Funktionsmorphologische Untersuchungen der Nahrungsaufnahme von Heosemys grandis, Gray 1860 (Chelonia, Geoemydidae) mit Berücksichtigung der Ontogenie

Die Fressmechanismen von Vertebraten sind abhängig vom Medium in welchem sie leben. Aufgrund der geringen Dichte und Viskosität der Luft ist das Einsaugen der Nahrung – die eigentlich am weitesten verbreitete Strategie für das Fressen unter Wasser (Lauder, 1985) – an Land energetisch nicht rentabel. Rezente Schildkröten besiedeln rein aquatische bis rein terrestrische Habitate, sowie alle Zwischenstufen. Im Laufe ihrer Phylogenie hat sich das Fressen an Land innerhalb der Überfamilie der Testudinoidae (Geoemydidae, Emydidae, Testudinidae) sekundär entwickelt. Diese Änderung der Nahrungsaufnahme von aquatisch zu terrestrisch setzt grundlegende Veränderungen in der Anatomie des Nahrungsaufnahmeapparates voraus. Die Nahrungsaufnahme in beiden Medien wurde innerhalb der Chelonia bislang nur bei dem Emydid Terrapene carollina (Summers et al., 1998) und drei Vertretern der Gattung Cuora (Geoemydidae) explizit untersucht. Als Vertreter der Geoemydidae ist auch Heosemys grandis in der Lage ihren Nahrungsaufnahmemechanismus dem jeweiligen Medium anzupassen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Nahrungsaufnahme von H. grandis mit histologischen (LM), rasterelektronenmikroskopischen (REM) und kinematischen Methoden funktionsmorphologisch untersucht. Alle untersuchten Altersstufen (juvenil, subadult, adult) von H. grandis sind in der Lage sowohl im Wasser als auch an Land zu fressen. Die geringen Unterschiede in der Morphologie des Nahrungsaufnahmeapparates scheinen keinerlei Auswirkung auf den Ablauf der Fressmechanismen haben. Den Tieren ist es möglich aktiv in den Fressprozess einzugreifen, und den Ablauf der kinematischen Bewegungsmuster an das jeweilige Medium anzupassen. Eine relativ große, gut strukturierte Zunge, gut ausgebildete Drüsen in der oralen Mucosa und das nur schwach verknöcherte Hyoid von H. grandis sind charakteristische Merkmale für das Fressen an Land, die die Nahrungsaufnahme im Wasser zwar beeinträchtigen aber nicht unmöglich machen. Der direkte Vorfahre aller rezenten Schildkröten war rein aquatisch. Fressen an Land hat sich nur innerhalb der Familie der Testudinoidea (Emydidae, Geoemydidae, Testudinidae) sekundär entwickelt. Während die Emydidae und die Geoemydidae aquatische bis semiaquatische Arten enthalten, umfasst die Familie der Testudinidae nur rein terrestrische Formen. Die Testudiniden haben im Zuge ihrer Entwicklung die Fähigkeit verloren im Wasser zu fressen. Bei der Art H. grandis (Geoemydidae) scheint dieser „Point of no return“ noch nicht überschritten zu sein. In einem theoretischen Modell zur Evolution der Nahrungsaufnahme bei Schildkröten nimmt H. grandis morphologisch und funktionell gesehen eine Zwischenstellung zwischen semiaquatischen und terrestrischen Schildkröten ein und ist somit zur Nahrungsaufnahme in beiden Medien fähig.The feeding mechanisms of vertebrates depend on the physical constraints of the surrounding medium: water or air. The low density and viscosity of air precludes water-based feeding mechanics (suction feeding). Turtles inhabit terrestrial habitats as well as aquatic ones and all levels in between. The primitive mode of prey capture in “modern turtles” is considered to be aquatic, while terrestrial feeding has developed secondary over the course of evolution. The change from aquatic to terrestrial feeding implicates numerous changes in the feeding apparatus. Only a small number of vertebrates is able to feed underwater as well as on land. Within chelonians, this ability has been investigated only in few cases: the species Terrapene carolina and three members of the genus Cuora. Also Heosemys grandis (Geoemydidae) is able to feed on land as well as underwater. The aim of this study is to investigate the feeding biology of H. grandis by using (micro-) anatomical as well as morphofuncronal methods: Light Microscopy, scanning electron microscopy (SEM), MicroCT and high-speed video analysis. All investigated ontogenetic stages were able to feed underwater as well as on land. The small differences in the morphology of the oral cavity did not influence the sequences of feeding mechanisms. The animals are capable of adapting their feeding movements to the respective medium. Even if many of the established features in the oral cavity are characteristic for terrestrial turtles (large, muscular tongue with tall papillae, well developed oropharyngeal glands, low-ossified hyoid skeleton) some are so for aquatic ones (flat palate). This enables H. grandis to feed in both media. The ancestor of all living turtles was an aquatic form. Terrestrial feeding developed secondary in only one superfamily: the Testudoidea whitch comprises the families Emydidae, Geoemydidae and Testudinidae. While Emydidae and Geoemydidae are aquatic to semiaquatic, the Testudinids are purely terrestrial forms. During long-time evolution, the testudinids lost the ability to feed under water. By contrast H. grandis has not reached such a “point of no return” and is still able to feed in both media

Energiespeicher und alternative Energieausgleichsoptionen aus diversen systemischen Perspektiven

Die Herausforderungen sind groß: Bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien müssen zunehmend Differenzen zwischen Angebot und Nachfrage im elektrischen Netz ausgeglichen und kritische räumliche Distanzen überwunden werden, um eine sichere Elektrizitätsversorgung in Deutschland und Europa zu gewährleisten. Neben Energiespeichern können auch diverse andere Optionen eingesetzt werden, um Angebot und Nachfrage im Stromsektor auszugleichen. Ausgehend von den erwartbaren Herausforderungen und Anwendungsbereichen werden in diesem Beitrag die bereits heute absehbaren möglichen und teilweise konkurrierenden Optionen aus verschiedenen systemischen Perspektiven diskutiert. Dazu werden zunächst vorliegende technisch-ökonomische Szenarioanalysen untersucht und ihre Grenzen diskutiert. Danach wird eine erweiterte Bewertung der Zukunftsfähigkeit einiger relevanter Ausgleichsoptionen unter Umwelt-, Ressourcen- und gesellschaftlichen Aspekten vorgenommen.The challenges are big: In order to enable a safe and reliable energy supply in Germany and Europe with large shares of renewable energy, differences between supply and demand in the electrical grid have to be balanced as well as critical spatial distances need to be overcome. Beside storages, other diverse options can be used to stabilize supply and demand in the electricity sector. Based on expected challenges and areas of application this contribution discusses the already existing and partly competing options from different systemic perspectives. For this, assessments from technical-economic scenario-analyses are examined. Then, with the help of a framework of the assessment regarding future viability, several options and combinations with production facilities environmental aspects, resource use and societal aspects are analysed

Funktionell-morphologische Untersuchungen der Fressmechanismen der Schildkröten Sternotherus odoratus (Latreille, 1802) und Emys orbicularis (Linnaeus, 1758)

Innerhalb dieser Arbeit wurden die Nahrungsaufnahmemechanismen zweier subadulter cryptodirer Schildkröten, einerseits die nordamerikanische Gewöhnliche Moschusschildkröte Sternotherus odoratus und andererseits die Europäische Sumpfschildkröte Emys orbicularis, untersucht. Für kinematische Untersuchungen und Bewegungsabläufe wurden Filme unter Laborbedingungen mittels einer High Speed Kamera vom Typus Photron Fastcam 1024 PCI gedreht und mit dem Bewegungsanalyseprogramms SIMI MatchiX ausgewertet. Zur Untersuchung der anatomischen Besonderheiten wurde pro Art je ein subadultes Tier seziert. Von S. odoratus wurden computertomographische Aufnahmen (CT) angefertigt, um den Grad der Ossifizierung der bei der Nahrungsaufnahme beteiligten Skelettelemente zu bestimmen. Bei den untersuchten Arten handelt es sich um rein aquatische Schildkröten, die als aktive Jäger ähnliche Ansprüche an Habitat und Ressourcen stellen. Trotz dieser Gemeinsamkeit konnten Unterschiede in der Anatomie und im Verhalten während der Nahrungsaufnahme festgestellt werden. Beide Arten besitzen die für aquatisch lebende Lebewesen typischen anatomischen Besonderheiten wie einen ausgeprägten stabilen Hyoidapparat, eine klein ausgebildete Zunge und einen dehnbaren Oropharyngealraum. S. odoratus besitzt im Gegensatz zu E. orbicularis eine hydrodynamischere Kopfform und größer ausgebildete Adduktormuskeln, die für eine deutlich höhere Beißkraft verantwortlich sind. Die kinematischen Untersuchungen zeigen die typischen, für aquatische Nahrungsaufnahme spezialisierten koordinierten Bewegungsabläufe, die sich jedoch in der Anzahl der Transporte und den Geschwindigkeiten der einzelnen Schädelelemente unterscheiden. Beide Arten können als Generalisten bezeichnet werden, wohingegen die aggressivere S. odoratus durch die gesteigerte Beißkraft noch opportunistischer lebt, da zusätzlich härtere Nahrung als potenzielle Beute angesehen werden kann. E. orbicularis hingegen zeigt sich der dargebotenen Nahrung gegenüber vorsichtig im Verhalten und benötigt zur Überprüfung der Nahrung auf Verwertbarkeit mehrere Transportzyklen.The feeding mechanism of two subadult cryptodiran turtles, the North American Common Musk Turtle Sternotherus odoratus and the European Pond Turtle Emys orbicularis, were studied. Under laboratory conditions the High speed camera Photron Fastcam 1024 PCI and the motion analysis program SIMI MatchiX was used for analysing kinematic variables and movements while feeding. The anatomy of all skeletal as well as muscular elements was investigated by dissection; photos of each dissection stage of one subadult individual per species were taken. Moreover we used computer tomography (CT) for S. odoratus to investigate the level of ossification of all skeletal parts of head and hyoid. Both investigated species are purely aquatic feeding turtles which demand the same habitat and resources. In purely aquatic feeders the hyoid apparatus is solid and large, whereas the tongue is small. The oropharyngeal cavity is very extendable to assimilate the water during ingestion. Despite of these similarities we found some distinctions in anatomy and behaviour. The design of the head of S. odoratus is more hydrodynamic and the adductor is stronger developed to increase the bite force. Kinematic researches showed coordinated movements of the skeletal elements which differ in number and velocity within the two species. Both species are generalists and active hunters but S. odoratus is more aggressive and opportunistic than E. orbicularis. The latter is more careful and needs more transport cycles to proof inherent nutrition

Nutzungsbedingte Landschaftsveränderungen in Yangjuangou (Provinz Shaanxi, VR China)

The study is focussing on mid- and late Holocene anthropogenic landscape changes in the Yangjuangou catchment. The study area is situated on the central Chinese Loess Plateau about 25 km north of Yanan City in Shaanxi Province. Based on detailed investigations of colluvia of an agricultural terrace and alluvial sediments in Yangjuangou, i.e. reservoir sediments of check-dams, the history of water erosion and changes of the geomorphology in Yangjuangou during the last 5000 years have been reconstructed. By using different methods as field work (profile analysis, DGPS measurements), absolute dating methods (14C, 137Cs and archaeological dating of pottery) and expert interviews, the historical water erosion in Yangjuangou was quantified on a catchment scale

Henchir Bourgou (Djerba, Tunesien): Stratigraphie und Fundvorlage einer Sondage im Zentrum der antiken Siedlung (8. Jh. v. Chr. – 2. Jh. n. Chr.)

Die antike Siedlung Henchir Bourgou auf Djerba (Tunesien) ist seit 2017 Gegenstand gemeinsamer Forschungen des tunesischen Institut National du Patrimoine (INP) und des Deutschen Archäologischen Instituts (DAI). Der vorliegende Beitrag ist die Publikation der Ergebnisse einer ersten Sondage im Zentrum des Siedlungsareals. Die Schichtenabfolge und die Baubefunde von den ersten Siedlungsphasen im 8. Jh. v. Chr. bis zu den letzten Spuren einer intensiven Besiedlung an der höchsten Stelle des Siedlungsareals in der letzten Hälfte des 2. Jhs. n. Chr., geben gemeinsam mit der vorgelegten Fundkeramik und begleitenden naturwissenschaftlichen Untersuchungen einen ersten Überblick über die Siedlungs- und Wirtschaftsgeschichte von Henchir Bourgou.The ancient settlement of Henchir Bourgou/Djerba (Tunisia) has been the focus of joint research by the Tunisian Institut National du Patrimoine (INP) and the German Archaeological Institute (DAI) since 2017. The article summarizes the results of a first sondage in the centre of the settlement area. The sequence of layers and the building features from the first settlement phases in the 8th century B.C. to the last traces of intensive occupation at the highest point of the settlement area in the last half of the 2nd century A.D., together with the find pottery and accompanying scientific investigations, provide a first overview of the settlement and economic history of Henchir Bourgou

Ökologisierte Landwirtschaft in Deutschland - 2050

Ziel der vorliegenden Studie ist es, eine Diskussionsgrundlage für die Entwicklung einer zukunftsfähigen und ökologisierten Landwirtschaft in Deutschland im Jahr 2050 zu erarbeiten. Diese ökologisierte konventionelle Landwirtschaft zeichnet sich aus durch eine weitgehend klimaschonende Bewirtschaftung, eine deutlichen Erhöhung der Biologischen Vielfalt in der Agrarlandschaft, signifikant verringerte Schadstoffeinträge, eine verbesserte Nutztierhaltung und eine gentechnikfreie und schadstofffreie Erzeugung von hochwertigen Lebensmitteln, Futtermitteln und – falls erforderlich und möglich - von Biomasse. Mit dem Ökolandbau liegt bereits eine gut geeignete Bewirtschaftungsform vor. Es erscheint aber unrealistisch, dass der zertifizierte Ökolandbau bis 2050 die konventionelle Landwirtschaft abgelöst hat. Daher liegt der Schwerpunkt dieser Studie auf der schrittweisen qualitativen Verbesserung der konventionellen Landwirtschaft in den kommenden 35 Jahren bis 2050

Die Auswirkungen des historischen Talsperrenbaus auf die Zuflußverhältnisse der Ostsee

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