Forschung

Drittmittelprojekt: DFG, 242.660 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie
Institut für Pathologie

Projektdetails:
Aposematismus ist die Assoziation zwischen einer auffälligen Warnfärbung und einem Abwehrmechanismus (z. B. Gifte) zur Vermeidung von Prädation. Die Genetik der Färbung und der Giftigkeit bei aposematischen Tieren ist noch nicht gut erforscht. In diesem Zusammenhang ist die Vielfalt der Farbmuster und der Alkaloide in der Haut, die mit Strategien zur Vermeidung von Raubtieren bei neotropischen Giftfröschen verbunden sind, eine exzellente Gelegenheit, die Konvergenz der ökologischen Anpassung zu untersuchen. Pfeilgiftfrösche unterscheiden sich in ihren Farbmustern und ihrer Toxizität zwischen den Populationen und es gibt starke Beweise dafür, dass Aposematismus adaptiv ist, wahrscheinlich angetrieben durch die Selektion von Raubtieren. Für den Erdbeerfrosch Oophaga pumilio konnten wir für Gene, die im Zusammenhang mit dem Pigment-Metabolismus stehen (z.B. Pteridingene), zeigen, dass sie zwischen Farbmorphen unterschiedlich stark exprimiert sind. Nächstes Ziel ist es, den Aufbau pigmenthaltiger Zellen (Chromatophoren), die chromatographische Charakterisierung von Farbpigmenten und Alkaloiden, Expressionsmuster von Genen, die an der Färbung und Giftigkeit beteiligt sind, für drei farbpolymorphe, neotropischer Pfeilgiftfrösche der Gattung Oophaga in Verbindung zu setzen.
Für dieses Projekt werden wir Haut- und Leberproben von acht Populationen mit entweder grüner oder roter Färbung in Panama und Costa Rica sammeln. Zusammen mit Mitarbeitern der Universidad de Costa Rica, der TiHo, der University of Cambridge und des STRI in Panama werden wir die Chromatophoren in der Haut elektronenmikroskopisch charakterisieren, die Farbpigmente und Toxine in der Haut gaschromatographisch analysieren und eine RNAseq-Analyse mit dorsaler Haut durchführen. Wir erwarten, dass die Expressionsniveaus von Genen im Pigment- (z.B. Carotinoide) und Alkaloidmetabolismus zwischen verschiedenen Farbmorphen (rot vs. grün) variieren, aber aufgrund der Konvergenz innerhalb der Farbmorphen zwischen den Arten ähnlich sind. Unsere Studie wird zu einem besseren Verständnis des Zusammenhangs zwischen Geno- und Phänotypen adaptiver Anti-Räuber-Strategien führen und die Evolution regulatorischer Mechanismen der Genexpression beleuchten.

Resultate:

Kehrt LF, Vasquez V, Mora-Machado A, Mantzana-Oikonomaki V, Ibáñez R, Rodriguez A, Pröhl H, Tamayo-Castillo G. Alkaloid profiles in red and green color morphs of Neotropical poison frogs: untangling aposematic strategies in Oophaga granulifera and O. pumilio. Scientific Reports (in revision).

 

Mantzana-Oikonomaki V, Tamayo-Castillo G, Zamora Ramirez WJ, Ibáñez R, Pröhl H, Ariel Rodríguez A (2025) Gene expression and histological differences drive color divergence in the Panamanian poison frog Oophaga vicentei. Molecular Ecology 35: e70214. doi.org/10.1111/ mec.70214

 

Méndez-Rivera M, Ramírez-Morales D, Mora-Machado A, Pröhl H, Rodríguez A, Okada T, Toyooka N, Ibáñez R, Rodríguez-Rodríguez CE, Tamayo-Castillo G (2025) Acute toxicity of skin-homologues synthethic alkaloids and frog-skin extracts: miniaturized test to evaluate toxicity with Daphnia magna. Toxicon 268: 108599. doi.org/10.1016/j.toxicon.2025.108599

 

Mantzana-Oikonomaki V, Rodríguez A, Castillo-Tamayo G, Ibáñez R, Pröhl H (2024) Predator perception of aposematic and cryptic color morphs in two Oophaga species. Ecology and Evolution, 14: e70351. https://doi.org/10.1002/ece3.70351

 

Monteiro JPC, Ibáñez R, Mantzana-Oikonomaki V, Pröhl H, Rodríguez A (2023) Genetic diversity of Oophaga vincentei (Anura: Dendrobatidae) and taxonomic position of a remarkable color morph from Panama. Salamandra 59: 347-351

Kooperationspartner:

Dr. Giselle Tamayo, UCR, Costa Rica

Dr. Beatriz Willink, UCR, Costa Rica

Dr. Nicolas Mundy, University of Cambridge, UK

Dr. Roberto Ibañéz, STRI, Panama

Drittmittelprojekt: Bundesamt für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr , 730.000 EUR

Kliniken/Institute:
Reproduktionsmedizinische Einheit der Kliniken

Projektdetails:
Örtliche Krankenhäuser sind über Blutbanken in der Regel sehr gut mit ausreichenden Mengen an Erythrozyten und Thrombozyten versorgt. In abgelegenen Gebieten oder in Kriegsregionen fehlt jedoch oft die notwendige Infrastruktur und Bluttransfusionen werden häufig mit ungetesteten Blutspenden durchgeführt. Um die Lagerung von Blutprodukten für solche Situationen zu verbessern, untersuchen wir hier die Konservierung von Blutprodukten durch Kryokonservierung und Lyophilisierung im Rahmen des Hemoforce-Projekts der Bundeswehr.

Drittmittelprojekt: Madagascar National Parks; Kölner Zoo, 132.620 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
The overall objective of this project is to understand the effects of forest fires on vegetation and wildlife dynamics in dry deciduous forests of western Madagascar and to model their long-term post-fire regeneration potential by applying a landscape approach. This study will build on the fire history of the last 35 years within Ankarafantsika National Park (ANP) derived from annually available remote sensing data. We aim to investigate the impact of different time spans since the last fire, fire severity and different fire intervals on forest integrity on the one hand, and on lemur population dynamics as one representative and enigmatic, forest-dependent, vertebrate group on the other hand. Lemurs are highly suitable study species in this respect, since they fulfill key ecosystem functions (e.g. pollination, seed dispersal, food-web interactions), and the presence of the complete lemur assemblage indicates intact forest habitats. This will allow a prognosis of the long-term regeneration potential of recently burnt areas. As such, this project will provide guidance for a sustainable conservation management in the region and beyond, and will help to identify preferable areas for forest restoration and therefore nature-based-solutions towards pressing environmental problems in Western Madagascar.

Resultate:

Rabemananjara, N.R.; Rasolozaka, M.M.; Ravolanirina, M.O.; Marivola, R.; Randriamiarantsoa, S.H.; Rakotondravony, R.; Razafindraibe, H.; Schüßler, D.; Radespiel, U. (2025): Post-fire recolonization of dry deciduous forests by lemurs in northwestern Madagascar. Biodiv. Cons. 34, 4545-4574. https://doi.org/10.1007/s10531-025-03167-x

 

Rasolozaka, M.; Schüßler, D.; Randriafenontsoa, J.; Andriatsitohaina, F.; Rakotomamonjy, P.; Rabarison, H.; Radespiel, U. (2025): Reconstructing the alarming fire history of Ankarafantsika National Park in northwestern Madagascar over a 35 year-period. Remote Sensing Applications: Conservation and Society, 33, 101521. https://doi.org/10.1016/j.rsase.2025.101521

Kooperationspartner:

Dr. Harison Rabarison, University of Antananarivo, Madagascar

Dr. Hanta Razafindraibe, University of Antananarivo, Madagascar

Dr. Romule Rakotondravony, Universitity of Mahajanga, Madagascar

Dominik Schüßler, MSc, Universität Hildesheim

Drittmittelprojekt: EU, 736.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Das Projekt wird am DIL e.V., Quakenbrück durchgefürt.
Die Ernährungsumstellung wurde als wichtiger Schlüssel zur Reduzierung des Fußabdrucks des Lebensmittelsystems identifiziert. Das Ziel von GIANT LEAPS besteht darin, strategische Innovationen, Methoden und Open-Access-Datensätze bereitzustellen, um diese Ernährungsumstellung im Einklang mit der Farm-to-Fork-Strategie zu beschleunigen und zum Ziel des Green Deals beizutragen, bis 2050 Klimaneutralität zu erreichen. DIL leitet die Entwicklung der offenen Cloud-Datenplattform für das Projekt, um die Interoperabilität der im Rahmen des Projekts generierten Daten und des vorhandenen Wissens im Bereich der Protein-Lebensmittelproduktion zu erleichtern. Weitere Unteraufgaben vom DIL sind die Entwicklung eines Protokolls zur Bestandsdatenerfassung und die Erleichterung der Datenerfassung für Nachhaltigkeitsbewertungen, die auf die Cloud-Datenplattform abgestimmt sind

Kooperationspartner:

Stichting Wageningen Research,

University Of Surrey,

Unilever U.K. Central Resources Limited

The University Of Manchester

Agt Food And Ingredients

Eidgenoessische Technische Hochschule Zuerich

Danone Global Research & Innovation Center Bv

Rukov Jakob Lewin

Roquette Freres Sa

Deutscher Allergie- Und Asthmabund E.V.

Fc Cv

Capacity Development In Nutrition Research-Capnutra

Napiferyn Biotech Sp Zoo

Mosa Meat Bv

Verhagen Franciscus

Europa Media Szolgaltato Non Profitkozhasznu Kft,

Associacao Oceano Verde Laboratorio Colaborativo Para O

Desenvolvimento De Tecnologias E Produtos Verdes Do Oceano,

Solar Foods Oy

Viva Maris Gmbh

Foodcompanions Bv

Stichting Effost

Iris Technology Solutions, Sociedad Limitada

Fundacion Azti - Azti Fundazioa

Medical University Sofia,

Institut National Des Sciences Et Industries Du Vivant Et De

L'environnement - Agroparistech,

Institut National De Recherche Pour L'agriculture,

L'alimentation Et L'environnement,

Teagasc - Agriculture And Food Development Authority

Wageningen University

Luonnonvarakeskus

Universita Degli Studi Di Napoli Federico Ii

Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy

University College Cork - National University Of Ireland, Cork

Matis Ohf

Institut De Recerca I Tecnologia Agroalimentaries

Kliniken/Institute:
Institut für Tierökologie

Projektdetails:
In dieser 5-jährigen Monitoringstudie werden Dichte, Diversität und Gemeinschaftsstruktur von Collembola und Mesostigmata dreier unterschiedlicher Biotoptypen (Eichen-Hainbuchen-Mischwald, Entwässerungsgraben (Rand), Feuchtwiese) im Naturschutzgebiet Riddagshausen untersucht, einem Flora-Fauna-Habitat (FFH-Gebiet), das durch ein kleinräumiges Mosaik verschiedener Lebensraumtypen wie Teiche, Wiesen, Ackerland und Mischwälder gekennzeichnet ist. In jedem Biotoptyp wurden 10 Probenahmestellen im Abstand von mindestens 20 m nach dem Zufallsprinzip ausgewählt. Um eine räumliche Autokorrelation zu vermeiden, wurden große Abstände gewählt. Daher wurde davon ausgegangen, dass die Proben unabhängig sind. Ab März 2021 wurden an jedem Biotoptyp zehn Bodenkerne (Durchmesser 5 cm) entnommen (ein Bodenkern pro Probenahmestelle). Die Kerne wurden in zwei Horizonte unterteilt (Streuschicht, 5 cm Mineralboden). Die Bodenkerne wurden verwendet, um Collembola, Gamasida und Bodenmakrofauna mithilfe einer modifizierten Hochgradienten-Kanistermethode zu extrahieren (Macfadyen, 1961; Schauermann, 1982). Collembola und Mesostigmata wurden auf Artniveau bestimmt. Darüber hinaus wurden Collembola-Arten entsprechend ihrer vertikalen Verbreitung in drei verschiedene funktionelle Gruppen eingeteilt (epedaphisch, hemiedaphisch und euedaphisch). Diese Gruppen unterscheiden sich in ihrer Ausbreitungsfähigkeit und anderen Merkmalen wie Fortpflanzung, Mobilität, Stoffwechselaktivität und Fressverhalten. Dieses Probenahme- und Identifizierungsmuster wird jedes Jahr (2021-2025) im zeitigen Frühjahr (März/April) wiederholt. Wir erwarten Veränderungen in den Bodenfaunagemeinschaften der untersuchten Biotoptypen aufgrund starker Unterschiede in der Niederschlagsmenge zwischen den Jahren.

Kooperationspartner:

1) Prof. Stefan Scheu, J.F. Blumenbach Institute of Zoology and Anthropology, University of Goettingen

2) Dr. Bernhard Klarner

Drittmittelprojekt: Fritz-Ahrberg-Stiftung, 25.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Die Dekontamination von Oberflächen im Lebensmittelbereich stellt Lebensmittelhersteller vor große Herausforderungen. Zum einen muss die Dekontaminationsmethode wirksam sein, zum anderen dürfen die Eigenschaften des Lebensmittels, welches im Regelfall Kontakt zur gereinigten Oberfläche hat, nicht negativ beeinflusst werden. Chemische Desinfektionsmittel sind zwar oft gut wirksam, bergen aber die Gefahr von Rückständen, welche in das Lebensmittel eingetragen werden können. Alternative Entkeimungsverfahren, wie beispielsweise verschiedene Arten der Bestrahlung, erreichen oft nicht alle Ecken und Nischen. In diesen Risikoarealen können sich dann Mikroorganismen festsetzen und unter gewissen Bedingungen Biofilme bilden. Kolonisieren sich die Mikroorganismen in Biofilmen ist eine Reinigung noch herausfordernder, da die gebildete Matrix wie ein Schutzfilm wirkt. Das beantragte Projekt soll deshalb das Potential von kaltem Plasma als Desinfektionsmittel zur Reinigung von Oberflächen in der Lebensmittelindustrie untersuchen. Kaltes Plasma kann direkt als PPA (plasma processed air) auf Oberflächen appliziert werden oder Wasser in PAW (plasma activated water) überführen und ähnlich einer Desinfektionslösung aufgetragen werden. Reaktive Spezies (geladene Moleküle, Ionen, freie Elektronen, Radikale und Photonen) wirken in beiden Verfahren bakteriozid mit einem breiten Wirkspektrum. Als Modellorganismen sollen in dem vorliegenden Forschungsvorhaben Listeria monocytogenes und Staphylococcus aureus (Pathogene), E. coli (Hygieneparameter) und Pseudomonas aeroginosa (Verderbniserreger) genutzt werden. Untersucht wird zunächst die Wirkung beider Plasma-Varianten auf die Einzelkeime in vitro zur Ermittlung adäquater Einwirkzeiten und Geräteeinstellungen. Anschließend werden verschiedene Lebensmittelkontaktoberflächen (Plättchen aus Edelstahl, Plastik sowie Glas) mit den Modellorganismen beimpft und mit Plasma bzw. Plasmawasser behandelt, um entsprechende Matrixeffekte zu analysieren. In einem weiteren Arbeitspaket wird das Potential beider Plasma-Varianten zur Zerstörung von Biofilmen untersucht. Pseudomonaden sind sehr hartnäckige Keime in Lebensmittelbetrieben welche Oberflächen, Ecken und Nischen besiedeln können und hier schleimige Biofilme bilden. In dieser Biofilmmatrix kann es im Folgenden zur Ansiedlung pathogener Keime wie Listeria monocytogenes oder Staphylococcus aureus kommen. Es wird deshalb ein Modell zur Anzucht solcher Biofilme auf den entsprechenden Oberflächen etabliert. Nach erfolgreicher Anzucht wird untersucht, ob die Plasmabehandlung in der Lage ist, diese Biofilme zu schädigen oder zu zerstören.

Kooperationspartner:

emeritierter Direktor des Max-Planck-Institutes für Extraterrestrische Physik und jetzigem CEO der terraplasma GmbH, Prof. Dr. Dr. h.c. G. Morfill, und dessen Mitarbeitern in Garching bei München, hinsichtlich der technischen Ausgestaltung des Plasmagerätes

Drittmittelprojekt: H. Wilhelm Schaumann Stiftung, 54.400 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Pferde

Projektdetails:
Die Gesundheit von Pferden ist das wichtigste Ziel von Tiermedizin und Zucht. Allerdings werden Gesundheitsmerkmale bisher noch nicht auf wissenschaftlicher Forschungsgrundlage als Selektionskriterien in der Zucht genutzt. Um gezielte züchterische Maßnahmen zur Verbesserung der Pferdegesundheit ergreifen zu können, ist somit eine standardisierte Datenerhebung nötig. Diese solide Datenbasis soll in einer zentralen Gesundheitsdatenbank, welche seit 2014 von der Deutschen Reiterlichen Vereinigung e.V. (FN) in Planung ist, zusammengetragen werden und somit der Forschung als wissenschaftliche Grundlage dienen. Diese Dissertation konzentriert sich zwar auf die Köruntersuchungen, behält sich aber die Ausdehnung der Ergebnisse, vor allem des letzten Teils der Dissertation, auf alle weiteren Untersuchungen am Pferd, insbesondere der Kaufuntersuchungen, vor.
Im ersten Teil der Dissertation soll ein Status quo hinsichtlich der Untersuchungen der Köraspiranten erhoben werden, indem die verschiedenen Köruntersuchungsprotokolle der jeweiligen FN-Mitgliedsverbände verglichen werden und eine Vereinheitlichung versucht wird. Daraufhin werden in dem zweiten Teil, der retrospektiven Befunderhebung, die Daten der letzten Jahrgänge in die bereits bestehende Datenbank der Vereinigten Informationssysteme Tierhaltung w.V. (vit) eingepflegt. Anschließend folgt eine erste statistische Auswertung der Daten, welche u.a. hinsichtlich der insgesamt vorkommenden Befunde und Inzidenzen erörtert wird. Zuletzt soll als prospektive Originalarbeit in Form eines Fragebogens eine Strategie zur Optimierung der Datenweiterleitung der Tierärzte an die zentrale Gesundheitsdatenbank für Pferde erarbeitet werden.
Zusammengefasst sollen die Ergebnisse dieser Dissertation standardisierte Untersuchungen von Köraspiranten erzielen, eine gewisse Datenbasis in der zentralen Gesundheitsdatenbank für Pferde schaffen und zugleich eine optimierte Nutzung dieser bewirken.

Drittmittelprojekt: DFG, 1.036.748 EUR

Kliniken/Institute:
AG Vektor-assoziierte Biodiversität und Infektion

Projektdetails:
Stechmücken-übertragene Viren sind nach wie vor ein nicht zu unterschätzendes Problem in Afrika, wovon 70% der Population Kontinentalafrikas betroffen sind. Die von Aedes Stechmücken-übertragenen Erreger Gelbfiebervirus (YFV), Dengue Virus (DENV), Chikungunya Virus (CHIKV), Zika Virus (ZIKV) und das von Culex und Aedes übertragene Rifttalfieber Virus (RVFV) stellen hierbei eine besondere Gefahr dar. Trotz ihrer Bedeutung ist die Ökologie dieser viralen Erreger gerade in West- und Zentralafrika nicht gut erforscht. Daher ist eine Evidenz-basierte Risikobewertung sowie die Entwicklung entsprechender Bekämpfungsstrategien zwar vonnöten, jedoch momentan schwierig. Interessanterweise scheint die Verbreitung der Hauptvektoren der oben genannten Viren in vielen afrikanischen Ländern recht homogen zu sein, wohingegen Erkrankungsfälle in einigen Ländern wie Elfenbeinküste und Gabun häufig, in anderen Ländern wie Benin jedoch sehr selten auftreten. Daher bearbeiten wir mit dem Projekt EcoVir die Frage, ob genetische oder verhaltensbiologische Unterschiede zwischen lokalen Aedes aegypti, Aedes albopitus und Culex quinquefasciatus eine Rolle bei der unterschiedlichen Prävalenz der Erkrankungsfälle spielen. Im Rahmen des Projektes werden wir in den drei ausgewählten Ländern Elfenbeinküste (Westafrika; hohe Prävalenz von Arbovirus-Erkrankungen und anhaltende Ausbruchsgeschehen), Gabun (Zentralafrika; hohe Prävalenz von Arboviren in der Natur, unregelmäßige Ausbruchsgeschehen) und Benin (Westafrika; kaum Arbovirus-Erkrankungen, keine Ausbrüche) zunächst die klinische Diagnostik für DENV, YFV, ZIKV, CHIKV und RVFV harmonisieren. Hierdurch können vergleichbare Datensätze gewonnen werden, um die echte Prävalenz von Arbovirus-Infektionen in den jeweiligen Bevölkerungen zu überprüfen. Weiterhin werden wir an bereits etablierten Fangplätzen Stechmücken der drei genannten Arten sammeln und diese zur Untersuchung der Virusprävalenz in Vektoren sowie zur Untersuchung der Populationsstruktur nutzen. Die im EcoVir-Netzwerk gewonnenen Daten werden dazu beitragen, die Diagnostik, Überwachung und Kontrolle von Arboviren in West- und Zentralafrika zu verbessern. Das Programm beinhaltet auch weitreichende Trainingsnetzwerke, welche eine umfassende Ausbildung junger afrikanischer Wissenschaftlern ermöglichen.

Resultate:

https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/443155432

Kooperationspartner:

Universität Tübingen, Centre de Recherches Médicales de Lambaréné (CERMEL), Centre Suisse de Recherches Scientifiques en Cote d´Ivoire (CSRS), Université d'Abomey-Calavi Benin

Kliniken/Institute:
Klinik für Pferde

Projektdetails:
Kniegelenkserkrankungen kommen bei Pferden regelmäßig vor. Bei der ultrasonographischen Untersichung ihrer Menisken entstehen akustische Artefakte, die mit krankhaften Befunden verwechselt werden können. In dieser Studie sollen ultrasonographische Befunde an Menisken von Pferden ohne Kniegelenkserkrankung mit anatomischen und feingeweblichen Befunden verglichen werden, um eine bessere Abgrenzung zwischen normalen Ultraschall-Befunden mit den üblichen akustischen Artefakten einerseits und pathologischen Veränderungen andererseits zu ermöglichen. Durch eine Einteilung der Präparate in verschiedene Lebensaltersgruppen wird zudem eine Einordnung alterungsbedingter morphologischer Veränderungen am Meniskus erwartet.

Resultate:

Geburek, F., Bodem, L., Staszyk, C.

Tears or Artifacts? Comparison between normal ultrasound and macro-anatomy of the medial femorotibial meniscus.

In: Scientific Abstracts of the 29th Annual Scientific Meeting of the ECVS. Vet. Surg. 2020, 49(S2), p. O195

https://doi.org/10.1111/vsu.13478

Kooperationspartner:

Prof. Dr. C. Staszyk, Institut für Veterinär-Anatomie, -Histologie und -Embryologie, Fachbereich Veterinärmedizin, Justus-Liebig-Universität Gießen

Drittmittelprojekt: DFG Collaborative Research Centre (SFB) 1270 (2017-2025) ‘Electrically Active Implants’ ELAINE.

Kliniken/Institute:
Institut für Pharmakologie Toxikologie und Pharmazie

Projektdetails:
Der dtsz Hamster ist ein hervorragend charakterisiertes Modell für die Dystonie, der Gendefekt ist jedoch nicht bekannt. Eine Identifikation des Effektes ist wichtig zum Verständnis der Pathophysiologie der Dystonie und zur Therapieentwicklung. In diesem Projekt werden Genom und Transkriptom des Modells sequenziert und auf Gendefekte hin untersucht.