Forschung

Drittmittelprojekt: Aarhus University, DK, 4.451 EUR

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

Projektdetails:
Im Auftrag der Universität Aarhus (Dänemark) werden seit 2012 jährlich Daten zu Abundanz und Verteilung von marinen Säugetieren erhoben. Untersucht wurden im Jahr 2021 fünf Natura 2000 Gebiete in der dänischen Nordsee und im Skagerrak. Hauptzielart war der Schweinswal (Phocoena phocoena). Die Flugsurveys wurden von der Universität Aarhus durchgeführt und folgten der Methode der Linientransekterfassung. Das ITAW wurde beauftragt, die erhobenen Daten einer Qualitätssicherung zu unterziehen und auszuwerten.

Resultate:

Für die einzelnen Untersuchungsgebiete konnten Dichten und Abundanzen von Schweinswalen geschätzt werden sowie die Ungenauigkeiten (95% Konfidenzintervalle und Variationskoeffizient (CV)), welche mit der Schätzung einhergehen, ermittelt werden. Die aufbereiteten Daten und Ergebnisse wurden dem Auftraggeber übermittelt.

Drittmittelprojekt: Bundesamt für Gewässerkunde, Koblenz, 29.583 EUR

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

Projektdetails:
Gegenstand dieses Projektes ist die detaillierte Nahrungsanalyse von tot aufgefundenen Fischottern, die im Rahmen eines Projektes aus dem Vorjahr obduziert und auf antikoagulante Rodentizide (Rattengift) untersucht wurden. Während der Obduktionen wurden die Mägen und der Darminhalt aller Otter asserviert, soweit vorhanden. Im weiteren Verlauf wurden die Inhalte aus dem Gastrointestinaltrakt aller Otter in speziellen Schritten aufbereitet und für die Identifikation der gefressenen Beutetiere vorbereitet. Hierfür werden zwei Methoden genutzt: die Hartbestandteilsanalyse, die sich an Knochen orientiert, und das Metabarcoding, welches Beutespezies genetisch identifiziert. In Kombination beider Methoden wird sich ein recht genaues Bild der Beutezusammensetzung von Fischottern in Niedersachsen zeigen.
Eine Zusammenfassung der Befunde wird abschließend in Berichtform zur Verfügung gestellt.

Resultate:

Die Ergebnisse der Hartbestandteilsanalyse bestätigen Fische als die am häufigsten gefressene Beuteklasse von Fischottern in Niedersachsen. Weiterhin wurden in den Mägen Bestandteile von Amphibien, Pflanzen, Arthropoden, sowie sehr vereinzelt von Vögeln, Säugetieren und Mollusken nachgewiesen. Die Familie der Cyprinidae war die am häufigsten identifizierte Fischfamilie. Dass Fischotter opportunistische Prädatoren sind, die sich je nach Verfügbarkeit in ihrem Verbreitungsgebiet von einer Vielzahl von Fischarten ernähren (Kruuk, 2006; Buglione et al., 2020), wurde durch die Ergebnisse des Metabarcodings bestätigt. Die Studie konnte zeigen, dass die Kombination von Hartbestandteilsanalyse und Metabarcoding geeignet ist, die Nahrungsökologie von Fischottern in Niedersachsen aufzuschlüsseln und zu beschreiben. Während mittels Metabarcoding Fischarten identifiziert werden konnten, die anderweitig übersehen worden wären, konnten durch die Hartbestandteilsanalyse Schätzungen bezüglich der Anzahl der gefressenen Beute erfolgen.

Drittmittelprojekt: Common Wadden Sea Secretariat (CWSS), 4.994 EUR

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

Projektdetails:
Der Quality Status Report (QSR) wird vom Common Wadden Sea Secretariat (CWSS) in Auftrag gegeben. Der Bericht erscheint in regelmäßigen Abständen und informiert über den aktuellen Stand des Wattenmeers. Um die Einflüssen des Menschen auf dieses sensible Ökosystem darstellen zu können, werden neueste Ergebnisse aus Wissenschaft und Forschung zusammengetragen. Die Autoren sind Experten aus verschiedenen Forschungsdisziplinen aus den drei Ländern, über die sich das Wattenmeer erstreckt - Dänemark, Deutschland und die Niederlande. Es gibt verschiedene Berichte zu den diversen Themenschwerpunkten. Das ITAW koordinierte den Bericht für den Zustand der Meeressäugetiere.

Resultate:

https://qsr.waddensea-worldheritage.org/reports/marine-mammals

Drittmittelprojekt: Industrie (Futtermittelhersteller), 22.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Drittmittelprojekt: Industrie (Veterinärpharmazeutika und Impfstoffe), 489.252 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Virologie

Projektdetails:
Die Impfstoffentwicklung gegen COVID-19 ist von höchster Dringlichkeit, wofür es jedoch zunächst einiger prä-klinischer Experimente bedarf, bevor Studien im Menschen angewandt werden können. MVA-SARS-CoV-2 Impfstoffe sollen hierfür im Tiermodell auf Sicherheit und Immunogenität getestet werden. Dabei soll das Hamstermodell im Vordergrund stehen, da Hamster ein ähnlich aufgebautes ACE-2 Protein exprimieren und sich darüber hinaus schon in der SARS-CoV-1 Forschung als Tiermodell bewährt haben.

Drittmittelprojekt: Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur (MWK), 50.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierökologie

Projektdetails:
Ein Schlüsselereignis für die Evolution des Lebens ist die Entstehung unterschiedlicher Zelltypen für die Arbeitsteilung in einem Organismus. Diese "Vielzelligkeit" hat zu einem einzigartigen Bauplan- und Artenreichtum bei den Tieren geführt. Eine normale Bauplanentwicklung hängt jedoch von der korrekten genetischen Regulation der Polarität einer jeden Zelle und eines jeden Gewebes ab. Fehlfunktionen in der Regulation der Polarität auf Zellebene führen zu Missbildungen, wie z.B. Krebsgeschwüren.
Dank neuester genetischer Techniken sind wir prinzipiell in der Lage, solche Fehlentwicklungen, die zu Krebs führen, auf genetischer Ebene zu studieren und die verantwortlichen Gene bzw. Geninteraktionen zu entschlüsseln. Die Krebsforschung an Säugetieren, insbesondere dem Menschen, scheitert bisher jedoch an der enormen zellulären und genetischen Komplexität der höheren Tiere.
Wir haben das einfachste aller Vielzelligen Tiere, das Placozoon Trichoplax, zu einem vielversprechenden Modellsystem entwickelt, um die Genetik der Polaritätskontrolle auf allen Ebenen und in vollem Umfang zu studieren. Unter anderem sind wir in der Lage, den Signalgeber für die Polarität, nämlich die Schwerkraft der Erde, zu manipulieren, etwa durch Weltraumflüge. Hierfür haben wir das GRAVIPLAX-Projekt gegründet, das auf einer engen Partnerschaft mit dem Deutschen Luft und Raumfahrtzentrum (DLR), Krebsforschern aus Australien sowie Genetikern aus Spanien und den USA fusst.
Die ersten Daten aus diesen Experimenten zeigen deutlich, dass die Integration von Zoologie, Genetik, Medizin und Physik mehr ist als die Summe ihrer Komponenten. Völlig neuartige Möglichkeiten für die Krebsfrühdiagnose bis hin zur Impfung gegen Krebs sind in Reichweite gekommen.

Kooperationspartner:

1) Deutsches Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR);

2) LaTrobe University, Medical School, Melbourne, Australia

3) Yale University, Yale Genomics Center, New Haven, USA

4) Centre for Genomic Regulation, Barcelona, Spain

5) Université de Lyon, Centre de recherche en cancérologie, France

Drittmittelprojekt: University of Iceland's Research Center in Húsavík, 43.611 EUR

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

Projektdetails:
The aim of this project is to assess hearing abilities and adaptations in marine animals as a part of a broad, comparative study examining how animals use acoustic signals and cues. In cooperation with the University of Iceland?s Research center the hearing of stranded, wild caught and aquarium-housed fishes, birds, marine mammals and turtles will be measured. In order to assist in assessing hearing capabilities and possible impairments, the measurements will be determined in rehabilitation facilities, research facilities and in the field. In addition to aiding treatment decisions, this work will assist the understanding of how these animals use and are affected by ocean noise.

The specific objectives of this study include:
1.Conduct field-based, in-air evoked potential audiograms to address the initial sensitivity, and potential species differences of three Auk species.
2.Establish the in-air psychophysical (behavioral) audiograms of 1-3 Auk species.
3.Establish the underwater psychophysical (behavioral) audiograms of 1-3 Auk species.
4.Compare psychological and behavioral methods, and underwater vs. air results to evaluate the best means to quantify Auk hearing, setting the foundation for future noise-exposure studies
5.Determine the levels at which Auks show temporary threshold shift (TTS) responses to sonar.

Resultate:

Hansen, KA, Hernandez, A, Mooney, TA, Rasmussen, M, Sørensen, K and Wahlberg, M. 2020. Common murres (Uria aalge) react to underwater noise. Journal of the Acoustical Society of America. 147: 4069-4074. doi: 10.1121/10.0001400 

https://doi.org/10.1121/10.0001400

Kooperationspartner:

University of Iceland's Research Center in Húsavík, Dr. Marianne Rasmussen

Drittmittelprojekt: Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung, 42.766 EUR

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

Projektdetails:
In den Küstengewässern der Deutschen Ostsee kommen zwei Schweinswalpopulationen vor, von denen die "Westliche Beltseepopulation" deutlich größer ist, als die Population der "zentralen Schweinswalostseepopulation", die als vom Aussterben bedroht gilt. Der Lebensraum der Schweinswale in der Ostsee ist intensiv von menschlichen Aktivitäten und Faktoren geprägt, die einen negativen Einfluss auf Schweinswalpopulationen haben können. Hierzu gehören die kommerzielle Schifffahrt, touristische Freizeitaktivitäten, seismische Untersuchungen, militärische Aktivitäten, Fischerei, Offshore-Konstruktionen, Sprengungen von Munitionsaltlasten, chemische und pharmazeutische Belastungen und Meeresmüll. Durch die angestrebte Energiewende und dem damit einhergehenden Ausbau von Windenergie wurden in deutschen Seegebieten in den letzten Jahren bereits zahlreiche Windparks errichtet und viele weitere sind noch geplant. In der Ostsee gibt es noch immer große Mengen von Munition aus dem zweiten Weltkrieg. Um eine Gefahr für Mensch und Maschine auszuschließen, wird diese Munition häufig kontrolliert gesprengt. Diese Sprengungen erzeugen sehr hohe Schallenergiepegel im tieffrequenten Bereich, die sich über große Distanzen ausbreiten und einen negativen Effekt auf marine Säuger haben können. Der Empfang hoher Schallpegel, wie z.B. bei Rammarbeiten oder Sprengungen kann beim Schweinswal zu Störungen bei der Nahrungsaufnahme, oder auch zu Verletzungen des Gehörs führen. Speziell in der Ostsee ist der Schweinswal weiterhin durch die Fischerei mit Stellnetzen bedroht, in denen Schweinswale als unbeabsichtigter Beifang enden können. Um Schweinswale vor Stellnetzen zu warnen werden in der Deutschen Ostsee vermehrt akustische Warngeräte eingesetzt, die den Schweinswal vor Netzen warnen sollen. Diese Warngeräte (Porpoise Alert = PAL) simulieren dabei einen Kommunikationslaut von Schweinswalen. Ob diese Geräte zu einer Verringerung der Beifänge führen wurde noch nicht abschließend untersucht. Ebenfalls gibt es derzeit keine Begleitforschung um zu untersuchen, ob diese Geräte zu einer Vertreibung von Schweinswalen führen.
Schweinswale aus Nord- und Ostsee befinden sich infolge des hohen Drucks durch menschliche Faktoren wahrscheinlich in schlechterem Gesundheitszustand als Tiere aus arktischen Gewässern, die derzeit kaum anthropogenen Faktoren ausgesetzt sind. Untersuchungen zur Reproduktionsfähigkeit und Altersstruktur haben gezeigt, dass das mittlere Sterbealter von weiblichen Schweinswalen in der Ostsee bei nur 3,67 (±0,3) Jahren liegt, obwohl Schweinswale 20-25 Jahre alt werden können. Da weibliche Tiere erst mit 4,95 (±0,6) Jahren ihre Geschlechtsreife erreichen, ist das frühe Versterben gravierend in Bezug auf die Populationsentwicklung. Nur durch ein kontinuierliches Monitoring können Trends im Vorkommen von Schweinswalen erkannt werden.
Ziel dieser Studie ist es, die Habitatnutzung von Schweinswalen im westlichen Teil der Ostsee mittels "passiv-akustischem Monitoring" zu untersuchen. Zu diesem Zweck sollen insgesamt an vier Positionen Schweinswal-Klickdetektoren (C-PODs) ausgebracht werden, mit denen die Anwesenheit von Schweinswalen nachgewiesen werden kann. Die Messpositionen sollen den Bereich der Schleswig-Holsteinischen Ostsee abdecken, der bisher nicht durch ein kontinuierliches Monitoring erfasst wird.

Resultate:

Untersuchungen zur Habitatnutzung von Schweinswalen in der westlichen Ostsee mittels passiv-akustischem Monitoring 2021-2023 (PDF, 2MB, Datei ist barrierefrei)

https://www.schleswig-holstein.de/DE/fachinhalte/A/artenschutz/meeressaeuger

Drittmittelprojekt: Landesbetrieb f. Küstenschutz, Nationalpark u. Meeresschutz Schleswig-Holstein, Tönning, 51.769 EUR

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

Projektdetails:
Schweinswale sind Repräsentanten der Top-Prädatoren aus der Gruppe der Säugetiere in Nordsee und Wattenmeer. Mit der Novellierung des Nationalparkgesetztes in 1999 wurde ein Teil des Nationalparks explizit dem Schweinswalschutz gewidmet, da dort eine hohe Dichte von Mutter-Kalb-Gruppen festgestellt wurde. Im Rahmen der Neuordnung des Bund-Länder-Meeresprogramms (BLMP) wurde im Januar 2011 ein Programm zum gemeinsamen Monitoring von Meeressäugern verabredet, das die Anforderungen eines Monitorings nach den einschlägigen europäischen Richtlinien und internationalen Konventionen erfüllt. Die schleswig-holsteinische Nationalparkverwaltung (NPV) im Landesbetrieb für Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz Schleswig-Holstein (LKN) hat in diesem Programm die Aufgabe, das akustische Monitoring von Schweinswalen zu organisieren, umzusetzen und zu finanzieren. Die akustischen Untersuchungen für die NPV werden vom Institut für terrestrische und Aquatische Wildtierforschung (ITAW) als Bestandteil des gemeinsamen Meeressäuger-Monitorings im Rahmen des BLMP. Hierfür werden Messstationen an vier festgelegten Standorten im schleswig-holsteinischen Wattenmeer (Lister Tief, Meldorfer Bucht, Rochelsteert und Westerland) und seit diesem Jahr (August 2021) eine weitere Messstation im Bereich der Außenelbe betrieben. An den Messtationen befinden sich Klickdetektoren (C-PODs), welche die Echoortungsaktivität von Schweinswalen aufzeichnen. Die C-PODs werden turnusmäßig gewartet und ausgelesen. Die so gewonnenen Daten werden vor dem Hintergrund der Optimierung des akustischen Monitorings sowie erforderlichen Erweiterungen bei einem dauerhaften Betrieb der Messstationen ausgewertet. Die Daten dieser Langzeitstudie geben Aufschluss über eine mögliche Rhythmik sowie Tidenabhängigkeit in den Schweinswaldetektionen über den Tag und im Verlauf eines Jahres.

Resultate:

Die Auswertung der Daten zeigte, dass Schweinswale über den bisherigen Untersuchungszeitraum an allen Messpositionen registriert wurden. Es sind jedoch räumliche (zwischen den Stationen) und zeitliche Unterschiede (einzelne Jahre, im Jahresverlauf, im Verlaufe eines Tages) in den Detektionsraten zu verzeichnen. An der Station Lister Tief (LT), auf der östlichen Seite von Sylt, wurden die geringsten Detektionsraten festgestellt. Die Station Westerland (WL), westlich vor Sylt im Walschutzgebiet, wies über den bisherigen Untersuchungszeitraum die höchsten Detektionsraten (Maximum pro Tag) auf. Die Station Meldorfer Bucht (MB), die in unmittelbarer Nähe des Büsumer Hafens liegt, zeigte ebenfalls sehr hohe Detektionsraten, mit steigender Tendenz in den Sommermonaten. Die Modellierung der einzelnen Stationen konnte deutlich zeigen, dass es eine starke Saisonalität in den Schweinswaldetektionen gibt. Alle Stationen zeigen ein Maximum in den Detektionen im Frühjahr, im Zeitraum von Mitte März bis Mitte April. Dieser Zeitraum liegt kurz vor der Phase der höchsten Geburtenrate, die von Mitte Juni bis Ende Juli andauert. In diesem Zeitraum konnte nur an der Station MB eine gesteigerte Detektion nachgewiesen werden. Etwa zwei Monate nach der Geburtenphase beginnt die Paarungszeit der Schweinswale in der Nordsee. Innerhalb dieses Zeitraums wurde an der Station Rochelsteert (RS) im Gegensatz zu allen anderen Stationen eine erhöhte Detektion beobachtet. Dies könnte ein Indiz dafür sein, dass das Gebiet um die Station zur Paarung genutzt wird. Die Kälber werden etwa 10 Monate lang gesäugt, beginnen jedoch im Alter von etwa fünf Monaten feste Nahrung, in Form von kleinen garnelenartigen Krebsen (Euphausiidae, z.B. Nordseegarnelen), zu fressen. In dieser Phase konnte eine Steigerung der Detektionsraten an der Station LT festgestellt werden. Denkbar wäre, dass juvenile Schweinswale Flachwassergebiete, wie an der Station LT aufsuchen, um dort benthisch erste feste Nahrung zu suchen.

Die Tageszeit nahm über den gesamten Untersuchungszeitraum nur geringen Einfluss auf die Detektionsraten. An der Station LT konnte jedoch ein Muster in der Tagesrhythmik mit häufigeren Detektionen in den Morgenstunden beobachtet werden. Ein ähnliches Muster war auch an der Station RS zu erkennen, wobei die Detektionen, über den Tag verteilt, leicht erhöht waren.

Der Einfluss der Tide ist stärker ausgeprägt als die Tagesrhythmik und konnte bei Hochwasser bzw. in den Phasen zwischen Hoch- und Niedrigwasser beobachtet werden. Die Station LT zeigt erhöhte Detektionsraten kurz vor Niedrigwasser und ein Minimum während des Hochwassers. Beim Vergleich der Stationen WL und RS mit MB ist ein gegenteiliger Effekt zu verzeichnen. Die Station MB weist ein Minimum in den Detektionsraten kurz nach Hochwasser auf, was sich bei den Stationen WL und RS in einem Maximum bei Hochwasser äußert.

An der Messstation im Bereich der Außenelbe konnten ebenfalls Schweinswale detektiert werden. Die Datenlage lässt noch keine Modellierung über das gesamte Jahr zu, da die Station erst im Sommer ausgebracht wurde. Der Einfluss der Tide mit einem Maximum der Schweinswaldetektionen bei Flut und geringeren Detektionen bei Ebbe konnte jedoch schon nachgewiesen werden.

Durch das Wattenmeer-Monitoring konnten bisher robuste und kontinuierliche Langzeit-Datensätze von bis zu 10 Jahren über die Schweinswal-Klickaktivität generiert werden. Mit diesen einzigartigen Datensätzen ist es möglich, Modelle zu erstellen, die Aufschluss über die Präsenz von Schweinswalen im Wattenmeer und den Einfluss möglicher Umweltparameter geben. Die Vergrößerung der Datengrundlage über die Jahre hat gezeigt, dass die Modelle ein immer klareres Bild über den Einfluss von abiotischen Faktoren auf Schweinswale ergeben. Die im Rahmen von internationalen Abkommen (MSRL und trilaterale Abkommen) nötigen Beurteilungen zur Präsenz von Schweinswalen lassen sich derzeit temporal umfänglich nur durch die innerhalb des Projekts generierten akustischen Daten mit Klickdetektoren durchführen. Um die Datengrundlage weiter auszubauen und damit die Qualität zur Beurteilung zu verbessern, ist es notwendig das Wattenmeer-Monitoring jedes Jahr weiterzuführen.

Drittmittelprojekt: Nationalparkverwaltung "Nieders. Wattenmeer" Wilhelmshaven, 38.752 EUR

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

Projektdetails:
Ziel des Projektes ist eine Erfassung des lokalen Kegelrobbenbestandes im gesamten Niedersächsischen und Hamburgischen Wattenmeer während der Geburtssaison (November-Dezember) und zur Zeit des Fellwechsels (März-April).
An fünf trilateral abgestimmten Terminen (drei zur Zeit der Geburtensaison; zwei zur Zeit des Fellwechsels) werden fluggestützte Surveys mit einer einmotorigen Maschine durchgeführt. Während der Befliegungen der Wattgebiete werden mit einer hochauflösenden Spiegelreflexkamera die haul-outs fotografiert. Zur Ermittlung der Anzahl an geborenen Jungtieren sowie des Gesamtbestandes werden die aufgenommenen Fotos nachträglich am Computer ausgewertet.

Resultate:

Brasseur S., Carius F., Diederichs B., Galatius A., Jeß A., Körber P., Meise K., Schop J., Siebert U., Teilmann J., Bie Thøstesen C. & Klöpper S. (2021) EG-Marine Mammals grey seal surveys in the Wadden Sea and Helgoland in 2020-2021. Common Wadden Sea Secretariat, Wilhelmshaven, Germany.

https://www.waddensea-worldheritage.org/sites/default/files/Wadden%20Sea_Grey_Seal_Report_2021_0.pdf