Development of the breeding bird community of a silvoarable agroforestry system with short rotation coppice strips over a 16-year period

Modern silvoarable agroforestry systems (AFS) with short rotation coppice strips (CS) are considered as a potential measure to increase structural diversity in agricultural landscapes and to promote biodiversity while simultaneously producing arable crops and woody biomass. However, studies investigating the actual potential of these novel land use systems to promote biodiversity are scarce. We therefore investigated the importance of a silvoarable AFS with different CS variants as habitat for breeding birds on an experimental site in northern Germany, which was studied several times over a 16-year period since its establishment. In addition, the habitat function and quality of CS was compared with hedgerows. The results show that establishing CS on arable land creates additional habitats for shrub and tree breeding species and thus increases species numbers and territory densities. Tree harvest resulted in a decrease in species numbers and densities. However, since Aspen rows (for timber production) or native woody species were retained during harvesting in some CS, suitable nesting opportunities for some species remained. A sharp decline in Skylark territories was observed within the open land of the AFS, from nine breeding pairs in the year after establishment (2009) to only two breeding pairs each in 2022 and 2023. Compared to CS, hedgerows were more species-rich and had much higher territory densities. We conclude that the integration of CS into croplands can promote some species of woody habitats, especially if measures such as the integration of trees of different heights or native woody species and sectional harvesting are implemented. However, CS still clearly lag behind hedgerows in terms of their habitat quality. Furthermore, the establishment of CS may have negative effects on threatened open land species like the Skylark. The requirements of these species should therefore be considered when planning AFS. Establishing AFS with CS could especially be an option in cleared, intensively used agricultural landscapes, where CS could represent a trade-off between the promotion of birds and agricultural production

Which Large- and Medium-Sized Mammals Use Commercial Short-Rotation Coppice as Habitat?

We surveyed occurrence and activity of large- and medium-sized mammals on six commercial mini-rotation short-rotation coppice (SRC) plantations in northern Germany by camera trapping in different seasons (winter, late summer). In total, eleven species (6–9 per site) were detected. This corresponds to the majority of mammal species occurring in the study region. Roe deer, wild boar and red fox were found across all sites. All other species were detected on fewer sites and some in only one of the seasons. Roe deer was the most active species both in terms of visit frequency (days with detection) and use intensity (detection numbers). With few exceptions on individual sites, all other species showed significantly lower activity. Number of detected species and activity of most of the species did not differ between seasons. Furthermore, there were no differences between near-edge and central areas of the crops with regard to the activity of the occurring species. Activity of individual species on different sites, however, differed considerably in some cases. Our results show that a wide range of mammal species are basically able to include SRC into their habitat utilisation. However, the sporadic use by most species indicates a rather limited current habitat value of the surveyed plantations. Options to increase the habitat value of SRC for mammals are suggested, but their effectiveness needs to be tested in future studies. Since the spatial and temporal scope of our study was limited and only SRC of a uniform age-class were considered, our results are not immediately applicable to other landscapes, seasons or types and management phases of SRC. Therefore, further research is required that considers these aspects as well as species-specific patterns of habitat selection in comparison to other habitat types. © 2022, The Author(s)

Potenziale von Kurzumtriebsplantagen als produktionsintegrierte Naturschutzmaßnahme zur Aufwertung der Biotopfunktion für die Tier- und Pflanzenwelt in der Agrarlandschaft

Kurzumtriebsplantagen (KUP) sind landwirtschaftliche Dauerkulturen mit schnellwachsenden Gehölzen, die in kurzen Zyklen von zwei bis max. 20 Jahren geerntet werden, um deren Dendromasse energetisch oder stofflich zu nutzen. Durch die Substitution fossiler Energieträger, ihre extensive Nutzung im Vergleich zu Bioenergiekulturen der ersten Generation und die mehrjährige Bodenbedeckung können KUP einen positiven Beitrag zum Klima-, Boden- und Gewässerschutz leisten. Daneben belegen Untersuchungen zur Biodiversität besonders bei Brutvögeln und Gefäßpflanzen eine deutliche Erhöhung der Artenvielfalt (bei einer deutlichen Veränderung der Lebensgemeinschaften) im Vergleich zur konventionellen ackerbaulichen Nutzung mit einjährigen Kulturen. Aufgrund dieser vorteilhaften Effekte wurde in Deutschland eine Diskussion um die Anerkennung von KUP als produktionsintegrierte Kompensationsmaßnahme (PIK) und eine Förderung als Agrarumwelt- und Klimaschutzmaßnahme (AUKM) entfacht. Eine Anerkennung und Förderung ist jedoch – analog zu produktionsintegrierten Maßnahmen im Ackerbau oder auf Grünland – nur möglich, wenn bei der Anlage und Bewirtschaftung von KUP Maßnahmen mit dem Ziel einer naturschutzfachlichen Aufwertung der Kulturen umgesetzt werden, die über die obligatorisch zu erbringenden Mindestanforderungen der guten fachlichen Praxis (gfP) bzw. der Cross Compliance-Regelungen hinausgehen. Solche Maßnahmen umfassen neben dem Verzicht auf Dünge- und Pflanzenschutzmittel den Anbau verschiedener Gehölzarten (Gehölzartenmosaik), ein abschnittsweises Vorgehen bei der Ernte (Um-triebsstadienmosaik) und die Integration offener Begleitstrukturen wie Lichtungen, um die Strukturvielfalt der Plantagen und damit vor allem ihr Potenzial als Lebensraum für Tiere und Pflanzen zu erhöhen. Zwar können KUP, auf denen diese Maßnahmen umgesetzt werden, in den Bundesländern Bayern und Thüringen als PIK anerkannt werden. Eine tatsächliche Umsetzung hat hier bisher jedoch nicht stattgefunden. In anderen Bundesländern ist eine Nutzung von KUP als PIK aktuell nicht vorgesehen und KUP-spezifische AUKM sind weder in Deutschland noch in anderen Ländern der EU verfügbar. Daher bestehen aktuell kaum Anreize für Landwirte, KUP mit entsprechenden naturschutzfachlichen Modifikationen („KUP+“) anzulegen. Folglich beschränken sich KUP+ in Deutschland momentan auf Modellflächen, die im Rahmen von Forschungsprojekten angelegt wurden. Zwar wurden auf diesen Flächen auch erste Untersu-chungen zu deren naturschutzfachlichen Aufwertungspotenzialen, u. a. im Hinblick auf die Biotopfunktion, durchgeführt. Allerdings ist auf Basis dieser Studien noch keine abschließende Bewertung ihrer naturschutzfachlichen Wertigkeit und ihrer Eignung als produktionsintegrierte Naturschutzmaßnahme (PIN ) möglich, da die weitere Entwicklung hin zu erntereifen Kulturen und die Auswirkungen der Ernte – und damit wichtige Sukzessions- und Bewirtschaftungsphasen – bisher nicht berücksichtigt werden konnten. Zudem sind bislang kaum Untersuchungen zu den Aufwertungspotenzialen und Kompensationsleistungen von KUP+ im Vergleich zu herkömmlichen Naturschutzmaßnahmen erfolgt. Daher ist fraglich, welche Bedeutung KUP+ als Lebensraum für die Tier- und Pflanzwelt im Vergleich zu anderen Naturschutzmaßnahmen aufweisen, mit denen sie in Konkurrenz um eine Anerkennung und Förderung stehen und an deren Aufwertungspotenzialen sie sich dementsprechend messen lassen müssen. Um eine Bewertung der Eignung und Qualität von KUP+ als PIN vornehmen zu können, sind daher weitere Untersuchungen erforderlich, die sowohl das Aufwertungspotenzial einzelner Maßnahmen innerhalb von KUP+ als auch die Aufwertungsleistungen von KUP+ im Vergleich zu herkömmlichen Naturschutzmaßnahmen berücksichtigen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher am Beispiel der Artengruppen Gefäßpflanzen, Groß- und Mittelsäuger, Vögel und Laufkäfer die Bedeutung von KUP+ als Lebensraum für die Tier- und Pflanzenwelt zu evaluieren und deren Potenziale für einen Einsatz als PIN zur Aufwertung der Biotopfunktion zu überprüfen. Dabei wurden folgende Forschungsfragen untersucht: I. Bewirken die naturschutzfachlichen Maßnahmen auf KUP+ für die betrachteten Artengruppen bzw. bestimmte naturschutzfachlich bedeutsame Arten eine Aufwertung der Biotopfunktion im Vergleich zum konventionellen Anbau von KUP? II. Welche Biotopfunktion und -qualität weisen KUP+ für die betrachteten Artengruppen bzw. bestimmte naturschutzfachlich bedeutsame Arten im Vergleich zu anderen Lebensräumen bzw. Naturschutzmaßnahmen auf und wie ist ihr Potenzial zur Aufwertung der Biotopfunktion im Vergleich zu anderen Naturschutzmaßnahmen zu bewerten? III. Erfüllen KUP+ die an unterschiedliche Typen von PIN (ASRM, PIK und AUKM) gestellten Anforderungen und für welche Arten und Lebensgemeinschaften könnten KUP+ aufgrund ihrer Biotopfunktion und -qualität als PIN eingesetzt werden? Um zu ermitteln, welche Funktionen und Qualitäten KUP+ als Lebensraum für die betrachteten Artengruppen aufweisen, wurden freilandökologische Untersuchungen auf drei KUP+-Modellflächen im Landkreis Emsland durchgeführt. Gleichzeitig erfolgten Erfassungen in verschiedenen Referenzlebensräumen wie Laubwald-Aufforstungen, Hecken, Feldgehölzen und Feldrainen, also Biotoptypen, die regelmäßig im Rahmen von Naturschutzmaßnahmen angelegt werden. Parallel dazu wurde eine Literaturrecherche zu bisherigen Biodiversitäts-Untersuchungen auf konventionellen KUP durchgeführt. Die Auswertung dieser Publikationen liefert wichtige Erkenntnisse zum Lebensraumpotenzial unterschiedlicher Anbauvarianten (z. B. angebaute Gehölzart, Umtriebszeiten), Alters- (Zeit seit der Flächenetablierung) und Umtriebsphasen (Aufwuchsstadien innerhalb eines Bewirtschaftungszyklus) von konventionellen KUP. Diese lassen sich auch auf KUP+ bzw. auf die einzelnen Bestandteile eines Gehölzarten- und Umtriebsstadienmosaiks innerhalb von KUP+ übertragen und stellen daher eine unverzichtbare Grundlage für eine umfassende Bewertung der Biotopfunktion und -qualität von KUP+ dar. Die Ergebnisse der freilandökologischen Untersuchungen wurden mit dem Wissensstand der recherchierten Literatur verknüpft und es erfolgte eine Einordnung und Bewertung der Biotopfunktion und -qualität von KUP+ im Vergleich zum konventionellen KUP-Anbau (Forschungsfrage I) und im Vergleich zu anderen Lebensräumen bzw. Naturschutzmaßnahmen (Forschungsfrage II). Ergänzt wurden diese Arbeitsschritte durch eine Literaturrecherche zu den Anforderungen an die drei im Rahmen dieser Arbeit betrachteten Typen von PIN. Anhand der ermittelten Anforderungen an diese Maßnahmentypen und der Biotopfunktionen und -qualitäten von KUP+ wurde überprüft, welche Potenziale für einen Einsatz von KUP+ als ASRM, PIK oder AUKM bestehen (Forschungsfrage III). Die freilandökologischen Untersuchungen auf KUP+ bestätigen in Verbindung mit der Literaturstudie, dass sich die Biotopfunktion und -qualität von konventionellen KUP mithilfe strukturbereichernder Maßnahmen (kleinteiliges Gehölzarten- und Umtriebsstadienmosaik, Integration offener Begleitstrukturen) deutlich aufwerten lässt. Trotz dieser Maßnahmen stellen KUP+ aber hauptsächlich Lebensräume für häufige und weit verbreitete Generalisten dar, während stärker spezialisierte und/oder gefährdete Arten – und damit aus Natur- und Artenschutzsicht wertgebende Zielarten – fehlen bzw. nur vereinzelt und/oder temporär auftreten. Das Aufwertungspotenzial für naturschutzfachlich wertgebende Arten beschränkt sich vornehmlich auf einzelne bundesweit oder regional gefährdete Ökotonbewohner, also auf Arten, die von einem kleinräumigen Wechsel offener und gehölzgeprägter Bereiche innerhalb der Plantagen profitieren. Im Vergleich mit anderen Naturschutzmaßnahmen sind die Aufwertungspotenziale von KUP+ für die meisten dieser Arten jedoch geringer. Die Lebensgemeinschaften von KUP+ bestehen aufgrund des Strukturreichtums der Plantagen aus einer vielfältigen Kombination von Arten verschiedener Stammlebensräume und unterscheiden sich deutlich von anderen Biotoptypen der Agrarlandschaft. KUP+ stellen somit neuartige Lebensräume mit eigenen, von Generalisten dominierten Lebensgemeinschaften dar, die die spezifischen Funktionen anderer Lebensräume nur eingeschränkt erfüllen und im Vergleich mit anderen Naturschutzmaßnahmen in der Agrarlandschaft (wie Brachen, mehrjährige Blühstreifen, Extensivierungsmaßnahmen für Äcker oder Grünländer) deutlich geringere Potenziale zur Förderung anspruchsvoller, gefährdeter Arten aufweisen. Lediglich für den in einigen Bundesländern stark gefährdeten Baumpieper (Anthus trivialis), der auf KUP+ ähnlich hohe Siedlungsdichten wie in anderen Optimalhabitaten erreicht, bieten KUP+ vergleichbar hohe Aufwertungspotenziale. Der bundesweit gefährdete Feldhase (Lepus europaeus) dürfte zwar ebenfalls von der Anlage von KUP+ profitieren. Für diese Art sind aber weitere Untersuchungen erforderlich, da noch unklar ist, wie die artspezifische Habitatqualität im Vergleich mit anderen Naturschutzmaßnahmen zu bewerten ist und ob KUP+ für diese Art eine günstige Alternative zu anderen Maßnahmen darstellt. Die Potenziale für einen Einsatz von KUP+ als ASRM und PIK sind aufgrund der hohen Anforderungen an diese Maßnahmentypen und der eher unspezifischen Aufwertungsleistungen von KUP+ deutlich eingeschränkt. Der Hauptgrund hierfür ist, dass KUP+ bei Eingriffen in andere Biotoptypen oder in Habitate planungsrelevanter Arten (i. d. R. spezialisierte, seltene und/oder gefährdete Arten) in den meisten Fällen nicht in der Lage sind, deren spezifische Biotopfunktionen und -qualitäten gleichartig oder gleichwertig zu kompensieren oder für artenschutzrechtlich relevante Arten die benötigten Habitatstrukturen und -qualitäten herzustellen. Ein Einsatz von KUP+ als PIK oder ASRM ist daher nur in folgenden Fallkonstellationen potenziell möglich: (i) Als produktionsintegrierte Ausgleichsmaßnahme bei Eingriffen in konventionelle KUP, wobei solche Fälle aufgrund der geringen KUP-Anbaufläche in Deutschland aktuell sehr unwahrscheinlich sind. (ii) Als produktionsintegrierte Ersatzmaßnahme bei Eingriffen in floristisch und faunistisch verarmte Ackerflächen ohne jegliche Vorkommen planungsrelevanter Arten und (iii) als ASRM für den Baumpieper. Auch wenn ein Einsatz als produktionsintegrierte Ersatzmaßnahme oder als ASRM in den genannten Fällen möglich ist, stellen KUP+ weder im Hinblick auf die Anforderungen an Ersatzmaßnahmen noch aus Natur- und Artenschutzsicht eine bevorzugte Lösung dar. PIK im Ackerbau oder auf Grünland orientieren sich bei solchen Eingriffssituationen (Eingriffe in Offenlebensräume) funktional wesentlich enger an den konkreten Eingriffsfolgen als KUP+. Zudem fördern diese Maßnahmen, im Gegensatz zu KUP+, gezielt gefährdete Arten der offenen Agrarlandschaft. Auch bei einem Einsatz als ASRM für den Baumpieper ist zu beachten, dass KUP+ trotz einer artspezifisch hohen Habitatqualität nicht unmittelbar die bestmögliche Lösung darstellt, da neben dem Baumpieper hauptsächlich Generalisten profitieren. Daher wäre es deutlich günstiger, andere, artspezifisch ebenso wirksame Maßnahmen umzusetzen, die neben dem Baumpieper auch weitere gefährdete Arten fördern. Vor einem Einsatz von KUP+ als PIK oder ASRM ist daher stets zu prüfen, ob die geforderten (Kompensations-)Leistungen auch durch andere Maßnahmen erbracht werden können, die zusätzlich höhere Aufwertungseffekte für weitere Zielarten des Naturschutzes mit sich bringen und damit einen höheren Beitrag zum Erhalt und zur Förderung der Biodiversität leisten. In den meisten Fällen dürften deutlich höherwertige Alternativen bestehen und KUP+ für einen tatsächlichen Einsatz als PIK oder ASRM ausscheiden. Eine Nutzung von KUP+ als AUKM ist aufgrund der eher unspezifischen Anforderungen an diesen Maßnahmentyp hingegen grundsätzlich möglich. Im Falle eines Einsatzes von KUP+ als AUKM sollten strenge Fördervoraussetzungen definiert werden, die u. a. Vorgaben zu Förderkulissen, Ausgangszustand der Maßnahmenfläche und Beteiligung der zuständigen Naturschutzbehörden bei der Standortwahl machen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass KUP+ trotz einer für eine landwirtschaftliche Kultur relativ hohen Artenvielfalt vornehmlich Generalisten fördern, also anpassungsfähige Arten, die auch von anderen Maßnahmen für Zielarten des Naturschutzes mitprofitieren und für die daher eigentlich keine spezifischen Maßnahmen erforderlich sind. Die Aufwertungsleistungen von KUP+ beschränken sich daher vornehmlich auf nachrangige Ziele des Arten- und Biodiversitätsschutzes. Ein Einsatz von KUP+ bzw. einzelner KUP-spezifischer Maßnahmen als AUKM würde sich daher vor allem dann anbieten, wenn die umgesetzten Maßnahmen mit geringen Kosten verbunden sind. Kostengünstig dürften diese vor allem dann sein, wenn der KUP-Anbau in Deutschland deutlich zunimmt und KUP – anders als aktuell – eine weit verbreitete Landnutzung darstellen. Dann ist zudem mit großflächigen, monotonen, deutlich intensiver genutzten Plantagen zu rechnen, deren Lebensraumpotenziale wesentlich geringer sind als in der aktuellen Anbausituation. Aus Naturschutzsicht besteht bei einer solchen Entwicklung ein erheblicher Bedarf zur räumlichen Steuerung des KUP-Anbaus und zur Förderung von Aufwertungsmaßnahmen innerhalb der Plantagen, um eine Nutzung im Einklang mit dem Naturschutz zu gewährleisten. In dieser Situation wären Förderungen mittels AUKM ein geeignetes Instrument, um größtmögliche Synergien mit dem Naturschutz zu erzielen und Konflikte mit anderen Arten- und Naturschutzzielen zu minimieren. Neben ihren eher unspezifischen Aufwertungsleistungen für die Biodiversität bestehen weitere Gründe, die einer Nutzung von KUP+ als PIN entgegenstehen oder die Potenziale für einen tatsächlichen Einsatz deutlich einschränken. Anders als herkömmliche PIN, die mit vorhandener Technik in bestehende Kulturen (Acker, Grünland) integriert und somit von einer Vielzahl landwirtschaftlicher Betriebe umgesetzt werden können, müssen KUP+ neu angelegt werden, wofür ein Großteil der Betriebe aktuell weder die nötige Erfahrung noch die erforderliche Technik besitzt. Darüber hinaus sind KUP+ als Dauerkulturen mit hohen Etablierungskosten verbunden und es besteht eine Flächenbindung für mehrere Jahrzehnte. Viele PIN im Ackerbau oder auf Grünland sind daher – zusätzlich zu ihren höheren Aufwertungspotenzialen für gefährdete Arten der Agrarlandschaft – deutlich vielfältiger und flexibler einsetzbar: Sie erreichen ihre volle Wirksamkeit meist schneller (oft bereits im Jahr ihrer Umsetzung) als KUP+, sind nicht mit hohen Etablierungskosten verbunden und können jederzeit (nach Ablauf einer Förderperiode oder Beendigung eines Eingriffes) wieder aufgegeben werden. Insgesamt stellen andere (produktionsintegrierte) Maßnahmen für KUP+ eine erhebliche Konkurrenz um eine Anerkennung und Förderung als Naturschutzmaßnahme dar, da sich mit ihnen spezifischere Aufwertungsleistungen für gefährdete Arten erzielen lassen, sie somit einen größeren Beitrag zum Erhalt der Biodiversität leisten und sie daher weitaus dringlicher gefördert und umgesetzt werden müssen, um den Rückgang der Artenvielfalt in der Agrarlandschaft zu stoppen. Als vergleichsweise nachhaltige Landnutzungsform mit geringen Inputs und von anderen Lebensräumen der Agrarlandschaft abweichenden Habitateigenschaften und Zönosen können KUP aber zumindest einen Beitrag zur Förderung der allgemeinen Biodiversität in ausgeräumten Agrarlandschaften leisten, der umso größer ist, wenn einige der im Rahmen dieser Arbeit betrachteten Aufwertungsmaßnahmen umgesetzt werden. Sollte der KUP-Anbau in Zukunft deutlich zunehmen und eine Förderung von KUP+ bzw. bestimmter KUP-spezifischer Maßnahmen (insbesondere als AUKM) angestrebt werden, besteht vor allem hinsichtlich folgender Punkte erheblicher Forschungs- und Handlungsbedarf: • Identifikation von Flächen, auf denen durch KUP+ größtmögliche Synergien mit Arten- und Naturschutzzielen erzielt werden können und die als Förderkulissen für KUP+ als AUKM dienen. • Festlegung von Bewirtschaftungsstandards und einer gfP für konventionelle KUP, damit eindeutig definiert ist, welche Leistungen obligatorisch und ohne Anspruch auf Vergütung erbracht werden müssen und welche Maßnahmen darüber hinausgehen und als Zusatzleistungen förderfähig sind. • Entwicklung genauer naturschutzfachlicher Vorgaben für KUP-spezifische Aufwertungsmaßnahmen, die als AUKM angeboten werden sollen und daher im Rahmen von Förderrichtlinien standardisiert werden müssen. • Berechnung der Kosten für KUP-spezifische Aufwertungsmaßnahmen und Überprüfung, ob Kosten und Aufwertungsleistungen (auch im Vergleich zu anderen Naturschutzmaßnahmen) in einem günstigen Verhältnis stehen und eine Förderung aus ökonomischer und ökologischer Sicht vertretbar ist

Potential of small-scale and structurally diverse short-rotation coppice as habitat for large and medium-sized mammals

We surveyed occurrence and activity of large and medium-sized mammals on three experimental short-rotation coppice (SRC) and three afforestations by camera trapping. Both habitat types were surveyed simultaneously in spring. Additional wintertime surveys were performed on the SRC to consider seasonal aspects of habitat utilisation. In spring, SRC and afforestations were predominantly used by the same species. European hare (Lepus europaeus) and roe deer (Capreolus capreolus) were the most active species across all sites. Additionally, the European rabbit (Oryctolagus cuniculus) showed intense activity on one SRC site. Activity of carnivorous and omnivorous species was comparatively low in both habitat types, but even lower on the SRC. The only forest-associated species (European badger Meles meles), detected on all afforestations, was absent from the SRC. In winter, the surveyed SRC were used by the same species as in spring. Most species showed similar activity on the SRC in both seasons. We conclude that small-scale and structurally diverse SRC provide suitable habitat, in different seasons, especially for herbivorous mammals associated with farmland and forest-ecotones rather than forest species. The extent to which our results can be generalised to large-scale commercial SRC is unclear. However, the results indicate that SRC can be managed in a manner compatible with wildlife and may then have a habitat function for mammals comparable to that of young afforestations. Creation of within-plantation heterogeneity can be a suitable measure to improve habitat quality and should, therefore, be considered in the design and management of SRC. © 2021, The Author(s)

Three Dimensional Models of Endocrine Organs and Target Tissues Regulated by the Endocrine System

Immortalized cell lines originating from tumors and cultured in monolayers in vitro display consistent behavior and response, and generate reproducible results across laboratories. However, for certain endpoints, these cell lines behave quite differently from the original solid tumors. Thereby, the homogeneity of immortalized cell lines and two-dimensionality of monolayer cultures deters from the development of new therapies and translatability of results to the more complex situation in vivo. Organoids originating from tissue biopsies and spheroids from cell lines mimic the heterogeneous and multidimensional characteristics of tumor cells in 3D structures in vitro. Thus, they have the advantage of recapitulating the more complex tissue architecture of solid tumors. In this review, we discuss recent efforts in basic and preclinical cancer research to establish methods to generate organoids/spheroids and living biobanks from endocrine tissues and target organs under endocrine control while striving to achieve solutions in personalized medicine

The Vault Complex Is Significantly Involved in Therapeutic Responsiveness of Endocrine Tumors and Linked to Autophagy under Chemotherapeutic Conditions

Cancers display dynamic interactions with their complex microenvironments that influence tumor growth, invasiveness, and immune evasion, thereby also influencing potential resistance to therapeutic treatments. The tumor microenvironment (TME) includes cells of the immune system, the extracellular matrix, blood vessels, and other cell types, such as fibroblasts or adipocytes. Various cell types forming this TME secrete exosomes, and molecules thereby released into the TME have been shown to be important mediators of cellular communication and interplay. Specific stressors in the TME, such as hypoxia, starvation, inflammation, and damage, can furthermore induce autophagy, a fundamental cellular process that degrades and recycles molecules and subcellular components, and recently it has been demonstrated that the small non-coding vault RNA1-1 plays a role as a regulator of autophagy and the coordinated lysosomal expression and regulation (CLEAR) network. Here, we demonstrate for the first time that intra-tumoral damage following effective therapeutic treatment is linked to specific intracellular synthesis and subsequent exosomal release of vault RNAs in endocrine tumors in vitro and in vivo. While we observed a subsequent upregulation of autophagic markers under classical chemotherapeutic conditions, a downregulation of autophagy could be detected under conditions strongly involving inflammatory cascades

PD-L1 and HIF-2α Upregulation in Head and Neck Paragangliomas after Embolization

Hypoxia activates pathways associated with tumor progression, metastatic spread, and alterations in the immune microenvironment leading to an immunosuppressive phenotype. In particular, the upregulation of PD-L1, a target for therapy with checkpoint inhibitors, is well-studied in several tumors. However, the relationship between hypoxia and PD-L1 regulation in pheochromocytomas and paragangliomas (PPGL), and especially in paragangliomas treated with embolization, is still largely unexplored. We investigated the expression of the hypoxia-marker HIF-2α and of PD-L1 in a PPGL-cohort with and without embolization as potential biomarkers that may predict the response to treatment with HIF-2α and checkpoint inhibitors. A total of 29 tumor samples from 25 patients who were operated at a single center were included and analyzed utilizing immunohistochemistry (IHC) for PD-L1 and HIF-2α. Embolization prior to surgery was performed in seven (24%) tumors. PD-L1 expression in tumor cells of head and neck paragangliomas (HNPGLs) receiving prior embolization (median PD-L1 positivity: 15%) was significantly higher as compared to PD-L1 expression in HNPGLs without prior embolization (median PD-L1 positivity: 0%) (p = 0.008). Consistently, significantly more HNPGLs with prior embolization were positive for HIF-2α (median nuclear HIF-2α positivity: 40%) as compared to HNPGLs without prior embolization (median nuclear HIF-2α positivity: 0%) (p = 0.016). Our results support the hypothesis that embolization with subsequent hypoxia leads to the upregulation of both PD-L1 and HIF-2α in HNPGLs, and could thus facilitate targeted treatment with HIF-2α and checkpoint inhibitors in the case of inoperable, locally advanced, or metastatic disease

Supplementary data: Opposing effects of cannabidiol in patient-derived neuroendocrine tumor, pheochromocytoma/paraganglioma primary cultures

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Short-Rotation Coppice Managed According to Ecological Guidelines—What Are the Benefits for Phytodiversity?

In recent years, the impact of short-rotation coppice (SRC) on biodiversity has been a regular subject of research and ecological guidelines have been developed to make biomass cultivation on SRC more compatible with biodiversity concerns. However, since these guidelines are only implemented voluntarily by farmers, there are barely any SRC that are managed according to ecological guidelines. Consequently, knowledge about their importance for farmland biodiversity and about the impact of different measures for increasing biodiversity remains scarce. Therefore, three experimental SRC, which are managed according to ecological guidelines and thus include stands of different tree species (varieties of poplar (Populus) and willow (Salix), rowan (Sorbus aucuparia), silver birch (Betula pendula)) and different growth-stages within the same site, were investigated with regard to their importance as habitat for vascular plants. Species numbers and species composition were compared with the following habitat types: afforestations (AFO), young (HE-Y) and old hedges (HE-O), field margins (FM) and arable land (AL). Furthermore, different stand types (i.e., stands with different tree species and growth-stages, headlands, clearings) within these SRC were surveyed and compared. Species numbers of SRC were similar to HE-Y, AFO and FM and significantly higher than in AL and HE-O. The composition of plant communities in SRC differed considerably from the other farmland habitats, especially from AL, HE-O and FM. Within the SRC, most stand types had similar species numbers. Only the non-harvested poplar stands were particularly species-poor. Harvesting led to increased species numbers. This increase was significant for the poplar stands but only moderate for the willow stands. With regard to their species composition, the different stand types differed considerably in many cases. We conclude that SRC, which are managed according to ecological guidelines, can be an additional measure to promote phytodiversity in agricultural landscapes as they contain relatively high species numbers (of mainly common and adaptable species) and support distinct plant communities that differ from other farmland habitats. Therefore, measures such as the cultivation of different tree species or sectional harvesting could be offered as agri-environmental schemes to further increase the ecological sustainability of biomass production on SRC

Short-Rotation Coppice Managed According to Ecological Guideline : What Are the Benefits for Phytodiversity?

In recent years, the impact of short-rotation coppice (SRC) on biodiversity has been a regular subject of research and ecological guidelines have been developed to make biomass cultivation on SRC more compatible with biodiversity concerns. However, since these guidelines are only implemented voluntarily by farmers, there are barely any SRC that are managed according to ecological guidelines. Consequently, knowledge about their importance for farmland biodiversity and about the impact of different measures for increasing biodiversity remains scarce. Therefore, three experimental SRC, which are managed according to ecological guidelines and thus include stands of different tree species (varieties of poplar (Populus) and willow (Salix), rowan (Sorbus aucuparia), silver birch (Betula pendula)) and different growth-stages within the same site, were investigated with regard to their importance as habitat for vascular plants. Species numbers and species composition were compared with the following habitat types: afforestations (AFO), young (HE-Y) and old hedges (HE-O), field margins (FM) and arable land (AL). Furthermore, different stand types (i.e., stands with different tree species and growth-stages, headlands, clearings) within these SRC were surveyed and compared. Species numbers of SRC were similar to HE-Y, AFO and FM and significantly higher than in AL and HE-O. The composition of plant communities in SRC differed considerably from the other farmland habitats, especially from AL, HE-O and FM. Within the SRC, most stand types had similar species numbers. Only the non-harvested poplar stands were particularly species-poor. Harvesting led to increased species numbers. This increase was significant for the poplar stands but only moderate for the willow stands. With regard to their species composition, the different stand types differed considerably in many cases. We conclude that SRC, which are managed according to ecological guidelines, can be an additional measure to promote phytodiversity in agricultural landscapes as they contain relatively high species numbers (of mainly common and adaptable species) and support distinct plant communities that differ from other farmland habitats. Therefore, measures such as the cultivation of different tree species or sectional harvesting could be offered as agri-environmental schemes to further increase the ecological sustainability of biomass production on SRC