Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schnelle Evolution bei Schnecken

28.04.2011
Wissenschaftliche Ergebnisse von EvolutionMegalab veröffentlicht

Veränderungen bei Lebensräumen und Fressfeinden können Tiere zu schnellen evolutionären Anpassungen zwingen. Das schlussfolgert ein internationales Forscherteam aus der Auswertung von historischen und aktuellen Daten über Gehäusefarben und -mustern von über einer halben Million Schnecken der in Europa weit verbreiteten Schwarzmündigen Bänderschnecke (Cepaea nemoralis).


Die Schwarzmündige Bänderschnecke (Cepaea nemoralis) und die Weißmündige Bänderschnecke (Cepaea hortensis) kommen in verschiedensten Lebensräumen in Europa vor und weisen eine hohe Vielfalt an verschiedenen Gehäusen auf. Foto: André Künzelmann/UFZ


Europaweit haben sich im Darwin-Jahr 2009 Tausende Freiwillige an dem Mitmachprojekt beteiligt, um die Evolution der Schwarzmündigen Bänderschnecke (Cepaea nemoralis) aufzuklären. Foto: André Künzelmann/UFZ

Die aktuellen Daten kamen durch das Mitmach-Projekt „Evolution MegaLab“ zustande, an dem Tausende Freiwillige in 15 Ländern Europas teilgenommen haben und es dadurch zur größten Datenerhebung dieser Art gemacht haben, die jemals stattgefunden hat, schreiben die Forscher im Online-Journal PloS One.

Tiere und Pflanzen zählen zu den sensibelsten Indikatoren des globalen Wandels. Vor allem Arten, die sich schnell vermehren, sind prinzipiell in der Lage, sich in kurzer Zeit genetisch an veränderte Lebensbedingungen anzupassen. Es gibt jedoch kaum historische genetische Daten aus einem großen Verbreitungsgebiet, mit denen man solche rasche Evolution zeigen könnte. Eine seltene Ausnahme ist die Schwarzmündige Bänderschnecke (Cepaea nemoralis), deren Gehäuse eine außergewöhnliche Vielfalt an Farben und Mustern aufweist, und die schon seit Beginn des 20. Jahrhunderts in ganz Europa intensiv untersucht wird.

Die Bänderschnecke ist ein Meister der Anpassung: Sie kommt in den verschiedensten Lebensräumen von Küstendünen bis hin zu Gebirgswäldern vor, und es ist bekannt, dass die Vielfalt der Schneckengehäuse mit der Anpassung an verschiedene Lebensräume und Fressfeinde zusammen hängt. Das häufige Vorkommen dieser markanten Art in Gärten und Städten machte sie zum idealen Studienobjekt für eine große Feldstudie zur Evolution. Am 200. Geburtstag von Charles Darwin, dem 12. Februar 2009, hatten das Museum für Naturkunde Berlin, der Naturschutzbund Deutschland (NABU) und das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) die deutsche Version des europaweiten Mitmach-Projektes gestartet. „Evolution MegaLab“ war einer der Gewinner des Wettbewerbs „Evolution heute“ der VolkswagenStiftung und wurde von ihr mit rund 97.000 Euro gefördert.

Während Biologen fast ein Jahrhundert brauchten, um Daten über rund 6000 Populationen der Art zu sammeln, gelang es mithilfe von Freiwilligen, innerhalb von zehn Jahren Daten über rund 3000 Populationen zu sammeln, wobei die Mehrzahl im Darwin-Jahr 2009 auf der Internetplattform www.evolutionmegalab.org eingetragen wurde. Dort wurden die Informationen zur Erhebung der Daten und schließlich auch die Ergebnisse angezeigt. Gleichzeitig wurden alle Freiwilligen aufgefordert ein Quiz durchführen, um sicherzustellen, dass sie die gesuchte Art nicht mit ähnlichen Schneckenarten verwechseln.

Das Wissen der Hobbybiologen überraschte selbst die Profiwissenschaftler: Lediglich ein Prozent der Daten erwiesen sich als falsch und wurden entfernt, um das Endergebnis nicht zu verfälschen. „Dies war eine der größten Studien zur Evolution, die es jemals gegeben hat“, freut sich Professor Jonathan Silvertown von der Open University (OU) in Großbritannien, der die Idee dazu hatte. Durch die Beobachtungen wollten wir der Öffentlichkeit und damit auch Familien und Schulkindern die Möglichkeit geben, an der Forschung teilzunehmen. Sie konnten dadurch selbst zu erleben, welchen Reiz es hat, etwas zu entdecken.“

Die durchschnittliche Landtemperatur ist in Europa im 20. Jahrhundert nach Angaben der Europäischen Umweltagentur EEA aus dem Jahr 2010 um 1.3 Grad Celsius angestiegen. „Wir hatten erwartet, dass dieser Temperaturanstieg zu einer Zunahme der hellen Gehäusefarben und zu einem Rückgang der dunklen führen würde“, erklärt Dr. Christian Anton, der das Projekt für Deutschland vom UFZ aus koordiniert hatte. Bei den gelben Gehäusen, die sich in der Sonne am wenigsten erwärmen, konnten die Wissenschaftler eine Zunahme feststellen – jedoch nur bei den Tieren, die im Lebensraum Düne zu Hause sind. Offenbar kriechen die Schnecken in den anderen Lebensräumen einfach in den Schatten, wenn es ihnen zu warm wird. „Überrascht waren wir aber, als wir festgestellt haben, dass der Anteil der Schnecken, die nur einen Streifen auf dem Gehäuse haben, europaweit angestiegen ist. Das ist schnelle Evolution“. Die Wissenschaftler vermuten, dass dies mit kleinräumigen Änderungen der Umwelt oder mit dem natürlichen Feind dieser Schneckenart, der Singdrossel, zusammenhängt. „Wenn wir bedenken, wie viele Menschen sich für das Beobachten von Vögeln interessieren, dann könnte ein Freiwilligenprojekt zur Entwicklung der Vogelpopulationen hier Licht ins Dunkel bringen“, blickt Anton voraus.

Im Schnitt lag zwischen den historischen und den aktuellen Datenerhebungen ein halbes Jahrhundert. Das entspricht etwa 15 bis 20 Generationen der kleinen Schnecken mit den vielfältigen Gehäusen. Dank des Einsatzes von Tausenden Freiwilliger konnte bestätigt werden, dass diese Vielfalt ein Ergebnis von Anpassung an verschiedene Umweltbedingungen ist, und es wurde deutlich, wie schnell Evolution passieren kann, wenn die Umwelt sich ändert.

Tilo Arnhold

Publikation:
Jonathan Silvertown, Laurence Cook, Robert Cameron, Mike Dodd, Kevin McConway, Jenny Worthington, Peter Skelton, Christian Anton, Oliver Bossdorf, Bruno Baur, Menno Schilthuizen, Benoît Fontaine, Helmut Sattmann, Giorgio Bertorelle, Maria Correia, Cristina Oliveira, Beata Pokryszko, Ma³gorzata O¿go, Arturs Stalažs, Eoin Gill, Üllar Rammul, Péter Sólymos, Zoltan Féher, Xavier Juan (2011): Citizen Science Reveals Unexpected Continental-Scale Evolutionary Change in a Model Organism. PloS One, 27.04.2011

http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0018927

Weitere fachliche Informationen:
Dr. Christian Anton
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
http://www.ufz.de/index.php?de=1186
jetzt:
Nationale Akademie der Wissenschaften LEOPOLDINA
Telefon: 0345-47239-861
http://www.leopoldina.org/de/akademie/organisation/geschaeftsstelle/abteilung-politikberatung.html
oder über
Tilo Arnhold (UFZ-Pressestelle)
Telefon: 0341-235-1269
E-mail: presse@ufz.de
Weiterführende Links:
Forschungsprojekt
http://www.evolutionmegalab.org/de_DE/
Schwarzmündige Bänderschnecke:
http://de.wikipedia.org/wiki/Cepaea_nemoralis
Darwin-Jahr 2009:
http://www.darwin-jahr.de
http://www.darwinjahr2009.de/
http://www.Nabu.de/schnecken
Das Museum für Naturkunde Berlin, seit Januar 2009 Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft, ist mit über 30 Millionen Sammlungsobjekten und einem Museum mit 6 600 Quadratmetern Ausstellungsfläche das größte deutsche Naturkundemuseum und eines der fünf größten weltweit. Im Zentrum der Forschungen an heutigen wie ausgestorbenen Lebensformen stehen Fragen zur biologischen Vielfalt und zu den Ursachen morphologischer und genetischer Vielgestaltigkeit der Organismen auf der Erde. 2009 hat das Museum Leben und Werk Charles Darwins mit der großen Sonderausstellung „Darwin – Reise zur Erkenntnis“ gewürdigt.
http://www.naturkundemuseum-berlin.de
Der NABU ist mit rund 450.000 Mitgliedern und Förderern einer der größten Umweltverbände Deutschlands. Er unterhält eigene Forschungsinstitute und betreibt Umweltbildung. Seit 1899 realisiert er konkrete Naturschutzprojekte und meldet sich zu Wort, wenn die Natur einen Anwalt braucht. Der NABU beteiligt sich an behördlichen Naturschutzverfahren und begutachtet Eingriffe in die Natur, um Umweltschäden zu vermeiden und Lösungen vorzuschlagen. Der NABU ist in rund 1.500 lokalen Kreisverbänden und Gruppen in ganz Deutschland organisiert und vornehmlich ehrenamtlich tätig.
http://www.nabu.de
Die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina bringt exzellente Wissenschaftler zusammen, die Politik und Gesellschaft in relevanten wissenschaftlichen Fragen beraten. Hierfür greift sie Themen auf und erarbeitet dazu, unabhängig von politischen und wirtschaftlichen Interessen, wissenschaftsbasierte Expertisen. Mit dem Ziel, Zukunft zu gestalten, bringt sie diese zum Wohl der Gesellschaft in den nationalen und internationalen politisch-gesellschaftlichen Diskurs ein. Durch Meetings, Symposien und Vorträge fördert sie den Austausch mit der Öffentlichkeit sowie unter Forscherinnen und Forschern.
http://www.leopoldina.org
Die Helmholtz-Gemeinschaft leistet Beiträge zur Lösung großer und drängender Fragen von Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft durch wissenschaftliche Spitzenleistungen in sechs Forschungsbereichen: Energie, Erde und Umwelt, Gesundheit, Schlüsseltechnologien, Struktur der Materie, Verkehr und Weltraum. Die Helmholtz-Gemeinschaft ist mit über 30.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in 17 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 3 Milliarden Euro die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Ihre Arbeit steht in der Tradition des Naturforschers Hermann von Helmholtz (1821-1894).
http://www.helmholtz.de
Im Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) erforschen Wissenschaftler die Ursachen und Folgen der weit reichenden Veränderungen der Umwelt. Sie befassen sich mit Wasserressourcen, biologischer Vielfalt, den Folgen des Klimawandels und Anpassungsmöglichkeiten, Umwelt- und Biotechnologien, Bioenergie, dem Verhalten von Chemikalien in der Umwelt, ihrer Wirkung auf die Gesundheit, Modellierung und sozialwissenschaftlichen Fragestellungen. Ihr Leitmotiv: Unsere Forschung dient der nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen und hilft, diese Lebensgrundlagen unter dem Einfluss des globalen Wandels langfristig zu sichern. Das UFZ beschäftigt an den Standorten Leipzig, Halle und Magdeburg 1000 Mitarbeiter. Es wird vom Bund sowie von Sachsen und Sachsen-Anhalt finanziert.

http://www.ufz.de/

Weitere Informationen:
http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0018927 - Publikation
http://www.ufz.de/index.php?de=21422 - aktuelle Pressemitteilung
http://www.ufz.de/index.php?de=17592 - alte Pressemitteilung zum Start
http://www.evolutionmegalab.org/de_DE/ - Projektseite

Tilo Arnhold | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.ufz.de/index.php?de=1186

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Rettender Ritter in goldener Rüstung
22.02.2018 | Exzellenzcluster Entzündungsforschung

nachricht Schwarzen Hautkrebs in den Tiefschlaf versetzen
22.02.2018 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

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: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Im Focus: Developing reliable quantum computers

International research team makes important step on the path to solving certification problems

Quantum computers may one day solve algorithmic problems which even the biggest supercomputers today can’t manage. But how do you test a quantum computer to...

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

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

Biomasseforscher nehmen Versuchsanlage zur Weiterentwicklung der Biomassevergasung in Betrieb

22.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Leuchtende Nanoarchitekturen aus Galliumarsenid

22.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Kleben ohne Klebstoff - Schnelles stoffschlüssiges Fügen von Metall und Thermoplast

22.02.2018 | Verfahrenstechnologie

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