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Generationenübergreifende Anpassungstrategien an Ozeanversauerung und -erwärmung in Fischen

Anthropogene CO2 Emissionen werden zum Teil von den Ozeanen absorbiert und führen zu erniedrigten marinen pH und Karbonatwerten, dieser Prozess wird Ozeanversauerung genannt. Ozeanversauerung geht mit Ozeanerwärmung einher, zusammen bedrohen beide Umweltveränderungen das Leben im Meer. Fische wurden bisher als recht unempfindlich gegenüber diesen Veränderungen im Meerwasser eingeschätzt, da sie über hoch entwickelte Säure-Base- und Ionenregulation verfügen. Daher haben nur wenige physiologische Studien den Einfluss von Hyperkapnie auf die Physiologie und das Verhalten von Fischen untersucht, und häufig wurden dabei auch CO2 Partialdrücke eingesetzt, die weit jenseits der vom IPCC prognostizierten Werte für die nahe Zukunft liegen. Weiterhin wurden bisher nur wenige Lebensstadien untersucht, obwohl es immer mehr Anhaltspunkte dafür gibt, dass besonders die frühen Lebensstadien, die noch nicht über voll ausgeprägte homeostatische Kapazitäten und Verhaltenrepertoire verfügen, besonders empfindliche gegenüber OAW reagieren. Weiterhin lassen viele aktuelle Studien eine integrative Analyse von physiologischen Antworten auf zellulärer, Gewebe- und Ganztierebene vermissen, außerdem fehlt uns ein generelles Verständnis des evolutionären (generationenübergreifenden) Anpassungspotentials von Fischen an den Klimawandel. FITNESS versucht kritische Wissenslücken zu schließen, indem die synergistischen Auswirkungen von OAW auf Zell-, Gewebe- und Ganztierebene an verschiedenen Lebensstadien (Embryonen, Larven, Jungfische und Adulte) an warm-temperaten Wolfsbarschen (Dicentrarchus labrax) untersucht werden. Dabei untersucht FITNESS die physiologischen Reaktionen zwischen F0 und F1 Generationen von Fischen, von denen bereits die Elterntiere verschiedenen OAW-Szenarien ausgesetzt waren; weiterhin werden auch Wildpopulationen untersucht. Damit bereitet FITNESS den Weg für eine ganzheitlichere Analyse der Populationsakklimatisation und -adaptation, indem phänotypische Veränderungen mit Darwin'schen Fitnessfaktoren verknüpft und die Vererbbarkeit physiologischer Schlüsselparameter untersucht werden. Um weiterhin unser Ursache-Wirkungs-Verständnis von OAW voran zu treiben, werden konzeptionelle Modelle eingesetzt, die die Antworten auf Zell-, Gewebe- und Ganztierebene parametrisieren und in physiologisch-bioenergetische Modelle einfließen lassen, um mögliche Anpassungskapazitäten und Abstriche in Wachstum, Reproduktion und Mortalitätsrisiko abzuschätzen. FITNESS profitiert dabei von den großzügigen Aquakulturkapazitäten in Frankreich, in denen eine große Anzahl von Fischen (größer als 1000) über zwei Generationen hinweg sowohl unter Labor- als auch unter Feldbedingungen verfolgt werden kann. Weiterhin kommen FITNESS die enge Zusammenarbeit mit aktuellen Ozeanversauerungsprojekten in Deutschland (BIOACID) und Portugal zugute, die sich mit Kalt- bzw. Warmwasserfischen beschäftigen und somit Vergleiche über einen weiten Bereich von Temperaturfenstern erlauben.

Untersuchung zur in vivo-Wirkung von Zearalenon auf funktionelle Parameter ovarieller, Eileiter- und endometrialer Zellen beim Schwein

Mykotoxine sind Metaboliten des Sekundärstoffwechsels mikroskopisch kleiner Pilze, vor allem der Gattung Aspergillus, Penicillium und Fusarium. In bestimmten Konzentrationen wirken sie toxisch für Mensch, Tier und Pflanze. Die als Feldpilze bekannten Fusarien bilden Mykotoxine (Trichothezen und Zearalenon) zum Teil schon während der Wachstums- und Reifungsphase des heimischen Futtergetreides und beim Mais. Trichothezen (Deoxynivalenol, DNO) übt eine zytotoxische Wirkung aus, indem es die Protein- und DNA-Synthese hemmt. Aufgrund seiner hohen Zytotxizität greift die Substanz an verschiedenen Systemen des Körpers ein, so dass infolge einer Abwehrschwäche Fruchtbarkeitsstörungen (Unfruchtbarkeit, Umrauschen), Aborte, Totgeburten und mimifizierte Früchtte sowie Uterusatrophie bei Sauen insbesondere bei Jungsauen aufgetreten sind. Im Gegensatz dazu sind die Zearalenone nicht toxisch. Ihre Aktivität im Tier besteht in einer östrogenen Wirkung, die zu Veränderungen an den Fortpflanzungsorganen und zu Fruchtbarkeitsstörungen beim Schwein führen. Ein Einfluss von Mykotoxin auf die Fruchtbarkeit wurde bisher weitgehend nach Fütterung von mykotoxin-haltigen Futtermitteln beobachtet. Grundlagenerkenntnisse über direkte negative Einflüsse von Mykotoxinen auf die Fruchtbarkeit können mit Hilfe von Untersuchungen mittels In-vitro-Kultivierung von Eizellen und Embryonen, ovariellen und uterinen Zellen gewonnen werden. Die physiologische Aktivität der genannten Zelltypen des weiblichen Reproduktionstraktes kann über funktionelle Tests gemessen werden, die ihrerseits darüber Auskunft geben, in welchem Maße die Leistungen dieser Zellen bzw. Embryonen störanfällig gegenüber Zearalenon und Trichothezen sind.

Erhaltung des genetischen und kulturgeschichtlichen Erbes bei Tieren und Pflanzen in Europa

Nutztierrassen und Kulturpflanzensorten, die unter heutigen Bedingungen keine Hochleistungen erbringen, werden zuechterisch fallengelassen und sterben aus. So geht meist eine Fuelle kostbarer Erbanlagen verloren, die unter veraenderten Lebens- und Wirtschaftsbedingungen dereinst wieder von Bedeutung sein koennten (hohe Fruchtbarkeit, Resistenzen gegen Kaelte, Krankheiten usw.). Die Stiftung Pro Specie Rara bemueht sich, das untergehende Erbgut alter Nutztierrassen und Kulturpflanzensorten im Sinne einer Genreserve in-situ zu erhalten, indem sie letzte Exemplare aufspuert, Erhaltungsstrategien und Zuchtprogramme ausarbeitet und wenn noetig auch selbst durchfuehrt. Sie ist im ganzen Alpenraum (Schweiz und Ausland) sowie in einigen osteuropaeischen Laendern taetig, wo die wirtschaftlichen Umstrukturierung traditionelle Rassen und Sorten akut bedroht (Eko-Team-Praha-Koordinationsstelle seit Jan. 1991).

Landschaftspflege mit Weidetieren

Offenlandschaften sind nicht überbaute und nicht durch Gehölze dominierte Gebiete. Berlin hat eine hohen Anteil an diesem offenen und halboffenen Grünland: Dazu gehören traditionell Wiesen und Weiden aber auch Brachflächen, halboffene Waldweidelandschaften und Äcker. Sie alle weisen einen besonderen biologischen Reichtum auf. Berlin möchte diese Offenflächen natürlich langfristig sichern. Leichter gesagt als getan, denn Pflege kostet Geld. Doch ohne regelmäßige Pflege würden sich Offenlandschaften aufgrund der natürlichen Sukzession langfristig zu Gehölz bestandenen Biotopen entwickeln. Auch aus finanziellen Gründen ist Berlin also bestrebt, alternative Nutzungsformen für die Pflege der urbanen Offenlandschaften zu entwickeln. Mit Beweidung lässt sich einerseits Kosten sparen, andererseits aber auch soziale Ziele verfolgen. Das Bedürfnis nach Naturerleben der Berliner Stadtbevölkerung kann auf diese Weise mit dem Ziel der Förderung der biologischen Vielfalt verbunden werden. Beweidung kann für den Naturschutz sehr erfolgreich eingesetzt werden, da die Tiere auf den Flächen naturnahe Prozesse in Gang setzen. Schauen wir uns an, was die Tiere tun, wenn sie sich selbst überlassen sind: Mit ihrem vollständigen Verhaltensrepertoire aus Fressen, Ruhen, Lagern, Fellpflege und sozialen Verhaltensweisen schaffen sie ein überaus abwechslungsreiches Biotop. Weiden, Hochstaudenfluren, offenen Böden, Gebüsche und Wälder wechseln sich ab und werden so zu vielfältigen Lebensräumen für Flora und Fauna. Beweidung führt darüber hinaus zur Umlagerung von Nährstoffen auf der Weide. Einige Teilflächen werden dadurch ausgehagert, andere wiederum gedüngt. Die Nährstoffverteilung auf der Gesamtfläche wird heterogener. Es entstehen Standorte mit unterschiedlichem Nährstoffgehalt, die wiederum unterschiedlichen Pflanzenarten einen optimalen Standort bieten. So können sich homogene Grasflächen im Verlauf nur weniger Jahre zu heterogenen Lebensräumen entwickeln. Auf den intensiv befressenen oder stark durch Vertritt geschädigten Flächen finden einjährige oder kleinwüchsige, lichtliebende Arten einen optimalen Lebensraum. Auf weniger von den Weidetieren genutzten Flächen können sich störungsempfindliche Arten besser entwickeln. Insektenkundler verweisen auf die besondere Artenvielfalt von seit vielen Jahren extensiv genutzten Weideflächen, die auf Wiesenflächen kaum erreicht werden können. Durch Tritt und Suhlen von Weidetieren entstehen kleine Schlammpfützen . Bei Regen sammelt sich hier das Wasser und schon können andere Nutzer, wie etwa Vögel, diese als Tränke, für ein Bad oder sogar für den Nestbau nutzen. In trockenen Bereichen entstehen hingegen Sandkuhlen mit kleinen Abbruchkanten: Hier fühlen sich wärmeliebende Insekten wohl. Einige Bienenarten nutzen diese Standorte zur Eiablage. Besonders blütenreiche Standorte können sich in den Bereichen, die die Tiere zum Absetzen des Kots nutzen, entwickeln, da diese Stellen von den Weidetieren beim Fressen gemieden werden. So wird ein kontinuierliches Nahrungsangebot für Blütenbesucher und Samenfresser geschaffen. Aber auch Wirbellose finden hier ein Zuhause. Bis zu 1.000 Insekten können sich darüber hinaus allein in nur einem Rinderfladen entwickeln. Letztlich ist es der Dung, der Weidetiere, der eine ganze Palette von Arten, die auf tierisches Eiweiß angewiesenen sind, ernährt – darunter Vögel, Säugetiere, Amphibien und Reptilien. Beweidung kann auch einen Einfluss auf die Gehölze auf den Beweidungsflächen haben. Die Tiere nutzen ihren Schatten zum Lagern, Pflegen daran ihr Fell oder verbeißen Zweige und Rinde. Beweidete Gebüsche bleiben so oft über Jahre bis hin zu Jahrzehnten kleinwüchsig und dicht wie eine Hecke. Dies bietet Vögeln optimale Nistmöglichkeiten. Im Wundholz geschälter Bäume können sich Hohlräume für Höhlenbrüter und Eiablageplätze für seltene Schmetterlinge entwickeln. Auch die Artenzusammensetzung der Gehölze verändert sich unter dem Einfluss der Beweidung zugunsten der faunistischen Artenvielfalt. Kurzfristig werden dornige, verbisstolerante und Licht liebende Gehölze wie Wildrosen, Schlehen oder Weißdorn gefördert. Diese ziehen wiederum zahllose Blütenbesucher und pflanzenfressende Insekten an. Die Früchte werden in den Herbst- und Wintermonaten für Vögel attraktiv. Auch im Bereich der Röhrichtbestände und feuchten Hochstaudensäume fördert die Beweidung die biologische Vielfalt. Bei einer Nutzung der Gewässer als Tränken kommt es zu Auflichtungen in den Beständen, was den lichtbedürftigen, kleinwüchsigen, einjährigen Pflanzenarten dieser Standorte Konkurrenzvorteile bringt. Die Tierhaltung führt zur Entwicklung eines Mosaiks aus verschiedensten Lebensräumen für Flora und Fauna. Durch ein gezieltes Weidemanagement können kurz- bis mittelfristig artenreiche Weiden entwickelt werden. Die Tierhaltung führt zur Entwicklung eines Mosaiks aus verschiedensten Lebensräumen für Flora und Fauna. Durch ein gezieltes Weidemanagement können kurz- bis mittelfristig artenreiche Weiden entwickelt werden. Viele Wildpflanzen und Wildtiere sind vom Aussterben bedroht. Ähnliches gilt leider auch für Kulturpflanzen und Nutztiere. Nach Aussage der Gesellschaft zur Erhaltung alter und gefährdeter Haustierrassen e.V. (GEH) stirbt auf der Erde pro Woche mindestens eine Nutztierrasse aus. Die GEH, eine private Vereinigung von Züchtern, Tierhaltern und interessierten Privatpersonen, arbeitet seit 1981 daran, dem kontinuierlichen Verlust der alten Nutztierrassen entgegen zu wirken. Sie pflegt eine Rote Liste mit in Deutschland bisher 130 vom Aussterben bedrohten Nutztierrassen. Grund für den stetigen Verlust ist die veränderte Nutztierhaltung seit Beginn der Industrialisierung und die Mechanisierung der Landwirtschaft. Früher wurden Rinder sowohl für die Milch- und Fleischproduktion, als auch für Zugarbeiten in der Landwirtschaft eingesetzt. Heute vertraut ein Großteil der Landwirte auf sogenannte Hochleistungs-Tierrassen, die beispielsweise ausschließlich der Fleischproduktion dienen. Mit jeder verlorenen Rasse geht genetisches Potenzial verloren, das über viele Generationen in jahrhundertelanger Züchtung entstanden ist. Der Verlust einer Rasse bedeutet damit gleichzeitig den Verlust eines wertvollen Kulturgutes. Alte Nutztierrassen haben folgende Eigenschaften: Sie haben eine gute Konstitution. Sie sind genügsam, insbesondere in Bezug auf das Futter. Sie sind langlebig. Sie haben eine hohe Fruchtbarkeit und gute Muttereigenschaften. Sie sind widerstandsfähiger gegenüber Krankheiten und Umwelteinflüssen. Daher sind alte Nutztierrassen in besonderem Maße für die extensive Pflege von Freiflächen geeignet. Auch Berlin strebt an, eine möglichst große Vielfalt an Nutztieren aktiv für die Pflege der Landschaft einzusetzen, um so den Erhalt von traditionellen Nutztierrassen zu sichern. Im Zuge der IGA Berlin 2017 wurde auf einer Fläche im Wuhletal (der sogenannten “Sandlinse”) sowie auf mehreren Flächen in den Gärten der Welt ein Beweidungsprojekt begonnen. Dies Beweidungsprojekt zählt zu den von der Gesellschaft zur Erhaltung alter und gefährdeter Haustierrassen e.V. (GEH) zertifizierten “Arche-Parks”. Die im Rahmen des Arche-Projektes durch die GEH ins Leben gerufenen “Arche-Parks” dienen der Öffentlichkeits- und Bildungsarbeit. Sie sollen eine möglichst breite Öffentlichkeit mit der Situation von alten, in ihrem Bestand bedrohten Nutztierrassen vertraut machen und deren Vielfalt demonstrieren. Im Rahmen des Arche-Projektes fanden die folgenden Tiere ein neues Zuhause: Orka, Bonita und Orlana – drei Rinder der Rasse Rotes Höhenvieh, Nell, Natascha und Missa – drei Pferde der Rasse Dülmener Wildpferde und insgesamt sechs Schafe, davon jeweils drei der Rassen Skudden und Coburger Füchse. Alle Rassen stehen auf der Roten Liste der Gesellschaft zur Erhaltung alter und gefährdeter Haustierrassen e.V. (GEH). Auch nach 2017 soll die Beweidung durch die Grün Berlin GmbH dauerhaft weiter geführt und auch auf andere Flächen im Wuhletal ausgedehnt werden. Geplant ist eine extensive Beweidung im System der Umtriebweiden. Die Tierhaltung führt auf den ausgewählten Freiflächen zur Entwicklung eines Mosaiks aus verschiedensten Lebensräumen für Flora und Fauna. Durch die Auswahl der Tiere wird neben dem Einsatz zur Pflege vor allem ein Beitrag zum Erhalt der genetischen Ressourcen der Nutztierrassen geleistet. Gesellschaft zur Erhaltung alter und gefährdeter Haustierrassen e.V.

Development of a modelling system for prediction and regulation of livestock waste pollution in the humid tropics

Introduction: In Malaysia, excessive nutrients from livestock waste management systems are currently released to the environment. Particularly, large amounts of manure from intensive pig production areas are being excreted daily and are not being fully utilised. Alternatively, the excess manure can be applied as an organic fertiliser source in neighbouring cropping systems on the small landholdings of the pig farms to improve soil fertility so that its nutrients will be available for crop uptake instead of being discharged into water streams. Thus, there is a need for better tools to analyse the present situation, to evaluate and monitor alternative livestock production systems and manure management scenarios, and to support farmers in the proper management of manure and fertiliser application. Such tools are essential to quantify, and assess nutrient fluxes, manure quality and content, manure storage and application rate to the land as well as its environmental effects. Several computer models of animal waste management systems to assist producers and authorities are now available. However, it is felt that more development is needed to adopt such models to the humid tropics and conditions of Malaysia and other developing countries in the region. Objectives: The aim is to develop a novel model to evaluate nutrient emission scenarios and the impact of livestock waste at the landscape or regional level in humid tropics. The study will link and improve existing models to evaluate emission of N to the atmosphere, and leaching of nutrients to groundwater and surface water. The simulation outputs of the models will be integrated with a GIS spatial analysis to model the distribution of nutrient emission, leaching and appropriate manure application on neighbouring crop lands and as an information and decision support tool for the relevant users.

Hypothermie als Anpassung zur Energieeinsparung in Zeiten der Unterernährung

In marinen Ökosystemen kann der Klimawandel zu einem geringeren Nahrungsangebot und einer Zunahme von Extremwettern führen. Tiere, die unter diesen Bedingungen leben, müssen die physiologischen Prozesse anpassen, die für das Wachstum, das Überleben und die Fortpflanzungsfähigkeit entscheidend sind. Ein grundlegender Prozess in der ökologischen Energetik ist die Thermoregulation, und Sturmvögel reagieren mit Hypothermie auf Mangelernährung. Ziel der geplanten Studie ist es, Anpassung von Seevögeln an vorhersehbare und unvorhersehbare Schwankungen in der Versorgung besser zu verstehen. Dafür werden wir Thermoregulationsmuster untersuchen, einerseits von brütenden (fastenden) Altvögeln in Reaktion auf die vorhersehbare Abnahme der Körperreserven und andererseits von Nestlingen, die von der elterlichen Versorgung abhängig sind, und damit unvorhersehbare Schwankungen in der Versorgung erfahren. Wir werden die thermoregulatorischen Anpassungen identifizieren, die Nestlingen helfen, eine positive Energiebilanz zu erreichen, wenn sie unregelmäßigen Fütterungen erfahren. Bei Altvögeln untersuchen wir Schlüsselereignisse im Jahreszyklus, nämlich das Fasten während der Brutzeit und die Schlupfzeit der Küken. Mithilfe von RFID-Temperaturaufzeichnungen und CaloBox-Stoffwechselmessungen werden wir ermitteln, wie viel Energie durch eine Absenkung der Körpertemperatur eingespart werden kann. Wir werden auch feststellen, welche Folgen dies für die Entwicklung des Nestlings hat. Als Modellart für die Untersuchung von Hypothermie werden wir Dünnschnabel-Walvögel untersuchen, eine kleine Seevogelart, die in kalten Wetterbedingungen brütet und in der subantarktischen Meeresumwelt einem schwankenden Nahrungsangebot ausgesetzt ist.

Entwicklung und Validierung von in vitro Assays zur Untersuchung von Chemikalien auf die Schilddrüsenhormon-Homöostase, Assay Validierung

Bevölkerungswachstum und Umweltnutzung. Eine ökonomische Perspektive

In der vorliegenden Habilitationsschrift wird der Zusammengang von Bevölkerungswachstum und Umweltproblemen untersucht. Diese Thematik wird bislang in der umweltökonomischen Literatur kaum behandelt. Eine Ursache hierfür ist die Komplexität der Beziehungen zwischen Bevölkerungsentwicklung und Umweltproblemen. Anhand historischer und aktueller empirisch-deskriptiver Analysen wird zu klären versucht, inwieweit Bevölkerungswachstum durch die wirtschaftliche Entwicklung beeinflusst wird, und wie diese beiden Veränderungen die Inanspruchnahme der Umwelt als Schadstoffaufnahmemedium bestimmen. Eine Analyse der Theoriegeschichte zum Verhältnis von Natur und Bevölkerung und die Diskussion positiver und normativer ökonomischer Theorien der Fertilität zeigen die Möglichkeiten und Grenzen ökonomischer Modelle zur Erklärung und Beurteilung der Bevölkerungsentwicklung und der dadurch möglicherweise hervorgerufenen Umweltprobleme.

Fruchtfolge auf extrem leichten Boeden

Leistungsvergleich verschiedener Fruchtfolgen mit zunehmendem Getreideanteil (50-75 v.H.) auf extrem leichten Boeden. Untersuchungen zum Fruchtbarkeitszustand unter der Einwirkung von Blattfruechten - einschliesslich Kleegras.

Tierzuchtfonds

Tierzuchtfonds als gemeinsame Initiative von vier Partnern aus Tierschutz und Landwirtschaft bündelt die Förderung von Spendern, um sinnvolle und effektive Projekte für eine artgemäße Tierzucht zu unterstützen. Die Projektauswahl erfolgt anhand klarer Förderkriterien in einem transparenten Verfahren. Ein Vergabekreis aus Vertretern aller Partnerorganisationen des Tierzuchtfonds entscheidet unter Beteiligung fachlicher und wissenschaftlicher Gutachter über die Unterstützung von Projekten. Projekte: Lebendige Geschwisterküken: 50 Millionen männliche Küken jährlich werden sofort nach der Geburt getötet. Ihre Mast lohnt sich nicht. Ökologische Geflügelhalter entwickeln Alternativen - mit Unterstützung des Tierzuchtfonds. Je länger, je lieber - Rinderzucht auf Lebensleistung: Statt kurzfristiger Höchstleistung verbessern vorausschauende Milchviehhalter die langjährige Gesundheit und Fruchtbarkeit ihrer Kühe. Die Arbeitsgemeinschaft für Rinderzucht auf Lebensleistung bündelt das Wissen und die praktische Erfahrung. Stiere zurück auf die Bauernhöfe: Öko-Bauern und Berater helfen der Zuchtstierhaltung auf die Sprünge, damit zukunftsfähige Rinderzucht wieder auf den Höfen stattfindet. Eine Chance für das Alte Schwarzbunte Rind: Das bestandsgefährdete robuste Schwarzbunte Niederungsrind wird auf seine Eignung für die ökologische Haltung überprüft, und praxistaugliche Zuchtstrategien werden ausgearbeitet. Typisch Kuh?: Schweizer Wissenschaftlerinnen beobachten das arttypische Verhalten der Milchkuh. Sie forschen nach Zuchtkriterien für eine gesunde Gesamtkonstitution.

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