Aus bisher unerklärlichen Gründen sterben immer mehr Amphibienarten aus. Die Universität Osnabrück ist jetzt Teil eines Projekts, welches das Risiko von Pestiziden und Krankheitserregern für Amphibien untersucht.
Allein in Deutschland steht mehr als die Hälfte der Frösche, Kröten und Molche auf der Roten Liste der gefährdeten Tierarten. Selbst ehemals weit verbreitete Arten wie der Laubfrosch oder der Kammmolch gelten seit 2020 als gefährdet. Unter Leitung des Umweltsystemwissenschaftlers Prof. Dr. Andreas Focks werden jetzt, basierend auf Labor- und Feldversuchen, Modelle erstellt, die Risiken von Krankheitserregern und Pestiziden auf das Aussterben von Amphibien beurteilen können. Über eine Laufzeit von dreieinhalb Jahren wird das „Development of biologically-based models in environmental risk assessment to assess the impact of chemicals and pathogenic fungi on amphibian and reptile populations (AMPHIDEB)“-Projekt mit insgesamt 750.000 Euro von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) gefördert. Der Osnabrücker Beitrag erhält knapp 300.000 Euro.
Computersimulation hilft bei Berücksichtigung der Umweltfaktoren
„Wir erleben weltweit einen vernichtenden Niedergang von Amphibien, mit einem Verlust von Hunderten von Arten und Populationen in den letzten Jahrzehnten. Und wir kennen zum jetzigen Zeitpunkt nicht die letztlichen Ursachen dafür“, so Prof. Dr. Focks. Der globale Charakter und die radikale Abnahme von Amphibienarten deuten Focks zufolge auf eine Kombination aus verschiedenen Ursachen hin. Um die Kombination von Ursachen besser analysieren zu können, setzt das AMPHIDEB-Projekt ausgehend von Labor- und Feldversuchen neue computerbasierte Modelle ein. „Mit unseren Modellen können einzelne Einflussfaktoren in verschiedenen Szenarien isoliert und so ihre Wirkung auf das Artensterben besser erkannt werden“, erklärt Prof. Dr. Focks.
Die in Osnabrück erstellten sogenannten DEB-TKTD Modelle basieren auf der dynamic energy budget Theorie (dynamischer Energiehaushalt) und beschreiben, wie Organismen Energie durch Nahrung aufnehmen und diese dann in verschiedene Prozesse wie Wachstum, Reproduktion oder Bewegung investieren. „Äußere Faktoren wie Pestizide und Krankheitserreger können den Energieumsatz der Tiere negativ beeinflussen und so überlebenswichtigen Funktionen von Amphibien schaden“, sagt Dr. Simon Hansul, der als Postdoktorand das AMPHIDEB-Projekt unterstützt. Was dabei welchen Effekt auf die Tiere hat, sollen die Modelle zeigen.
Lücke im Naturschutz
Studienleiter Prof. Dr. Focks erläutert, wieso das Team dabei auf Modelle am Computer zurückgreift: „In Labor- und Feldversuchen könnten wir diese Beeinträchtigung durch Pestizide oder Krankheitserreger nur an einigen wenigen Lebewesen untersuchen. Um das Umweltrisiko beispielsweise von flächendeckend eingesetzten Chemikalien zu bewerten, müssten wir jedoch eine Vielzahl von Szenarien analysieren – das ist in der Praxis meist unmöglich. Deswegen nutzt unser Projekt computerbasierte Simulationsmodelle, die es uns erlauben, vielfältige Faktoren zu berücksichtigen.“
Im AMPHIDEB-Projekt entwickeln die Osnabrücker Umweltsystemwissenschaften damit eine neue wissenschaftliche Methodik, um Ursachen für Artenrückgänge und Artensterben besser zu verstehen. Der Fokus auf Reptilien schließe Focks zufolge sei eine wichtige Lücke im Naturschutz, denn momentan würden Amphibien und Reptilien noch nicht routinemäßig in der Umweltrisikobewertung von Pestiziden berücksichtigt werden.
Das internationale AMPHIDEB-Projekt wird von der Universität Kastilien (Spanien) koordiniert und hat weitere Partner in Belgien und Italien. Über die Modellentwicklung hinaus führen Forscherteams eine Feldüberwachung an zwei europäischen Biodiversitäts-Hotspots von Amphibien- und Reptilienbeständen in Italien und Spanien durch. Die Ergebnisse werden mit den Vorhersagen der Computermodelle abgeglichen und tragen so zu deren Verbesserung bei.
