Forschung

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
Ein vokales Repertoire enthält eine artspezifische Liste von Lautäußerungen, die von den Tieren produziert werden. Diese Listen bilden die methodische und theoretische Grundlage für eine Reihe von Forschungsfragen verschiedener Forschungsdisziplinen. Dennoch gibt es keine Einigkeit darüber, wie ein vokales Repertoire zu erstellen ist oder wie Ruftypen zu definieren sind. In den meisten Studien wurden die Ruftypen durch visuelle Klassifizierung anhand von Spektrogrammen bestimmt, die durch statistische Analysen auf der Grundlage der gemessenen akustischen Merkmale einer Vokalisation bestätigt wurden. In neueren Veröffentlichungen wurden objektivere mathematische Ansätze wie "supervised" oder "unsupervised" Clustering-Algorithmen entwickelt. Allerdings erfordern auch diese Algorithmen oft eine Vorklassifizierung des Beobachters, entweder, weil eine Anzahl von erwarteten Clustern bestimmt werden muss, oder, weil das Clustering-Ergebnis auf seine biologische Plausibilität hin überprüft werden muss. Beide Methoden können zu einer Überschätzung der Anzahl von Ruftypen führen, insbesondere bei Arten mit sehr variablen Vokalisationen oder bei Ruftypen mit graduellen Übergängen. Eine akustische Variation allein reicht also nicht aus, um eine Verhaltensrelevanz widerzuspiegeln. Dies erfordert auch eine Kontextspezifität der Rufe und die Fähigkeit des Gehirns, die akustische Variationen wahrzunehmen und verarbeiten zu können. In diesem Projekt erstellen wir vokal Repertoire, indem wir die mathematische Klassifizierung der Vokalisationen mit den Verhaltenskontexten, in denen die Rufe produziert wurden, sowie mit den physikalischen Hörfähigkeiten (z. B. Hörbereich, Zeit- und Frequenzauflösung) der jeweiligen Art kombinieren. Wir verwenden diesen Ansatz für zwei kleine Säugetierarten: die mongolische Wüstenrennmaus, ein wichtiges Tiermodell in der Hörforschung, und die Etruskerspitzmaus, die aufgrund ihres kleinen Trommelfells, der basalen Gehörknöchelchen und des einfachen und dünnen Kortex ein vielversprechendes Modell für das Gehör basaler Säugetiere darstellt.

Resultate:

Langehennig-Peristenidou A, Felmy F, Scheumann M (2024). Graded calls of the smallest terrestrial mammal, the Etruscan shrew, living in a closed habitat. iScience, 27(12), 111297. DOI:10.1016/j.isci.2024.111297

 

Silberstein Y, Büntge J, Felmy F, Scheumann M (2024). Context or arousal? Function of drumming in Mongolian gerbils (Meriones unguiculatus). Frontiers in Zoology, 21(1), 22. DOI:10.1186/s12983-024-00542-2

 

Silberstein Y, Felmy F, Scheumann M (2023). Encoding of arousal and physical characteristics in audible and ultrasonic vocalizations of Mongolian gerbil pups testing common rules for mammals. Animals (Basel), 13(16), 2553. DOI:10.3390/ani13162553

Kooperationspartner:

Prof. Dr. A. Kral, VIANNA, Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde

Dr. Wiebke Konerding, VIANNA, Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde

Drittmittelprojekt: DFG-Deutsche Forschungsgemeinschaft, 210.700 EUR

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

Projektdetails:
Marine Säugetiere sind mit Endo- und Ektoparasiten infiziert, die bei der Koevolution mit ihrem Wirt vor vielfältigen Herausforderungen stehen. Parasitische Arthropoden mariner Säugetiere haben ihre Anatomie angepasst und ausgefeilte Strategien entwickelt, um ihre Haftung auf aquatischen Wirten und ihre Übertragung im marinen Milieu zu gewährleisten. In diesem Projekt werden drei Arthropoden untersucht, die sich unterschiedlich an ihre marinen Wirte angepasst haben: Seehundläuse, als blutsaugende Insekten terrestrischen Ursprungs und Walläuse als Krebstiere marinen Ursprungs sowie Atemwegsmilben aus dem Respirationstrakt von Robben. Durch Adaptionen am Material und Design ihres Exoskeletts haben sie sich an die vagile und tauchende Lebensweise der Meeressäuger angepasst. Allerdings weiß man wenig über die physikalischen Aspekte ihres Lebens im marinen Milieu. Neuartige Ansätze sind erforderlich, um mehr Einblick in ihr strukturelles Design und die mechanischen Eigenschaften sowie die physikalischen Prinzipien ihrer Anhaftung und Fortbewegung zu erhalten. Hochmoderne Instrumente wie Micro-CT, konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie und Cryo-REM liefern grundlegende Kenntnisse über morphologische Anpassungen von Parasiten, die ihre Haftung an Wirten bei Tauchgängen und in turbulentem Wasser, sowie in Ruhephasen und während sozialer Interaktionen an Land ermöglichen. Die Beweglichkeit der Larvenstadien auf verschiedenen Oberflächen und die Charakteristika von Insekten-, Krebs- und Spinnentierarten werden verglichen, um die physikalischen Prinzipien ihres Bewegungsapparates zu verstehen. Parasiten verringern die Fitness ihres Wirts am offensichtlichsten an der Schnittstelle zwischen Parasit und Wirt. Walläuse behindern Heilungsprozesse von Hautwunden und Seehundläuse sind Überträger für Filarien- und Viruserkrankungen. Die Wirt-Parasit-Schnittstelle wird anhand von histopathologischen Untersuchungen der infizierten Gewebe untersucht, um die strukturelle Schädigung des Wirtsgewebes zu definieren. Die Reibungs- und Adhäsionskräfte, die von den verschiedenen Parasitenarten ausgehen, werden mit maßgeschneiderten Mikrokraft-Testgeräten untersucht. Das angestrebte Projekt wird Kenntnisse über die Beziehungen zwischen Struktur, Materialeigenschaften und Befestigungsleistung der ausgewählten Parasitenspezies liefern. Daten zu ihrer Fortbewegung und Rekrutierungsdynamik werden zum ersten Mal untersucht und die Ergebnisse werden möglicherweise neue Wege für die Entwicklung biologisch inspirierter Oberflächen und Systeme eröffnen, die auf die Verbesserung oder Reduzierung von Reibungs- oder Haftkräften spezialisiert sind. Neue Daten zu den Eigenschaften von Zwischenstadien und ihrer Rolle im Lebenszyklus werden veterinärmedizinische Aspekte aufzeigen.

Resultate:

Dissertation: Prevalence, adaptation and impact of arthropod parasites on seals in the German North and Baltic Sea

https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:95-121230

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
Etruscan shrews need to constantly hunt to meet their energy requirements; because of their small body size, their relative energy consumption is very large. To efficiently hunt in close range, these animals rely especially on tactile sensory cues. However, for long-range detection of prey these animals likely use their well-developed hearing. Due to their small body and head size, these animals are expected to hear in frqeuncy range above 5 kHz and therefore are an ideal model system to investigate high frequency hearing and adaptations to miniaturization of mammalian neuronal circuits. We attempt to describe their auditory brainstem strucutes by applying structural and functional markers. After the initial anatomical characterization we will use electrophysiological techniques to comparatively study the properties of adutiory brainstem neurons. Thereby we will focus on biophysical and synaptic size adaptations within conserved neuronal circuits.

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
Neurons in the dorsal nucleus of the lateral lemniscus (DNLL) are relevant for binaural processing especially during reverberations. Their basic biophysical and synaptic properties have been documented, but are not understood on the cellular and molecular level. It remains so far unclear what voltage gated ion channels (VGIC) underly their functional specifications and how synaptic inputs are modulated. One specific question that will be answered his how different VGIC (potassium and sodium channels) interact to allow these neurons to generate high firing frequencies at high temporal precision. This biophysical phenotype indicates that these features are differently solved compared to other auditory brainstem neurons with similar tasks. Thus, this project aims to understand the moleculare organisaiton of the postsynaptic integration and spike generation mechanism. Since, the GABAergic DNLL neurons are reziprocally connected substantial GABA is liberated onto each neuron. GABA not only leads to fast inhibitory singalling but also is well-documented to generally be an important neuromodulator in the auditory brainstem. Therefore, the action of GABA mediated neuromodulation will be investigated by characterizing its effect on synaptic inputs and VGIC.

Resultate:

Javadova A, Felmy F.: GABAB receptor-mediated modulation in the developing dorsal nucleus of the lateral lemniscus. European Journal of Neuroscience (2024) Jan 5. doi: 10.1111/ejn.16246.

Drittmittelprojekt: DFG, 350.510 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
Bei Säugern nimmt mit der Kopfgröße auch die Größe des Gehirns und der Neurone zu. Eine Zunahme der Neuronengröße führt unweigerlich zu einer erhöhten Membrankapazität. Um die integrativen Leistungen der Neurone und die damit verbundene Funktion eines Nukleus invariant von der Hirngröße zu halten, müssen neuronale Eigenschaften wie der Eingangswiderstand, die dendritische Morphologie, die synaptische Leitfähigkeitsowie die Anzahl und Lage von Ionenkanälen und Synapsen proportional skalieren. Eine Grundvoraussetzung, um die zellulären Mechanismen einer solchen Skalierung zu untersuchen, ist eine evolutiv konservierte Neuronenpopulation die unabhängig von Kopf- und Gehirngröße die gleiche Funktion innerhalb eines Schaltkreises erfüllt. Mit den Neuronen des medialen Nukleus des Trapezkörpers (MNTB), welche an der binauralen Verarbeitung und der spektro-temporalen Integration in der aufsteigenden Hörbahn beteiligt sind, steht ein solcher Schaltkreis zur Verfügung. Die Quantifizierung der biophysikalischen und morphologischen zellulären Parameter von MNTB-Neuronen, ihrer synaptischen Eingangsgrößen sowie der Position von Ionenkanälen und Synapsen bei unterschiedlich großen Säugetierarten, wie zum Beispiel Etruskerspitzmäuse, Wüstenrennmäuse und Ratten, ermöglicht es uns, die Konsequenzen der hirngrößenabhängigen Neuronen-Skalierung zu verstehen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden in einem biophysikalischen Zellmodell münden, um ihre jeweilige funktionale Bedeutung zu verstehen. Darüber hinaus können wir diesen komparativen Ansatz nutzen, um die funktionelle Rolle der Dendriten von MNTB Neuronen, welche bisher weitgehend unbekannt ist, zu untersuchen. Insbesondere durch die quantitative Bestimmung des Einflusses von dendritischen synaptischen Eingängen auf die synaptische Latenz und den Erfolg der Aktionspotentialgenerierung, können wir ihre potenzielle Rolle bei der hochfrequenten Signalweiterleitung erfassen.

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
Kooperation festigt die Kohäsion zwischen Tieren und ist damit ein prägender Faktor von Sozialsystemen. Das vorliegende Projekt zielt darauf ab, wie individualisierte Beziehungen, die sich in der Art und dem Umfang soziopositiver Interaktionen zwischen Dyaden widerspiegeln, das Sozialsystem bei einem Fledermausmodell, Carollia perspicillata, formen. Zunächst werden die Effekte der interagierenden Individuen, sowie des Geschlechts, auf das kooperative Verhalten von Fledermäusen innerhalb ihrer stabilen sozialen Gruppe untersucht. Der Effekt von Vertrautheit auf die Kooperation steht im Zentrum des zweiten Projektteils. Dazu werden Verhaltensexperimente zur sozialen Körperpflege, sowie zum Futterbetteln und -teilen durchgeführt. Es werden Unterschiede in der Art, Häufigkeit und Dauer von Interaktionen und der begleitenden vokalen Kommunikation zwischen miteinander vertrauten Individuen der gleichen sozialen Gruppe und einander unbekannten Individuen erwartet. Die Ergebnisse werden dazu beitragen, unser Verständnis für die Rolle der Kooperation zwischen Individuen für die Evolution von Sozialsystemen bei Fledermäusen zu vertiefen.

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Gerald Kerth,, Zoology and Nature conservation, Zoologisches Institut und Museum, Universität Greifswald

Drittmittelprojekt: EIP, EU, Landwirtschaftskammer Niedersachsen, 256.193 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Dieses Projekt wird am DIL e.V., Quakenbrück durchgeführt.
Dieses Projekt zielt darauf ab, eine nachhaltige, ressourceneffiziente Technologie zur Umwandlung von pflanzlichen Nebenprodukten in der Nähe landwirtschaftlicher Betriebe in wertvolle Bestandteile, insbesondere proteinreiche Algenbiomasse, zu pilotieren und in den täglichen Betrieb zu integrieren. Das Projekt umfasst die Verarbeitung von Nebenprodukten aus der Gemüseproduktion durch Hydrolyse und die Nutzung des Hydrolysats als Nährstoffquelle für heterogene Mikroalgen. Das Ergebnis des Prozesses ist eine proteinreiche Algenbiomasse, die der beteiligte Landwirt als Tierfutter für die Schweinemast verwenden kann. Neben der Pilotierung des Verfahrens vor Ort und der Integration in den täglichen Betrieb konzentriert sich das Projekt darauf, neue Wertschöpfungsketten aufzubauen und eine Kreislaufwirtschaft auf den Betrieben zu aktivieren, um neue Vertriebskanäle und zusätzliches Einkommen zu generieren. Aktuelle Ergebnisse umfassen einen betriebsbereiten Prototyp für die Mikroalgenproduktion und deren Umweltauswirkungen. Die Umweltauswirkungen der Kultivierung der Mikroalgenbiomasse werden derzeit untersucht, zusammen mit der Optimierung des Prozesses und den erforderlichen Protokollen.

Kooperationspartner:

Institut für Lebensmittel- und Umweltforschung e.V. (ILU);

Schroeder Winkelmann GbR

Drittmittelprojekt: EU, 120.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Das Projekt wird am DIL e.V., Quakenbrück durchgeführt.
Das Horizon Europe-Projekt ZeroW befasst sich unmittelbar mit der Herausforderung von Lebensmittelverlusten und -abfällen durch die Entwicklung und Erprobung eines Zusammenspiels von Innovationen unter Realbedingungen. 46 Partner aus ganz Europa haben sich zusammengeschlossen, um realistische Lösungen für eine deutliche Reduktion der Lebensmittelverschwendung zu erarbeiten und einen gerechten Übergang zu einem sozial, wirtschaftlich und ökologisch nachhaltigen Lebensmittelsystem für alle zu beschleunigen. Das DIL ist im Projekt Partner des Reallabors "Mobile Aufwertung von Lebensmitteln als Dienstleistung".

Kooperationspartner:

Inlecom Innovation Astiki Mi Kerdoskopiki Etaireia,

Wageningen University,

Nederlandse Organisatie Voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno,

South East Technological University,

Biosense Institute - Research and Development Institute for Information Technologies in Biosystems,

Digiotouch Ou,

Eigen Vermogen Van Het Instituut

Voor Landbouw- En Visserijonderzoek,

Safe Food Advocacy Europe,

FBCD AS,

VLTN BV,

Instituto Tecnologico De Aragon,

Konnecta Systems Ltd.,

ITC - Inovacijsko Tehnoloski Grozd Murska Sobota,

Fondazione Istituto Sui Trasporti E La Logistica,

Instituto Tecnologico Del Embalaje,

Transporte Y Logistica,

Asociatia Transilvania It,

Asociatia Clusterul Agro-Food-Ind

Napoca,

Fundacion Corporacion Tecnologica De Andalucia,

Instituto Andaluz De Investigaciony Formacion Agraria Pesquera Alimentaria Y De La Produccion Ecologica,

Agrifood Lithuania Dih,

Sintef As,

Tilburg University,

Novamont Spa,

Mc Shared Services Sa,

Modelo Continente Hipermercados S.A.,

Grupo Empresarial La Cana,

Multiscan Technologies Sl, UAB Art21,

Lietuvos Darzoviu Augintoju Asociacija,

Lietuvos Maisto Eksportuotoju Asociacija (Litmea),

F6S Network Ireland Limited,

F6S Network Ltd.,

Allmicroalgae Natural Products Sa,

Universidade Do Minho,

Erevnitiko Panepistimiako Institouto Systimaton Epikoinonion Kai Ypologiston,

Boerenbond Projecten, Openbare Vlaamse Afvalstoffenmaatschappij,

ICLEI European Secretariat GmbH,

Kmetijsko Gozdarska Zbornica Slovenije Kmetijsko Gozdarski Zavod Murska Sobota, Univerza V Mariboru,

Robin Food,

Asociacion De Investigacion De Industrias Carnicas Del Principado De Asturias,

Aves Nobles Y Derivados,

S.L.,

Termoformas De Levante Sl, Eroski Scoop,

Voedselbank Limburg,

SVZ International Bv,

Konnecta Systems Ike,

Federation Belge Des Banques Alimentaires

Drittmittelprojekt: MWK, 439.545 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses
Institut für Pathologie
Institut für Virologie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Flex-Fund Projekt im COVID-19-Forschungsnetzwerk Niedersachsen:
Mechanismen der kurz- und langfristigen Auswirkungen einer SARS-CoV-2-Infektion auf die Integrität der Epithelien der Atemwege

Resultate:

https://www.umg.eu/forschung/corona/cofoni/

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, 252.002 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie

Projektdetails:
Die kurzzeitige Erhitzung von Luftströmen könnte ein probates Mittel sein, um luftgetragene Viren zu inaktivieren. Das rein physikalische Desinfektionsverfahren der Erhitzung erzeugt keine problematischen chemischen Substanzen oder toxische Abfälle. Das eine kurzeitige Erhitzung (< 1 Sekunde bei 72 °C) Coroanviren
abtöten kann, ist kürzlich in ersten Untersuchungen gezeigt worden. Über Einflüsse von hohen Temperaturen auf luftgetragene Viren in Luftströmen existieren allerdings nur sehr wenige Informationen. Hier besteht eindeutig Forschungsbedarf. Zudem sind mögliche synergistische Effekte durch Erhöhung des Druckes in Lüftungssystemen bislang nicht untersucht worden.
Ziel dieses Teilvorhabens ist die Untersuchung des Einflusses von Temperatur und Druck auf die Aktivität luftgetragener Testviren in einem energieeffizienten System zur Behandlung virenbelasteter Luft in Innenräumen.

Kooperationspartner:

SCHEER Heizsysteme & Produktionstechnik GmbH

Chausseestraße 6, D-25797 Wöhrden

Projektkoordinator: Prof. Dr.-Ing. Constantin Kinias