Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

UVB-Strahlung beeinflusst Verhalten von Stichlingen

13.12.2017

Fische können Ultraviolett-B-Strahlen nicht sehen, ändern aber trotzdem ihr Verhalten, wenn sie unter erhöhter UVB-Intensität aufwachsen. Nach Untersuchungen von Biologen der Universität Bonn an Dreistachligen Stichlingen (Gasterosteus aculeatus) führt mehr UVB zu einer geringeren Körpergröße und zu risikofreudigerem Verhalten Fressfeinden gegenüber. Durch den Klimawandel wird die UVB-Intensität absehbar noch zunehmen, möglicherweise mit Konsequenzen für die Ökosysteme und die Fischzucht. Die Ergebnisse erscheinen nun im Journal „Biology Letters“ der „Royal Society“.

Der Dreistachlige Stichling (Gasterosteus aculeatus) kommt fast überall auf der Nordhälfte der Erde vor und ist ein beliebter Modellorganismus in der experimentellen Biologie. Mit einer Länge von bis zu zehn Zentimeter verfügt er über eine überschaubare Größe.


Nahaufnahme: Dreistachliger Stichling (Gasterosteus aculeatus).

© Foto: Simon Vitt


Dr. Ingolf Rick (links) und Simon Vitt vom Institut für Evolutionsbiologie und Zooökologie der Universität Bonn.

© Foto: Timo Thünken

Sein Name rührt von drei aufstellbaren Stacheln der Rückenflosse her. Auf der niederländischen Wattenmeerinsel Texel verbringen Stichlinge den Winter im Meer und wandern zur Fortpflanzung ins Süßwasser. Von dieser Insel stammen die Exemplare, die die Wissenschaftler vom Institut für Evolutionsbiologie und Zooökologie der Universität Bonn für ihre Zucht nutzten.

Anhand der Stichlinge gingen die Forscher der Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Theo C. M. Bakker der Frage nach, welchen Einfluss natürliche Ultraviolett-B-Strahlung (UVB) hat. „In zahlreichen Studien wurde nachgewiesen, dass diese energiereiche Strahlung etwa das Erbgut und die Zellen schädigen kann“, berichtet der Evolutionsbiologe Dr. Ingolf P. Rick. Inwiefern das für Fische unsichtbare UVB ihr Verhalten verändert, sei dagegen noch weitgehend unerforscht.

Die Wissenschaftler teilten den aus künstlich befruchteten Eiern hervorgehenden Nachwuchs in unterschiedliche Behandlungsgruppen auf. Von 28 Geschwistergruppen wuchs jeweils die eine Hälfte jeder Gruppe zur Kontrolle unter natürlichen Lichtbedingungen auf, die andere Hälfte wurde künstlich erhöhter UVB-Strahlung ausgesetzt. „Die intensivere Ultraviolettstrahlung blieb jedoch deutlich unter den Maximalwerten in der Natur“, berichtet Simon Vitt, Erstautor der Studie. Eine Schädigung der Fische durch unrealistische Überdosierung sei dadurch ausgeschlossen.

Nach sieben Monaten Behandlungsphase stellten die Forscher fest, dass die Fische in den Wasserbecken mit den erhöhten UVB-Bedingungen deutlich kleiner waren als die unter natürlicher Einstrahlung. „Vermutlich haben die Stichlinge bei stärkerer UVB-Dosis einen erhöhten Reparaturaufwand etwa für Gewebeschäden“, sagt Vitt. Dies gehe offenbar zulasten ihrer Körpergröße und zeige, dass mehr UVB eine beeinträchtigende Wirkung habe.

Konfrontation mit einem Fressfeind

In einem dreiteiligen Aquarium testeten die Forscher das Verhalten der beiden Stichlings-Gruppen. In einer Kammer schwamm eine Forelle als typischer Fressfeind. Am anderen Ende des Wasserbeckens befand sich in einem eigenen Kompartiment einer der Stichlinge und eine künstliche Wasserpflanze als Versteck. Zwischen Forelle und Stichling war die eigentliche Experimentierarena. Die Forscher entfernten gleichzeitig eine transparente Absperrung zum Versteck und einen Sichtschutz zur Kammer mit der Forelle. Dann kam der Fressfeind hinter der Glasscheibe zum Vorschein. Der Stichling konnte nun sein Kompartiment verlassen und die mittlere Kammer erkunden.

„Bemerkenswert war, dass der Stichling sich nicht durch Flucht der Gefahr entzog, sondern sich in Kreisen auf die Forelle zu- und wieder wegbewegte“, berichtet Rick. Es handelte sich dabei um ein bekanntes Erkundungsverhalten aus sicherer Distanz: Fische lösen sich aus Schwärmen und dringen näher zu einem unbekannten Tier vor, um dessen Gefährlichkeit zu testen. Überraschend war, dass die nach monatelang erhöhter UVB-Strahlung kleineren Stichlinge fast doppelt so lange in der Erkundungszone verharrten wie die unter natürlichen Bedingungen aufgewachsenen. Je kümmerlicher, desto ängstlicher – diese landläufige Meinung traf offenbar bei diesen Dreistachligen Stichlingen nicht zu.

Die größere „Risikofreude“ könnte den Forschern zufolge verschiedene Ursachen haben. „Die unter höherem UVB-Stress stehenden Exemplare unternehmen zunächst einen ausführlicheren Risikocheck als ihre größeren Artgenossen, um sich anschließend ganz der Futteraufnahme widmen zu können“, schildert Vitt eine Möglichkeit. Es könne aber auch sein, dass die physisch eingeschränkten Individuen per se ein stärkeres Erkundungsverhalten an den Tag legen, da für sie Informationen über potentielle Gefahren eine größere Bedeutung haben. Als dritte Möglichkeit könne es aber auch eine Strategie kleinerer, wendigerer Tiere sein, der Forelle als Fressfeind ausführlich zu zeigen, dass sie als Gefahr erkannt wurde – anpirschen zwecklos!

„Das Ergebnis ist eindeutig: Erhöhte UVB-Intensität führt zu einer deutlichen Verhaltensänderung, obwohl die Fische diese Strahlung nicht sehen können“, fasst Vitt zusammen. Angesichts von Klimaveränderungen wird die UVB-Belastung absehbar noch weiter zunehmen. „Dies kann weltweit Ökosysteme beeinflussen, da kleine Änderungen im Räuber-Beute-Verhalten über komplexe Nahrungsnetze weithin spürbare Konsequenzen nach sich ziehen können“, erklärt Rick. Durch mehr UVB könnten auch Aquakulturen in Flachwasserzonen möglicherweise Einbußen haben.

Publikation: Simon Vitt, Janina E. Zierul, Theo C. M. Bakker & Ingolf P. Rick: Long-term UVB exposure promotes predator-inspection behaviour in a fish, Biology Letters, DOI: 10.1098/rsbl.2017.0497

Kontakt für die Medien:

Simon Vitt
Institut für Evolutionsbiologie und Zooökologie
Universität Bonn
Tel. 0228/735759
E-Mail: svitt@evolution.uni-bonn.de

Dr. Ingolf Rick
Institut für Evolutionsbiologie und Zooökologie
Universität Bonn
Tel. 0228/735749
E-Mail: irick@evolution.uni-bonn.de

Johannes Seiler | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bakterien schwärmen aus
17.01.2019 | Philipps-Universität Marburg

nachricht Forscher der TU Dresden finden neuen Ansatz für Therapien für neurodegenerative Erkrankungen
17.01.2019 | Technische Universität Dresden

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: Ultra ultrasound to transform new tech

World first experiments on sensor that may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles

The new sensor - capable of detecting vibrations of living cells - may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles.

Im Focus: Fliegende optische Katzen für die Quantenkommunikation

Gleichzeitig tot und lebendig? Max-Planck-Forscher realisieren im Labor Erwin Schrödingers paradoxes Gedankenexperiment mithilfe eines verschränkten Atom-Licht-Zustands.

Bereits 1935 formulierte Erwin Schrödinger die paradoxen Eigenschaften der Quantenphysik in einem Gedankenexperiment über eine Katze, die gleichzeitig tot und...

Im Focus: Flying Optical Cats for Quantum Communication

Dead and alive at the same time? Researchers at the Max Planck Institute of Quantum Optics have implemented Erwin Schrödinger’s paradoxical gedanken experiment employing an entangled atom-light state.

In 1935 Erwin Schrödinger formulated a thought experiment designed to capture the paradoxical nature of quantum physics. The crucial element of this gedanken...

Im Focus: Implantate aus Nanozellulose: Das Ohr aus dem 3-D-Drucker

Aus Holz gewonnene Nanocellulose verfügt über erstaunliche Materialeigenschaften. Empa-Forscher bestücken den biologisch abbaubaren Rohstoff nun mit zusätzlichen Fähigkeiten, um Implantate für Knorpelerkrankungen mittels 3-D-Druck fertigen zu können.

Alles beginnt mit einem Ohr. Empa-Forscher Michael Hausmann entfernt das Objekt in Form eines menschlichen Ohrs aus dem 3-D-Drucker und erklärt: «Nanocellulose...

Im Focus: Nanocellulose for novel implants: Ears from the 3D-printer

Cellulose obtained from wood has amazing material properties. Empa researchers are now equipping the biodegradable material with additional functionalities to produce implants for cartilage diseases using 3D printing.

It all starts with an ear. Empa researcher Michael Hausmann removes the object shaped like a human ear from the 3D printer and explains:

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Smarte Sensorik für Mobilität und Produktion 4.0 am 07. Februar 2019 in Oldenburg

18.01.2019 | Veranstaltungen

16. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

17.01.2019 | Veranstaltungen

Erstmalig in Nürnberg: Tagung „HR-Trends 2019“

17.01.2019 | Veranstaltungen

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

Smarte Sensorik für Mobilität und Produktion 4.0 am 07. Februar 2019 in Oldenburg

18.01.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Chemiker der Saar-Uni entwickeln neues Material, das Seltene Erden bei LED-Lampen spart

18.01.2019 | Materialwissenschaften

Süßwasserfische der Mittelmeerregion in der Klimakrise

18.01.2019 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

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