Aktuelle Forschungsprojekte



RESTORESEAS – Unterwasserwälder aus Tieren, Pflanzen und Algen: Naturbasierte Instrumente zum Schutz und zur Wiederherstellung der Artenvielfalt

Ein Projekt des FWF unter der Leitung von Dr. Pedro R. Frade in Österreich (36 Monate), als Teil einer internationalen BioDivERsA-Kooperation mit 13 Partnern aus 11 Ländern.

Der Meeresboden ist reich an Leben. Ähnlich wie Bäume an Land, bilden Korallen, Seegräser und Algen die Grundlage für eine Vielzahl von Meeresökosystemen, die auch Unterwasserwälder genannt werden. Kelpwälder, Seegraswiesen oder Korallengärten sind Ökosysteme mit großer biologischer Vielfalt und Heimat spezifischer Fisch- und Wirbellosengemeinschaften, die letztlich auch eine Nahrungsquelle für den Menschen darstellen. Die Zerstörung dieser Unterwasserwälder ist ein katastrophales Ereignis, das zum Verlust von für die Menschheit unverzichtbaren Ökosystemleistungen führt, wie etwa 1) Kinderstuben und Nahrungsgründe vieler mariner Arten, 2) den Schutz vor Küstenerosion, und die 3) Bekämpfung des Klimawandels durch Kohlenstoffspeicherung.
 
Die Unterwasserwälder verschwinden in einem noch nie dagewesenen Ausmaß, und dennoch ist deren Restaurierung noch immer selten. Unser Konsortium besteht aus internationalen Teams mit einzigartigem Fachwissen und nachweislichen Erfolgen bei der Wiederherstellung von Seegräsern, Makroalgen und Tiefseekorallen in, gegen die offene See hin ungeschützen Küstenabschnitten, des Ost- und Westatlantiks, inklusive der Inselgebiete. Das Projekt wird maßgeblich, über den aktuellen Stand der Technik hinaus, zur Weiterentwicklung in den Bereichen der marinen Restaurierung beitragen, durch:

1) Bewertung der Eignung und des Bedarfs für die Erhaltung und Restaurierung von Unterwasserwäldern, einschließlich einer Prognosenerstellung für zukünftige Bedingungen, sowie die Testung verschiedener Größenordnungen und Bemühungen, um die Stabilität des Ökosystems nach einer Restaurierung wiederzuerlangen,
2) Prüfung der Rolle verschiedener Arten und ihrer Vielfalt bei der Aufrechterhaltung relevanter Ökosystemfunktionen, einschließlich der Rolle von Mikrobiomen und Krankheitserregern in Verbindung mit Korallen, Seegräsern und Makroalgen.
3) Quantifizierung der langfristigen Ergebnisse hinsichtich Erhalt und Restaurierung, wobei zu diesem Zweck effiziente Indikatoren für die Funktion des Ökosystems entwickelt werden, z. B. durch Verwendung von Umwelt-DNA, um die Gesamtbiodiversität in einem Gebiet einzuschätzen.
 
Das Naturhistorische Museum Wien (NHMW) und sein Team werden mehrere Aufgaben des Projekts mitbetreuen: die wissenschaftliche und öffentliche Kommunikation, Beteiligung und Öffentlichkeitsarbeit, die Erforschung der Rolle des Mikrobioms hinsichtlich der Effizienz der Restaurierung, sowie die Wiederherstellung des Lebensraums von Kaltwasserkorallen. Das NHMW wird sowohl an Laborexperimenten als auch an Aufklärungsaktivitäten für die breite Öffentlichkeit und bestimmte Interessengruppen teilnehmen. Die Wiederherstellung von Unterwasserwäldern und ihren Lebensräumen ist eine große Herausforderung, und dieses Pionierprojekt soll nicht nur ein Vorbild für die globale Meeresforschungsgemeinschaft werden, sondern auch den erzieherischen Wert ökosozialer Ansätze aufzeigen und deren Verbreitung fördern.


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Gebrochene Gorgonien (Weichkorallen) die als Fischerei-Beifang aufgesammelt wurden. Nach der Aufbereitung können sie nun unter Wasser wieder angepflanzt zu werden.

Credit: Márcio Coelho and CCMAR/UAlg
Bildnachweis: Márcio Coelho und CCMAR/UAlg


Wiederbelebung der Nalepa-Sammlung

Alfred Nalepa (19.12.1856 - 11.12.1929) ist ein österreichischer Acarologe, der zeitlebens mit Gallmilben arbeitete. Er begründete die Gallmilben-Forschung und beschrieb die meisten der europäischen Arten. Seine eindrucksvolle Sammlung mit über 1000 Röhrchen von Milben bzw. Pflanzenresten ist schon seit Jahrzehnten eingetrocknet und erst jetzt - begründet durch die gestiegene Nachfrage nach Typenmaterial dieser Gallmilben - wurde ein Projekt gestartet, um einerseits den Status der Sammlung zu erfassen (Was ist vorhanden?) und andererseits Möglichkeiten der Nutzung (Wie können aus dem eingetrockenten Substrat Milben gewonnen werden?) aufzuzeigen.
Finanziert wird das Projekt durch Pro Acarologia Basiliensis (PAB), koordiniert und durchgeführt von Philipp Chetverikov, Saint-Petersburg State University (Russia) in Kooperation mit dem Kurator Christoph Hörweg


 

Maulwurfskrebse

Schwerpunkt der Forschung an Maulwurfskrebsen ist derzeit die Bestimmung, Revision und Beschreibung neuer Arten anhand von Material aus eigenen Aufsammlungen aus dem Roten Meer (2000-2002, 2005), aus Aufsammlungen Arthur Ankers in Panama (2005-2008), von Expeditionen zu den Philippinen (PANGLAO 2004, 2005, AURORA 2007), Christmas und Cocos Inseln (2010, 2011), sowie des Comprehensive Marine Biodiversity Survey Singapurs (2013, 2014).
Gemeinsam mit Gary Poore (Museum Victoria, Melbourne), Darryl Felder (University of Louisiana at Lafayette), Rafael Robles und Fernando Mantelatto (Universidad de Sao Paulo) wird eine Phylogeny und Klassifikation der Callianassoidea erarbeitet.


 

Biodiversität und Epidemiologie von Saugwürmern in Wasserschnecken

Schnecken sind Zwischenwirte von Saugwürmern (Digenea), deren Endwirte Wirbeltiere sind. In einem mehrjährigen Forschungsprojekt des NHM werden Wasserschnecken und ihr Befall mit Saugwurmlarven in unterschiedlichen Lebensräumen in den Donau- und Leitha-Auen sowie im Leitha-Gebirge untersucht. Bisherige Schwerpunkte dieses Projektes sind: invasive Parasiten, Badedermatitis, Wildtierparasiten, Wirtsspezifität, Epidemiologie, Synökologie, und Biodiversität. Die Kenntnis des Artenspektrums der Wirte und der Parasiten ist für all diese Fragestellungen relevant. Das Projekt soll auch das Potential der Schnecken als Krankheitsüberträger erhellen. In Kooperation mit der Veterinärmedizinischen Universität, der medizinischen Universität Wien und österreichischen Jagdverbänden werden im Besonderen Pathogene des jagdbaren Wildes, der Nutztiere und des Menschen berücksichtigt und untersucht.
Das Projekt wird finanziert vom Niederösterreichischen Landesjagdverband und dem Verein Grünes Kreuz.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4003401/


 

Arbeitsgruppe Alpine Landsnails

Gemeinsam mit der Abteilung Zentrale Laboratorien wird seit 2007 an der Phylogenie und Phylogeografie alpiner Landschnecken geforscht. Im Rahmen eines FWF-Projektes wurden mehrere Diplomarbeiten und zwei Dissertationen über mehrere Schneckengattungen fertig gestellt. Eine Reihe von Publikationen, Vorträgen, Veranstaltungen und eine eigene Homepage  spiegeln die Aktivitäten der Arbeitsgruppe wieder (http://snails.nhm-wien.ac.at/).



Artbildung bei felsbewohnenden Landschnecken - speciation in rock-dwelling land snails

Unter dem Gattungsnamen Montenegrina sind zahlreiche Arten von Schließmundschnecken zusammengefasst, die ausschließlich in Südosteuropa vorkommen. Die Tiere sind an Kalkfelsen gebunden und die Verbreitungsgebiete der einzelnen Arten sind sehr begrenzt. Dieses von 2013 bis 2016 vom FWF (FWF P 26581-B25) geförderte Projekt geht der Frage der Artbildungsmechanismen bei diesen Endemiten nach. Um die Fragen zur Differenzierung von Montenegrina zu erörtern, wird mittels verschiedenster molekulargenetischer Marker und morphologischer Methoden die Stammesgeschichte der Gattung rekonstruiert. Auf der Grundlage dieses systematischen Gerüsts werden die biogeographische Geschichte der Gattung nachgezeichnet und die Beziehungen zwischen phylogenetischer, morphologischer und ökologischer Differenzierung untersucht. Vorrangige Ziele sind, die Rolle der Selektion sowie das Ausmaß nicht-allopatrischer Artbildungsmechanismen in der Radiation dieser auf Felshabitat spezialisierten Gruppe von Landschnecken zu ermessen. Das Projekt ist eine Kooperation der Abteilung Zentrale Laboratorien mit der 3. Zoologischen Abteilung. Aktuelle Daten zu diesem Projekt sind ebenfalls auf http://snails.nhm-wien.ac.at/ zu finden.


 

Kleine Heideschnecken – große Fragen: Erste Versuche zur Klärung der Situation von Helicopsis striata in Ostösterreich

In der älteren malakologischen Literatur wurden in Österreich drei Arten der Gattung Helicopsis unterschieden:
 
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die Gestreifte Heideschnecke
Helicopsis striata (O. F. Müller 1774),
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die „Ungarische“ Heideschnecke
Helicopsis hungarica (Soos & Wagner 1935)
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und die Österreichische Heideschnecke
Helicopsis austriaca Gittenberger 1969,
wobei die beiden letzteren in weiterer Folge zu Unterarten von Helicopsis striata herabgestuft wurden. Alle drei Formen sind charakteristische Bewohner von Reliktstandorten mit offener, lückiger Vegetation, einem in Österreich hochgradig gefährdeten Lebensraum. Da die Unterart austriaca im Anhang II der FFH – Richtlinie gelistet ist und einerseits die Validität der Unterart hungarica von manchen Autoren in Frage gestellt wird, andererseits nicht klar ist, ob die Populationen im Seewinkel zu dieser zu stellen sind oder eine eigenständige Sippe sind, wurde ein Projekt zur Nachkartierung und phylogenetischen Untersuchung der ostösterreichischen Populationen von Helicopsis striata gestartet.
Erste Ergebnisse einer molekularen Analyse (kurzer Abschnitt des mitochondriellen COI-Genes) zeigten, dass die drei Unterarten eindeutig unterschieden werden können. Im Zuge dieses Projektes konnten auch an als erloschen geglaubten Standorten alle drei Unterarten der Heideschnecken wieder lebendnachgewiesen werden, was u.a. auf vermehrtes Trockenrasen-Management in den letzten Jahren zurückzuführen sein könnte. In weiterer Folge sind umfangreiche genetische, schalen- und genitalmorphologische Untersuchungen sowie zusätzliche Aufsammlungen geplant. Insbesondere Die Verbreitung der in Niederösterreich endemischen Helicopsis striata austriaca und die Zugehörigkeit der Populationen im Seewinkel sollen vordringlich geklärt werden. Das Projekt wird finanziert durch die Landesregierungen NÖ und Burgenland. Weitere Infos auf http://snails.nhm-wien.ac.at/. [Fotos: A. Mrkvicka]



ABOL – Mollusken Österreichs

Die Initiative Austrian Barcode of Live http://www.abol.ac.at/ hat zum (langfristigen) Ziel alle Arten von Tiere, Pflanzen und Pilzen Österreichs mittels DNA Barcode zu charakterisieren und die Sequenzen gemeinsam mit Metadaten in einer Datenbank zu speichern und allgemein zugänglich zu machen. Diese Charakterisierung ermöglicht in vielen Fällen eine einfache, schnelle und kostengünstige Zuordnung von Arten – selbst anhand von Geweberesten oder Entwicklungsstadien (Eier, Larven). Bei Arten, deren genetische Struktur sehr strukturiert und variabel ist, führt die Erhebung zu interessanten Fragestellungen der Evolutionsgeschichte und Biologie, in manchen Fällen ist die Entdeckung neuer Arten zu erwarten. ABOL bietet ein wirksames Werkzeug für zahlreiche Anwendungen, von der Lebensmittelsicherheit bis zum Naturschutz. Initiiert durch das Naturhistorische Museum Wien, mit Hilfe zahlreicher Unterstützer quer durch die österreichische Bio-Forschungslandschaft, wurde ein Anstoßprojekt vom Wissenschaftsministerium genehmigt, das zwei hauptsächliche Ziele hat: die Erfassung bestehender Daten in einer Datenbank und das „Auf Schiene bringen“ des Hauptprojektes. Beauftragt wurde die Veterinärmedizinische Universität, die in enger Kooperation mit dem Naturhistorischen Museum das Projekt koordinieren wird. Vier Pilotprojekte werden in dieser Anstoßphase auch erste neue Daten generieren. Eines davon hat sich die Erfassung der Mollusken (Weichtiere) Österreichs zum Ziel gesetzt. Es wird im NHM koordiniert, ein zweites die parasitischen Würmer. Hier sind sowohl Mitarbeiter als auch die Sammlungen der 3. Zoologischen Abteilung eingebunden. Den Sammlungen wird in diesem Projekt besondere Bedeutung zukommen, da bestehende Sammlungsobjekte als Quelle für das Barcoden genutzt werden können. Andererseits verleihen neue Belegexemplare den Sammlungen eine neue Dimension.



Monitoringprojekt im Biosphärenpark Wienerwald (BPWW)

Die 3. Zoologie ist mit 2 Gruppen (Landschnecken und Pseudoskorpione) in einem großen Monitoringprojekt des Biosphärenparks Wienerwald vertreten. Die Aufnahmen im Freiland wurden in den Jahren 2012 und 2013 durchgeführt, die Auswertungen sind aber teilweise immer noch im Gange.
Nähere Informationen dazu in diesem Universum-Artikel bzw. auf der Homepage www.bpww.at.



Projekt „Gefährliche Fauna“

Das Projekt „Gefährliche Fauna – Pilotprojekt Libanon“ wurde 2012 vom Österreichischen Bundesheer in Auftrag gegeben und vom Bundesministerium für Landesverteidigung und Sport finanziert. Im Rahmen des Projektes sollten Tierarten angeführt werden, die für den Soldaten eine einsatzrelevante Gefährdung darstellen könnten, aufgrund von direkter mechanischer Wirkung (Biss, Stich, etc.), durch Giftwirkung oder wegen der Übertragung von Krankheiten. Als Beispielland wurde der Libanon ausgewählt. Im Rahmen der Datenerhebung wurden die entsprechend vorkommenden Tierarten angeführt und möglichst detailliert beschrieben (Morphologie, Habitat, Vorkommen, etc.). Zudem wurde die zu erwartende Gefahr erläutert und Maßnahmen zur Vermeidung der Risiken vorgeschlagen. Dazu wurde eine Datenbank mit insgesamt 163 Datensätzen erstellt. Die meisten Einträge betreffen parasitische Würmer, Insekten und Spinnentiere; aber auch Einzeller, Säuge-, Kriech- und Weichtiere sowie Fische wurden berücksichtigt. Daher wurde die Studie in Kooperation mit anderen zoologischen Abteilungen des NHM durchgeführt.


 

Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung in wissenschaftlichen Sammlungen

Die Objekte in wissenschaftlichen biologischen Sammlungen beherbergen eine Unzahl an Informationen. Inwieweit diese Informationen abgerufen werden können, hängt einerseits von der Qualität der Metadaten, andererseits von den verwendeten Untersuchungsmethoden ab. Eine große Rolle spielen dabei die Konservierungsbedingungen und die Geschichte der Aufbewahrung. Aus diesen Gründen führen wir sammlungs- und wissenschaftshistorische Recherchen und konservierungsrelevante Qualitätskontrollen durch. So wurden kürzlich in den Nasssammlungen Stichproben bezüglich der Alkoholkonzentration und des Formolgehalts analysiert (Schiller et al. 2014) und die Qualität der DNA in den Proben erhoben. In einer anschließenden SYNTHESYS-Studie wurden in Ethanol konservierte Mollusken aus verschiedenen systematischen Gruppen untersucht. Besonders der Einfluss unterschiedlich langer Konservierungsdauer (wenige Monate bis über 100 Jahre) auf die Brauchbarkeit der Proben für DNA-Untersuchungen wurde genauer analysiert. Die Ergebnisse sind teilweise auch bei sehr alten Proben sehr ermutigend (Jaksch et al. 2014). Derzeit arbeiten wir an vielversprechenden Tests mit getrockneten Geweberesten. Um die Sammlungen als unerschöpfliche Quelle von Daten optimal nutzen zu können, ist Qualitätskontrolle und Sicherung von großer Bedeutung (Sattmann et al. 2013).


 

Blinde Fische

Eine Kooperation der Abteilung Zentrale Laboratorien mit der 3. Zoologischen Abteilung befasst sich mit der Fischart Garra barreimiae aus dem Südosten der Arabischen Halbinsel. Diese Fische leben hauptsächlich in Oberflächengewässern des Al Hajargebirge im Oman und den Vereinten Arabischen Emiraten (UAE). Vom Al Hoota Höhlensystem im Norden des Oman kennt man Fische derselben Art, allerdings sind diese blind und unpigmentiert. Evolutionsbiologisch stellen sich hier interessante Fragen: welche Mechanismen führen zur Rückbildung der Augen, welche Gene sind daran beteiligt? Sind die blinden Fische lange Zeit von denen der Oberfläche getrennt? Gibt es genetischen Austausch zwischen den Höhlen- und Oberflächenbewohnern? Gibt es andere Populationen mit blinden Fischen? Wie ist die genetische und geografische Strukturierung der Populationen im Verbreitungsgebiet?
 

 

  
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