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 (BAAINBw), 3.000.000 EUR

Kliniken/Institute:
Reproduktionsmedizinische Einheit der Kliniken

Projektdetails:
Bei einer Vielzahl von Verletzungen und medizinischen Eingriffen müssen Erythrozyten oder Blutplättchen von freiwilligen Spendern in Patienten transfundiert werden. Wenn Spenderblut in einem Verarbeitungszentrum eingeht, werden die Erythrozyten von den Blutplättchen getrennt. Erythrozyten kön-nen in Schutzlösungen bei 4 °C bis zu 4 Wochen als gepackten Erythrozy-ten-Einheiten gelagert werden, während Thrombozyten Kälteempfindlich sind und bei Raumtemperatur gelagert werden müssen. Aufgrund dieser hohen Lagertemperatur müssen Thrombozytenkonzentrate nach 5-7 Tagen verworfen werden. Unter normalen Umständen können Blutbanken in ein-kommensstarken Ländern die örtlichen Krankenhäuser sehr gut mit ausreichenden Mengen an Blutkonserven (Erythrozyten und Thrombozyten) versorgen. In abgelegenen Gebieten oder in Kriegsfeldern fehlt jedoch in der Regel die notwendige Infrastruktur für eine ordnungsgemäße Blutbank, und Bluttransfusionen werden häufig mit ungetestetem Blut durchgeführt, das aus lokalen Blutspenden gewonnen wird. Militärische Blutdienste weltweit haben die Lagerung von Blutprodukten immer wieder als vorrangig ein-gestuft. Für die Langzeitlagerung kann die Kryokonservierung verwendet werden. Die Verwendung von kryokonservierten Bluteinheiten erfordert je-doch einen zeitaufwendigen Waschprozess, um toxische Kryoprotektiva vor der Transfusion sorgfältig zu entfernen. Darüber hinaus erfordert die Kryo-konservierung eine teure, platz- und energieaufwendige Ausrüstung mit spezielle Gefrieranlagen zur sorgfältigen Aufrechterhaltung einer niedrigen Temperatur während der Lagerung und des Transports, um die biologische Aktivität der Zellen zu erhalten. Die Lagerung von Erythrozyten oder Blutplättchen im getrockneten Zustand bietet die Möglichkeit, die Zellen für lange Zeiträume unter Bedingungen zu lagern, die weitaus einfacher zu halten sind (d. H. Raumtemperatur), wodurch der Transport zu Orten mit unmittelba-rem Bedarf möglich wird. Wir schlagen hier vor, Methoden zur Trockenkon-servierung von Erythrozyten- und Thrombozyten-Transfusionseinheiten zu entwickeln, die nach einem einfachen Rehydrierungsschritt direkt in Bei-spielsweise einem Kriegsfeld oder Militär Hospital eingesetzt werden können.

Kooperationspartner:

Rainer Blasczyk, Constanca Figueiredo - Hannover Medical School

Drittmittelprojekt: MWK Niedersachsen, 48.510 EUR

Kliniken/Institute:
Fachgebiet Allgemeine Radiologie und Medizinische Physik

Projektdetails:
Im Rahmen dieses Projekts wird ergänzend zur regulären Physikvorlesung für Studierende ein realer Escape Room im Lehrgebäude mit dem Thema Physik entwickelt, in dem diese ihr in der Vorlesung erlerntes Wissen problemorientiert anwenden und testen können. Dazu wird der Lehrstoff in 10 kleine, kreative Rätsel, die wichtige Themen aus den Bereichen Mechanik, Elektromagnetismus, Wärmelehre, Wellen und Schwingungen sowie Optik umfassen, verpackt.

Resultate:

https://doi.org/10.1186/s12917-025-05186-w

Drittmittelprojekt: EU, 267.625 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie

Projektdetails:
Ziel dieses Projekts ist die groß angelegte, automatisierte Überwachung von Tierschutzindikatoren im Schlachthof, die mit dem Wohlergehen der Tiere im Betrieb, beim Be- und Entladen, beim Transport und bei der Schlachtung zusammenhängen. Es werden neuartige Sensoren zur Messung dieser Indikatoren entwickelt und getestet, so dass die Daten kontinuierlich und automatisch erfasst werden können.
Mehr Informationen: https://www.awish-project.eu/

Kooperationspartner:

24 Partner aus 13 Europäischen Ländern. Koordination: ILVO, Belgien

Kliniken/Institute:
Fachgebiet Allgemeine Radiologie und Medizinische Physik

Projektdetails:
Ziel dieser Arbeit ist die Bestimmung der Eigenschaften des Giese-Salzes, um eine zeitgemäße Einordnung des Giese-Salzes in die Gruppe der Preußisch-Blau-Verbindungen/Eisen(III)-Hexacyanidoferrate(II/III), mitunter AFe3+[Fe2+(CN)6]·xH2O, (A = K, Na, NH4) vornehmen zu können. Ammoniumeisenhexacyanoferrat ist ein Meilenstein in der Veterinärmedizin und ein Gegenmittel gegen Radiocäsium, bekannt als Giese-Salz, das nach der Katastrophe von Tschernobyl an Haus- und Wildtiere verfüttert wurde und sogar ein reichhaltiges Zusammenspiel von Eigenschaften in der Nanostrukturchemie und im Ferromagnetismus aufweist. Unter den vielfältigen Analysetechniken sind die Ambivalenz makroskopischer Agglomerate im Mikrometerbereich und Nanopartikelgrößen, eine durch Fe-K-Kanten-XAFS-Ergebnisse nahegelegte vergrößerte Fe(II)-CN-Fe(III)-Bindungslänge und die mehrstufige Spinrelaxation in der Fe-Mössbauer-Spektroskopie hervorzuheben. Dies rückt diese unterschätzte Verbindung in ein neues Licht, z. B. für die moderne Biomedizin und Biofunktionalität, und erweitert ihre wesentliche Bedeutung über hypothetische zukünftige nukleare Zwischenfälle hinaus. Weiterhin wird die Synthese von Preußisch-Blau Nanopartikeln untersucht.

Resultate:

https://doi.org/10.48550/arXiv.2601.03313

Kooperationspartner:

Dr. D. A. Motz, Leibniz Universität Hannover

S. Praetz, TU Berlin

Prof. Dr. B. Kanngießer, TU Berlin

K. Strecker, TU Bergakademie Freiberg

Prof. Dr. C. Vogt, TU Bergakademie Freiberg

F. Seewald, TU Dresden

Prof. H.-H. Klauss, TU Dresden

Drittmittelprojekt: BfN, 1.933.080 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung (Büsum)

Projektdetails:
Marine Säugetiere sind als Topprädatoren ein wichtiger Bestandteil mariner Ökosysteme. Durch
anthropogene Aktivitäten wie Fischerei, Offshore-Windenergieausbau, Schiffsverkehr, usw. sind sie zunehmenden Belastungen ausgesetzt. Die Erfassung und Bewertung ihrer Bestände und genaue Kenntnisse über ihre Verteilungsmuster, Habitatansprüche und Bestandsentwicklungen sind die Voraussetzung für ihren effektiven Schutz und ein sinnvolles Schutzgebietsmanagement.
Im Rahmen dieses Vorhabens tragen die Erhebungen neuer Daten sowie die Analyse bereits bestehender Datensätze wesentlich zu den erforderlichen Kenntnissen für die Betrachtung grundlegender ökologischer Zusammenhänge bei und sind von hohem wissenschaftlichem Wert. Über Habitatwahlmodelle wird untersucht, welche abiotischen, biotischen und anthropogenen Faktoren das Vorkommen und die Verteilung von marinen Säugetieren grundlegend beeinflussen. Modelle zur Populationsdynamik werden Aufschluss geben, welchen Einfluss verschiedene Stressoren auf die Entwicklung der Schweinswalbestände haben. Diese Modelle liefern Simulationen über die zukünftige Bestandsentwicklung unter Annahme verschiedener Belastungen durch anthropogene Stressoren und können so die Entwicklung von adäquaten Managementmaßnahmen informieren. In HABITATWal wird auch der deutsche Anteil am internationalen SCANS-IV Survey im Sommer 2022 integriert, bei dem regional koordinierte visuelle Surveys in den Schelf- und Offshore-Gewässern des europäischen Atlantiks durchgeführt werden, um robuste Abundanzschätzungen für regelmäßig vorkommende Walarten zu generieren. Durch einen Schiffssurvey auf der Doggerbank werden detaillierte Informationen zum akustischen sowie visuellen Vorkommen von Zwergwalen und ggf. anderen Walarten erhoben und ein Monitoring entwickelt. Darüber hinaus soll die Erweiterung der Erfassungsmethoden im großflächigen Monitoring wissenschaftlich begleitet werden. Dies umfasst auch eine Machbarkeitsstudie zur möglichen Ergänzung eines passiv-akustischen Monitoring (PAM)-Netzwerks in der deutschen Nordsee.

Drittmittelprojekt: Niedersächsisches Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, 263.131 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung (Hannover)

Projektdetails:
Der Eurasische Fischotter (Lutra lutra) ist eine streng geschützte Spezies, deren Populationen in Deutschland sich gebietsweise wieder erholen (Ackermann, 2013). Im 19. Jahrhundert zeigte der Fischotter noch eine annähernd flächendeckende Verbreitung in ganz Europa. Lebensraumzerstörung, Schadstoffbelastung der Gewässer und die starke Bejagung des als "Fischereischädling" angesehenen Fischotters sorgten allerdings bis in die 1970er Jahre hinein für einen starken Rückgang dieser Art. Somit galt der Fischotter in Deutschland zu diesem Zeitpunkt als nahezu ausgestorben. In Niedersachsen waren nur noch vereinzelte Vorkommen in der Südheide bekannt. Er steht daher bundesweit, auch im Land Niedersachsen, auf der Roten Liste der gefährdeten Tierarten. Durch Revitalisierungsmaßnahmen seiner Lebensräume konnte sich der Fischotter im östlichen Niedersachsen bereits wieder nahezu flächendeckend ausbreiten. Um eine möglichst realistische Übersicht über die Anzahl von Fischottern im Bereich des FFH - Gebiets "Lutter, Lachte, Aschau" zu bekommen, soll eine standardisierte Erfassung der lokalen Population vorgenommen werden. Es ist daher das Ziel, im Untersuchungsgebiet neben genauen Kartierungsmethoden ein gezieltes Monitoring durchzuführen und mithilfe von Nahrungs- und genetischen Analysen Rückschlüsse auf das Vorkommen und Nahrungsverhalten von dort vorkommenden Fischottern zu ziehen. Auch die Erfassung vorhandener Managementmaßnahmen in der Fischereiwirtschaft sowie neue Entwicklungen in diesem Bereich sind Thema der Studie.

Drittmittelprojekt: Niedersächsisches Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, 1.012.110 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung (Hannover)

Projektdetails:
Der Anstieg der Populationsdichten von führt zu Konflikten unterschiedlicher Akteure im ländlichen Raum. In Zukunft wird der Wald in Niedersachsen umgebaut werden, um den veränderten klimatischen Bedingungen standhalten zu können. Hohe Schalenwilddichten und vor allem lokale Großrudelbildung können solchen Verjüngungen von Waldsystemen abträglich sein.

In diesem Projekt soll erörtert werden, ob und aus welchen Gründen es zu Großrudelbildungen bei Schalenwildbeständen in Niedersachsen kommt. Hierzu wird in verschiedenen Projektgebieten auch das Vorkommen von Wölfen als möglicher Einflussfaktor berücksichtigt.

In drei Teilprojekten sollen:

Die Aktivität in Raum und Zeit sowie Bestandsdichten und -abundanzen von Reh-, Rot- und Damwild bestimmt

Anhand von Losungsfunden die Nahrungsbestandteile von Wölfen analysiert

Trends von Schalenwildvorkommen und das Meinungsbild der Jäger in den niedersächsischen Revieren zu den möglichen Einflüssen mithilfe der Wildtiererfassung dargestellt werden.

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

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