The dark side of light: Light pollution and early maternal investment

Licht ist ein wichtiger Zeitgeber, der den Lebensrhythmus vieler Organismen bestimmt. Da fast alle Lebewesen sensibel auf veränderte Lichtbedingungen reagieren, kann Lichtverschmutzung dramatische Folgen haben. Zu diesen gehören erhöhter (physiologischer) Stress, die Verschiebung der Fortpflanzungszyklen, Auswirkungen auf die Gesundheit und letztlich mögliche Effekte auf die Lebenserwartung. Besonders während früher Entwicklungsstadien, wie zum Beispiel während der Embryonalentwicklung oder unmittelbar nach der Geburt, sind viele Lebewesen besonders sensibel gegenüber den Einflüssen aus ihrer Umwelt. Dabei ist ein physiologischer Vorgang besonders interessant: die "frühe mütterliche Investition" („Early Maternal Investment“, EMI). Mütter regulieren die Weitergabe bestimmter Ressourcen (z.B. Vitamine, Hormone) an den Embryo. Dies geschieht oftmals in Abhängigkeit von der körperlichen Verfassung der Mutter oder bestimmter Umweltbedingungen. EMI beeinflusst den Phänotyp des Nachwuchses nachhaltig und spielt somit eine wichtige Rolle um diesen an bestimmte Umweltbedingungen anzupassen. Welche Auswirkungen Lichtverschmutzung auf EMI hat ist bisher jedoch kaum erforscht. Das Ziel unserer Studie ist daher die Konsequenzen von Lichtverschmutzung auf EMI und später auf die Entwicklung der Nachkommen zu erforschen. Bei Vögeln ist im Gegensatz zu Säugern EMI mit der Eiablage abgeschlossen und es besteht kein Austausch zwischen Embryo/Fötus und Mutter. Für unsere Studie haben wir daher eine Singvogelart gewählt die außerdem in städtischen Gebieten mit hoher Lichtverschmutzung brütet - den Haussperling (Passer domesticus). Unter standardisierten Bedingungen werden wir drei Fragen nachgehen: Beeinflusst Lichtverschmutzung die mütterliche Fortpflanzungsphysiologie und EMI? Was sind die Konsequenzen der lichtinduzierten Veränderungen von EMI auf die Entwicklung der Nachkommen? Wann sind die Nachkommen besonders empfindlich gegenüber den Einflüssen von Lichtverschmutzung? Wir kombinieren dabei Methoden aus der Verhaltensforschung mit physiologischen Fragestellungen und Techniken. Zunächst werden wir untersuchen wie Lichtverschmutzung die endokrinen Mechanismen beeinträchtigt, da diese die EMI und folglich die hormonellen Komponenten in Eidotter und Eiweiß beeinflussen. Der Fokus liegt dabei auf drei Hormonen, die häufig im Ei nachgewiesen wurden: das Stresshormon Corticosteron, das wachstumsfördernde Sexualsteroid Testosteron und der phylogenetisch ursprünglichen Insulin-ähnliche Wachstumsfaktor-1. Wir werden auch das Verhalten, die Physiologie und Fortpflanzungserfolg von Jungtieren aus unterschiedlichen experimentellen Gruppen untersuchen um die Langzeit Folgen von Lichtverschmutzung zu erforschen.

FWF Einzelprojekte

Konrad-Lorenz-Institut für Vergleichende Verhaltensforschung

University of Debrecen
Funktion: Partner
Abteilung: Department of Evolutionary Zoology and Human Biology