Neben ihrer großen Bedeutung für den globalen Kohlenstoffkreislauf und das Weltklima, sind tropische Wälder durch eine extrem hohe Vielfalt an Pflanzen- und Tierarten gekennzeichnet. Durch die massive Abholzung sowie den Raubbau nimmt diese Biodiversität jedoch stetig ab und die Bedeutung von Wiederbewaldungsflächen nimmt zu. Für die Einschätzung der Entwicklung der Artenvielfalt auf solchen Flächen könnte der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) unterstützend wirken.

Einer Forschergruppe unter Leitung der Würzburger Julius-Maximilians-Universität (JMU) ist es gelungen, anhand von Tonaufnahmen und KI-Modellen die Biodiversität auf tropischen Wiederbewaldungsflächen zu messen. Dazu haben die Wissenschaftler:innen im Norden Ecuadors auf aufgelassenen Weiden und früheren Kakaoplantagen mit Hilfe von autonomen Soundrecordern und KI-Modellen die Zusammensetzung der Artengemeinschaften von Vögeln, Amphibien und Säugetieren untersucht.

„Die Forschungsergebnisse zeigen, dass die Sounddaten ganz exzellent die Rückkehr der Biodiversität in den aufgelassenen Landwirtschaftsflächen widerspiegeln“, erklärt Prof. Jörg Müller von der Ökologischen Station Fabrikschleichach der JMU, der zusammen mit Oliver Mitesser die Studie geleitet haben. Die Forschenden fanden heraus, dass die Tierlaute der Artengemeinschaften die Wiederbesiedlung sehr gut abbilden – denn diese Gemeinschaften sind im Wald ganz charakteristisch zusammengesetzt und unterscheiden sich deutlich von denen auf noch aktiven Agrarflächen.

Ein Set von 70 KI-Vogelmodellen war in der Lage, die gesamten Artengemeinschaften von Vögeln, Amphibien und einigen rufenden Säugetieren zu beschreiben. Selbst die Veränderungen bei Nachtinsekten konnten damit sinnvoll korreliert werden. Geplant sei nun, die verwendeten KI-Modelle weiter zu verbessern und das Set an Modellen zu erweitern, um noch viel mehr Arten automatisch erfassen zu können, so Müller. „Unsere KI-Modelle können die Basis für ein sehr universelles Instrument zur Überwachung der Biodiversität in Wiederbewaldungsflächen sein“, sagt der Wissenschaftler abschließend.

JMU

In einem intakten Ökosystem gibt es aufgrund der großen Vielfalt an Tieren auch eine Vielzahl unterschiedlicher Viren. Wenn die Artenvielfalt abnimmt, besteht jedoch die Gefahr, dass sich die Viren verbreiten, die am widerstandsfähigsten sind. Das ist das Ergebnis einer Studie von Wissenschaftler:innen der Charité – Universitätsmedizin Berlin in Kooperation mit dem Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW), die Auswirkungen der zunehmenden Abholzung von Regenwald auf Stechmücken und deren Viren untersucht hat.

Die Forschenden konnten belegen, dass sich die Zerstörung tropischer Regenwälder negativ auf die Vielfalt an Stechmückenarten auswirkt. Außerdem fanden sie heraus, dass sich in diesem Szenario die widerstandsfähigen Stechmückenarten durchsetzen, was wiederum zu einer schnelleren Verbreitung derer Viren führen kann, sofern es viele Exemplare der Art gibt. „Wenn eine Wirtsart sehr häufig ist, dann erleichtert das die Ausbreitung von Viren“, erklärt Prof. Dr. Sandra Junglen, Leiterin der Arbeitsgruppe „Ökologie und Evolution von Arboviren“ am Institut für Virologie der Charité. Unter ihrer Federführung haben die Wissenschaftler:innen Stechmücken aus einem Gebiet an der Elfenküste auf Virusinfektionen getestet.

„Dann haben wir geschaut, wie sich in den unterschiedlichen Landnutzungstypen die Zusammensetzung an Stechmückenarten unterscheidet, wo bestimmte Viren vorkommen und wie häufig diese sind“, erklärt Kyra Hermanns vom Institut für Virologie der Charité und Erstautorin der Veröffentlichung. „Damit konnten wir zum ersten Mal nachweisen, dass die Verbreitung der Viren nicht auf eine enge genetische Verwandtschaft zurückzuführen ist, sondern auf die Eigenschaften ihrer Wirte – also insbesondere auf jene Stechmückenarten, die gut mit veränderten Umweltbedingungen in gestörten Lebensräumen zurechtkommen“, ergänzt Junglen. Die Studie macht deutlich, wie wichtig Artenvielfalt ist, und kann helfen, neue Einblicke in die Dynamik von Infektionskrankheiten zu generieren.

Charité