Forschung

Drittmittelprojekt: Smithsonian Tropical Research Institute, Panama Secretaria Nacional de Ciencia y Tecnologia, Panama, 18.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
The evolution of different forms of parental care is an important topic in behavioral ecology, and it involves complex suites of associated parental and offspring traits. For example, some parents provide nourishment or selection and protection of suitable nesting sites for offspring. Understanding how memory guides individuals to locate or return to a reproductive resource is one of the major challenges in studies of animal behavior. During parental care, poison frogs routinely transport their tadpoles from terrestrial clutches to suitable deposition sites, and some individuals return to supply their offspring with nutritive unfertilized eggs. Thus, these frogs rely on spatial memory to exploit resources important for successful reproduction. However, it is unknown how the spatial abilities are related to the parental care traits performed by an individual. The aim of this study is to investigate behavioral spatial strategies and their genetic basis in the strawberry poison-dart frog, Oophaga pumilio. To investigate the spatial strategies in the context of parental care we aim examining ability of females and males to find a goal in a plus maze under experimental conditions. Moreover, we will determine the possible genes involved in spatial learning through gene expression analysis (RNASeq) of the pallium, the brain region known to be involved in spatial learning. Since females perform most parental care duties involving navigation in large home ranges, we expect females to have better spatial abilities than males.

Kooperationspartner:

Dr. Roberto Ibañéz, Ph. D., Smithsonian Tropical Research Institute

Prof. Dr. Klaudia Witte, Universität Siegen

Drittmittelprojekt: DFG, 310.150 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
The intermediate nuclei of the lateral lemniscus (INLL) is one of the three nuclei of the lateral lemniscus that process and relay auditory information between the cochlear nucleus, the superior olivary complex and the auditory midbrain. While the function of the other two lemniscal nuclei is at least partially understood the involvement of the INLL in sound processing is largely unknown. Moreover, the transmitter type of INLL neurons seem species specific, as rodents and bats are labelled for glutamatergic and glycinergic markers respectively. From animal models that hear well below and above 2 kHz, like humans, hardly any functional data from this auditory brainstem structure is available. The present anatomical and functional data of the INLL indicates that it might be involved in the integration of auditory information between different frequencies. Such a cross-frequency integration is key process for generating the neuronal representation of our auditory environment. To elucidate the filter functions and functional role of the INLL we propose to investigate the sound processing features of this auditory structure with in vivo single unit electrophysiology. Initially, we will record acoustically evoked responses elicited by a battery of sound stimulations ranging from pure tones to conspecific calls. This stimulation battery allows us to characterize the basic processing features of INLL neurons. In the next step, we will determine the temporal and frequency dependent integration characteristics of INLL neurons. Our preliminary in vivo single unit recordings highlight the temporal filter functions by analyzing modulation transfer functions of stimulated transposed tones. In agreement with existing data from bat, we find evidence for integration of sounds between different sound frequencies. Obtaining deeper insights into the filter functions and integration characteristics will allow us to postulate functional roles of the INLL in sound processing. Finally, we plan to perform whole-cell in vivo recordings to gain mechanistic insight how INLL neurons achieve their processing tasks. Thus, this application will illuminate the functional role of an auditory brainstem structure that is well connected but hardly understood and therefore the proposal will substantially add to our understanding of sound processing and how we generate our auditory world in our brain.

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

Projektdetails:
siehe Abstract

Kliniken/Institute:
Klinik für Heimtiere Reptilien und Vögel

Projektdetails:
Im Rahmen der Studien wird der Nachweis von Salmonellen im Rahmen des Mikrobioms untersucht, sowie der Einfluss externer und interner Faktoren auf die Ausscheidungsrate. Dabei wird auch der Einsatz von Phagen zur Beeinflussung der Salomonellenausscheidung geprüft.

Kooperationspartner:

RKI Wernigerode, Helmholtz-Institut Leipzig

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
Die Katze gehört zu den beliebtesten Haustieren Deutschlands. Obwohl Katzen eine lange Domestikationsgeschichte mit uns Menschen verbindet, ist unser Wissen über ihre generellen sozialen und kognitiven Fähigkeiten, ihre Kommunikation sowie ihre soziale Bindung an den Menschen noch lückenhaft. Während die Forschung an Hunden einen starken Einfluss der Domestikation auf das Sozialverhalten und die kognitiven Fähigkeiten der Tiere gezeigt hat, ist unser Wissen wie sich die Domestizierung von Katzen auf deren sozialen und kognitiven Fähigkeiten ausgewirkt hat noch wenig erforscht. Es wird allgemein angenommen, dass Katzen sich "selbst domestiziert" haben, indem sie ihren Beutetieren (Nagetieren) in menschliche Siedlungen gefolgt sind. Dabei geht man davon aus, dass vor allem die mutigeren Katzen eng mit den Menschen zusammenlebten, welche von ihren Jagdfähigkeiten profitierten. Dies unterscheidet sich von der Domestizierung des Hundes, der aktiv vom Menschen domestiziert wurde. Diese unterschiedliche Domestikationshistorie hat vermutlich auch einen Einfluss auf die heutigen Interaktionen zwischen Katzen bzw. Hunden und Menschen.
In diesem Projekt wollen wir die auf den Menschen ausgerichtete Kommunikation von Katzen sowie die soziale Bindung von Katzen an ihre Besitzer untersuchen. Uns interessiert, ob Katzen auch eine Art "Eifersuchtverhalten" zeigen wie Hunde bzw. ob und wie sie um ihren Besitzer konkurrieren. Des Weiteren untersuchen wir welchen Einfluss Faktoren wie Unterbringung (Innenkatzen, Außenkatzen), Geschlecht und hormoneller Status (kastriert, nicht kastriert) auf die sozialen Interaktionen zwischen Katzen und zwischen Katzen und Menschen haben.

Drittmittelprojekt: BfN, 272.431 EUR

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

Projektdetails:
Das Projekt hat zum Ziel, Schwellenwerte zu ermitteln, ab denen marine Säugetiere Verhaltensreaktionen auf Schiffslärm und weiteren signifikanten anthropogenen Unterwasserlärm zeigen. Hierfür werden bis zu 8 Kegelrobben in der deutschen Nordsee mit DTAGs besendert, die die Bewegung und den empfangenen Unterwasserschall am Tier aufzeichnen. Die erhobenen Kegelrobben Daten werden gemeinsam mit den bereits in vorherigen Projekten erhobenen Daten von 14 Seehunden im deutschen Wattenmeer und im Dänischen Limfjord ausgewertet. Die Schalldaten werden hinsichtlich Schiffspassagen analysiert. Im Anschluss werden die Schiffspassagen individuellen Schiffen zugeordnet, die mittels AIS im Umkreis erfasst wurden. Es wird geprüft, zu welchem Anteil Schiffspassagen von Schiffen stammen, die über ein AIS System verfügen. In der weiteren Analyse werden Verhaltensreaktionen bestimmt, die im Zusammenhang mit anthropogenem Unterwasserlärm auftreten. In dieser Analyse werden Schwellenwerte bestimmt, ab denen Verhaltensreaktionen auf Unterwasserlärm auftreten und die somit einen erheblichen Beitrag zum Umweltziel 6-01, der "Ableitung und Anwendung von biologischen Grenzwerten für die Wirkung von Unterwasserlärm auf relevante Arten" leisten. Die Verhaltensreaktionen werden zudem hinsichtlich der Distanz zu Schiffen, Schiffstypen und Fahrtgeschwindigkeiten untersucht. Dieser Schritt ermöglicht eine Evaluierung der Erfolgsaussichten von vorgeschlagenen Lärmminderungs oder Schutzmaßnahmen (im Sinne des Umweltziels 6-04), wie einer Geschwindigkeitsbegrenzung, Festlegung von Schifffahrtsrouten oder dem Errichten von Ruhezonen. Die Untersuchungen sollen helfen, eine ausgewogene Balance zwischen den ökologischen, ökonomischen und sozialen Gesichtspunkten der Nutzung der Meere zu finden. Die Gesamtbelastung des marinen Ökosystems durch den Menschen soll auf ein verträgliches Maß gesenkt werden, um auch zukünftigen Generationen eine nachhaltige Nutzung zu ermöglichen.

Resultate:

Elmegaard, S.L., Teilmann, J., Rojano-Doñate, L. et al. Wild harbour porpoises startle and flee at low received levels from acoustic harassment device. Sci Rep 13, 16691 (2023).

https://doi.org/10.1038/s41598-023-43453-8

Drittmittelprojekt: Forschungskreis der Ernährungsindustrie e.V. (FEI), 96.588 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Milch steht zunehmend in der öffentlichen Kritik, verschiedene Krankheiten beim Menschen auszulösen. Verantwortlich hierfür soll auch Beta-Casomorphin-7 (BCM-7) sein, das beim Verdau von Milch aus A1 beta-Casein entsteht. Caseine machen mit rund 80% der Gesamtproteinmenge den größten Anteil der Proteinfraktion der Milch aus. Man unterscheidet vier Arten, zwei verschiedene alpha-Caseine (αS1-und αS2), sowie das kappa- und beta-Casein. Beim Hausrind sind bislang 12 verschiedene Varianten des beta-Casein-Gens (CSN2) bekannt (A1, A2, A3, B, C, D, E, F, G, H1, H2 und I), von denen die A1- und A2-Varianten am Bedeutendsten sind. Auf Proteinebene unterscheiden sich die A1 und A2 beta-Caseine in einer einzigen Aminosäure an Position 67 (A1: Histidin; A2: Prolin), der wesentlichen Einfluss auf die strukturellen und damit auch funktionellen Eigenschaften der Proteine nehmen soll. Diese können sowohl die enterale Verdaulichkeit der Milch, als auch die technologischen Eigenschaften bei der Milchverarbeitung beeinflussen. Der überwiegende Anteil der in Deutschland vermarkteten Milch enthält unterschiedlich hohe Anteile an A1 und A2 beta-Casein und wird als A1-Milch bezeichnet. A2-Milch dagegen stammt aus A2/A2 homozygoten Tieren und darf keine A1 beta-Caseine enthalten. Das aus A1 beta-Casein entstehende BCM-7 kann weiter zum BCM-5 degradiert werden, die beide ihre Wirkung über - und µ-Opioidrezeptoren vermitteln sollen. In A2-Milch soll allerdings die Produktion dieser BCM-Peptide deutlich geringer sein, wobei diese Annahme immer noch fraglich ist. Im beantragten Projekt sollen deshalb grundsätzliche Fragen zur Wirkung von BCM-7 und zum Vorkommen (Abbau, Bildung) in Milch und Milcherzeugnissen beantwortet werden, wobei bezüglich der Produktion der Milcherzeugnisse einerseits Milch von A1/A1- und A2/A2-Kühen, andererseits vor der Verarbeitung Milch mit BCM-7 versetzt werden soll, um die Veränderungen der BCM-7-Gehalte während der verschiedenen Verarbeitungsschritte zu Käse und Joghurt zu analysieren. Diese Untersuchungen werden durch physikochemische, sensorische und mikrobiologische Analysen ergänzt, um zu bestimmen, inwieweit die unterschiedlichen Milch-Genotypen auch die Qualität der Milcherzeugnisse beeinflusst.

Kooperationspartner:

Lehrstuhl für Physiologie (Frau Prof. Cornelia Deeg), Lehrstuhl für Klinische Pharmakologie (Prof. H. Ammer) der Ludwig-Maximilians Universität München

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
Different types of glial cells are present in the nervous system. These cells perform many different functions. For example, microglial cells are involved in immune-responses and synapse formation, while oligodendrocytes are important for insulating axons supporting rapid, long-distance voltage signalling in neurons. During early and late postnatal development, the nervous system undergoes alterations in neuronal morphologies, connectivities and functions. From the various glial functions, it can be inferred that also their shape and function changes during this life span. The quantification of the developmental alterations in glial cells together with the knowledge about neuronal, developmental changes will therefore shed light on the functional interactions between neurons and glial cells. It is best to quantify the development of glial cells in a well-defined neuronal structure, because glial cell densities and orientation can be matched to a defined area and spatial axis. The superior olivary complex in the auditory system offers such a well-defined neuronal structure. Our project aims to determine the cell number of microglia and oligodendrocytes in distinct auditory nuclei during postnatal development. The microglial shape will be quantified and their spatial orientation determined. The number of oligodendrocyte-neuron connections will be analysed in a developmental manner. We will find out whether glial development is adapted to neuronal maturation in specific nuclei or follows an general time course.

Resultate:

Zacher AC, Hohaus K, Felmy F, Pätz-Warncke C.: Developmental profile of microglia distribution in nuclei of the superior olivary complex. J Comp Neurol. 2023 Oct 14. doi: 10.1002/cne.25547. Online ahead of print.

Drittmittelprojekt: BLE, 387.946 EUR

Kliniken/Institute:
Außenstelle für Epidemiologie (Bakum)
Institut für Tierernährung

Projektdetails:
Bei dem Verbundvorhaben handelt es sich um die Entwicklung eines interaktiven, tierwohlorientierten Sensorsystems, das eine intelligente Stallumgebung für Mastschweine schafft und diese für das Wohlbefinden der Tiere optimiert. Dabei werden automatisiert messbare Umgebungsparameter wie Luftqualität, Temperatur und Lichtverhältnisse erfass. Außerdem sollen Tieraktivität, Tierlaute und Liegemuster über im Stall installierte Kameras aufgenommen werden. Über einen KI-basierten Algorithmus werden die Daten miteinander verknüpft und als aktive Steuerung der Stallumgebung eingesetzt. Sobald die KI auffällige Muster erkennt, startet ein Lichtregime oder ein Beschäftigungsspiel, das interaktiv bewegliche Objekte in die Stallumgebung projiziert. Parallel wird eine Belohnungsfütterung ausgelöst. Damit soll dem natürlichen Erkundungsverhalten der Tiere Rechnung getragen werden. Da das System bereits bei kleinsten Änderungen reagiert, die mit dem bloßen Auge nicht erkennbar sind und somit eine intelligente, tierbezogene Umgebungssteuerung ermöglicht, stellt es einen präventiven Ansatz dar, der Landwirt / Landwirtin in ihrer Tierbeobachtung optimal unterstützen soll. Durch die digitale Verknüpfung aller Daten aus dem Stall können diese trotz ihrer Komplexität ausgewertet werden und damit eine aktive Tiergesundheitsvorsorge betrieben werden.

Kooperationspartner:

Universität Vechta

Peter Kenkel GmbH

Fraunhofer Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren

VetVise GmbH

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)/PTJ Jülich, 528.494 EUR

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

Projektdetails:
Marine Säugetiere, wie Kegelrobbe, Seehund und Schweinswal, sind wichtige Topprädatoren im Ökosystem der Nord- und Ostsee. Alle Arten haben einen hohen Schutzstatus in Europa und reagieren sensibel auf Änderungen und Störungen in ihrer Umwelt. Sie gelten daher als wichtige Indikatoren für den Zustand von marinen Ökosystemen. Um diese Artengruppe in Ökosystemmodellen entsprechend zu berücksichtigen und auch Bewertungen sowie Managementmaßnahmen vorzunehmen, müssen sowohl die Ansprüche an ihr Habitat als auch die Einflüsse von anthropogenen Stressoren mit einbezogen werden.
Das Ziel dieses Projektes ist es, das Vorkommen der marinen Säugetiere im neuartigen skalenübergreifenden End-to-End (E2E) Modellsystem, welches in CoastalFutures interdisziplinär entwickelt wird, zu integrieren. Mit diesem Modellsystem schafft das Projekt eine virtuelle Umgebung zur Untersuchung von Auswirkungen der Klimaänderung und anthropogener Nutzungen auf Ökosysteme und Schlüsselarten sowie zur Testung unterschiedlicher Managementmaßnahmen, die gerade im Zusammenhang mit dem Schutz und Erhalt von marinen Säugetierpopulationen noch nicht bewertet sind.
Das Projekt verbessert die Vorhersage von zeitlichen und räumlichen Veränderungen im Vorkommen von marinen Säugetieren und entwickelt ein Verständnis für diejenigen Prozesse, die die interannuelle und saisonale Variabilität der Artenverteilung beeinflussen. Zudem werden bei der Modellentwicklung Interessenvertreter eingebunden, um aktuelle und potenzielle Nutzungsmuster zu bewerten und Managementmaßnahmen zu testen. Anthropogene Stressoren, wie z.B. die Auswirkungen des Offshore-Windenergie-ausbaus, werden durch Telemetriestudien an Seehunden untersucht, um über die Aufnahme und das Modellieren von Verhaltensreaktionen Rückschlüsse auf die Effekte von Lärmemissionen auf das Energiebudget zu ziehen. Dies ermöglicht eine multifaktorielle, umfassendere Bewertung des vom Menschen verursachten Unterwasserlärms. Die Nutzungsszenarien werden in Kombination mit Szenariensimulationen zu regionalen Auswirkungen des zukünftigen Klimawandels mit den Modellen zur Verteilung der marinen Säugetiere durchgeführt und mit dem End-to-End (E2E) Modellsystem gekoppelt.
Im Ergebnis generiert das Projekt dringend benötigtes Handlungswissen zur Umsetzung von politisch-gesellschaftlichen Zielvorgaben, etwa aus der EU Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie, und ermöglicht die Evaluierung der Effektivität von Managementoptionen für das Schutzgut‚marine Säugetiere‘ unter zukünftigen Klimabedingungen.

Resultate:

Gilles, A.; Pigeault, R.; Ramirez-Martinez, N. C.; Schaffeld, T.; Siebert, U. CoastalFutures - Zukunftsszenarien zur Förderung einer nachhaltigen Nutzung mariner Räume: Vorhaben: Szenarien für marine Säugetiere; Technische Informationsbibliothek: Hannover, 2025.

https://doi.org/10.34657/19387

Kooperationspartner:

Hereon Helmholtz-Zentrum Hereon GmbH, Zentrum für Material- und Küstenforschung

Prof. Corinna Schrum, Institut für Küstensysteme -Analyse und Modellierung

IOW Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

CAU-FTZ Universität Kiel, Forschungs- und Technologiezentrum Westküste

TUBS Technische Universität Braunschweig, Leichtweiß-Institut für Wasserbau

UHH Universität Hamburg, Institut für Meereskunde

TI-SF/OF Thünen-Institut (TI für Seefischerei, TI für Ostseefischerei)

LUH Leibniz Universität Hannover, Ludwig-Franzius-Institut

AWI Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

TUHH Technische Universität Hamburg, Institut für Wasserbau

BSH Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie

DWD Deutscher Wetterdienst

BAW Bundesanstalt für Wasserbau

BfN Bundesamt für Naturschutz

SWIMWAY SWIMWAY Wattenmeer-Gruppe