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In allen Lebewesen tickt die innere Uhr
Biologie Großangelegtes Forschungsprojekt beschäftigt sich mit dem „Timing im Tierreich“ – Zum
Weltzugvogeltag spricht Biologin über weitere Tierarten, die zur rechten Zeit am rechten Ort sind

 

Von Michaela Schneider

Würzburg Es ist ein Phänomen, das weltweit fasziniert: Riesige Vogelschwärme sammeln sich in den Winterquartieren, um gemeinsam in die Brutgebiete zu fliegen. Im Herbst dann das gleiche Spiel in umgekehrte Richtung. Es ist, als hätten die Tiere einen Wecker gestellt, um auf die lange Reise zu starten.  Die Vereinten Nationen rufen am heutigen Samstag den Weltzugvogeltag aus, um den Schutz wandernder Vögel ins Weltbewusstsein zu rücken. Was aber eigentlich lässt Vögel wie auch andere Tierarten zur richtigen Zeit am richtigen Ort das Richtige tun? Biologen sprechen unter anderem von einer schon früh in der Evolution entwickelten „inneren Uhr“, die - unabhängig vom Wechsel zwischen Licht und Dunkelheit - funktioniert.  

 

Expertin auf diesem Gebiet: Charlotte Förster, Inhaberin des Lehrstuhl für Neurobiologie und Genetik im Biozentrum der Würzburger Universität. Sie leitet das groß angelegte Projekt „Timing im Tierreich“. Der Grundgedanke der Chronobiologie: Alle Organismen folgen speziellen Zeitplänen – tagtäglich, orientiert an Gezeiten oder Mond sowie im Jahresrhythmus. Im Projektfokus haben die Wissenschaftler dabei zwar primär Gliederfüßler. Doch ob nun Insekt, Vogel oder Mensch: Die uralte, innere Uhr tickt in allen Organismen. Gefördert wird der Würzburger Sonderforschungsbereich „Timing im Tierreich“ zunächst einmal über vier Jahre von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit sieben Millionen Euro, lehrstuhlübergreifend verteilt auf insgesamt 18 Einzelprojekte. Der Startschuss ist im Dezember 2012 gefallen. Neurobiologen, Neuroethnologen, Botaniker und Ökologen, aber auch Biomediziner und medizinische Physiologen sind beteiligt.  Dabei ist das Projekt unter dem übergreifenden Ansatz weltweit einzigartig.

 

Es geht um Honigbienen, die die erste Hälfte ihres Lebens als Ammenbienen in völliger Dunkelheit verbringen und sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in Sammlerbienen verwandeln. Es geht um Wüstenameisen, die sich an Sonnenstand, Weglänge und Wegdauer orientieren, um nach der Nahrungssuche unter extremen Bedingungen so schnell wie möglich in den Bau zurückzukehren. Es geht zum Beispiel um die Interaktionen zwischen Tierarten, sowie zwischen Tier und Pflanze: Warum wachsen der Blattlaus genau zur richtigen Zeit Flügel, um vom Marienkäfer bedroht die nächste Pflanze zu suchen?  Und Mediziner wollen detaillierter herausfinden, wie die Übertragung von Synapse zu Synapse bei Taufliegen funktioniert, sprich Signale von Zelle zu Zelle weitergegeben werden – Grundlagenforschung, um zudem das menschliche Gehirn besser zu verstehen.

 

Auch Charlotte Förster beschäftigt sich übrigens mit den kleinen Taufliegen. Für Forschungszwecke herhalten müssen diese häufig, denn zum einen sind die Tierchen gut erforscht und genetisch manipulierbar, zum anderen ist ihr Nervensystem nicht zu komplex.  Mittels Infrarotstrahl registriert die Professorin die Bewegung der Tiere, um festzuhalten, wann diese aktiv sind. Mit ihrem Team will sie nun über Genmanipulationen herausfinden, wie die innere Uhr der Taufliegen funktioniert; und wie sowie welche Signale dazu an die Nervenzellen übermittelt werden.

 

Wie überlebenswichtig das zeitliche Zusammenspiel für Tierarten ist, veranschaulicht Professor Förster auch am Beispiel der kleinen Einstundenmücke Clunio Marinus: Deren Larven leben im Algenrasen der Meere, Männchen können nur bei Ebbe schlüpfen. Dann fliegen sie los auf die Suche nach einem Weibchen. Dieses kann nur mit Hilfe des Männchens aus der Puppenhülle schlüpfen. Das Männchen befruchtet das flügellose Weibchen.  Anschließend transportiert es die Partnerin an eine geeignete Stelle, an der sie ihre Eier ablegen kann. Dann sterben die Tiere und werden von der Flut weggespült. Eine Lebensaufgabe also, die ohne das perfekte Timing nicht möglich wäre.

 

Abschließend noch einmal zurück zu den Zugvögeln. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass sich die Tiere nicht an der Temperatur orientieren, um den richtigen Zeitpunkt für ihre Reise abzupassen. Stattdessen richten sie sich nach der Tageslänge, denn im Herbst werden die Tage Jahr für Jahr zum gleichen Zeitpunkt kürzer. Heißt das also, dass hier keine innere Uhr tickt? Professor Förster verneint. Denn auch Laborvögel, die das Jahr über exakt zwölf Stunden im Dunkeln und im Hellen verbringen, packt jedes Jahr aufs Neue eine Zugunruhe.

Der Artikel  ist unter anderem im Main-Echo erschienen.

Professor Charlotte Förster zeigt ihr Forschungsobjekt: Drosophilae, zu Deutsch: Taufliegen.

Foto: Michaela Schneider

Infokasten: Große Vogelzählaktion

 

Wie Bayerns Vögel den späten Winter überstanden haben, will der Landesbund für Vogelschutz (LBV) mittels einer großen Vogelzählung herausfinden. Dazu hat er die Mitmachaktion „Stunde der Gartenvögel“ ins Leben gerufen. Die Bevölkerung ist aufgerufen, zwischen dem 9. und 12. Mai aufzulisten, welche Vögel im eigenen Garten oder auf dem Balkon gesichtet werden. Entscheidend: Immer nur die höchste Anzahl an Vögeln pro Art notieren, die man zeitgleich beobachtet. Die Zahlen können die Teilnehmer dann bis 21. Mai 2013 übers Internet, per Post oder Fax beim BLV melden. Details: www.stunde-der-gartenvoegel.lbv.de