilmt
15.06.2018 | Paul Scherrer Institut (PSI)

nachricht Belohnung fürs Gehirn
15.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

Meteoriteneinschläge und Spektralfarben: HITS bei Explore Science 2018

11.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

EMAG auf der AMB: Hochproduktive Lösungen für die vernetzte Automotive-Produktion

15.06.2018 | Messenachrichten

AchemAsia 2019 in Shanghai

15.06.2018 | Messenachrichten

Dem Fettfinger zu Leibe rücken: Neuer Nanolack soll Antifingerprint-Oberflächen schaffen

15.06.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics