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Forschende machen Fortschritte bei Entschlüsselung von Tierkommunikation

Hausmäuse kommunizieren über komplexe Ultraschallvokalisationen, die für Menschen nicht hörbar sind. Wie diese akustischen Signale soziales und sexuelles Verhalten steuern, wird bislang nur unzureichend verstanden. Eine kürzlich veröffentlichte Publikation des Konrad-Lorenz-Instituts für Vergleichende Verhaltensforschung (KLIVV) der Vetmeduni in Zusammenarbeit mit Forschenden am Institut für Schallforschung (ISF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften bietet nun einen umfassenden Überblick über die neuesten bioakustischen Methoden und Verfahren des maschinellen Lernens zur Erforschung der akustischen Kommunikation von Nagern.

Die Analyse tierischer Lautäußerungen ist eine äußerst anspruchsvolle und zeitintensive Aufgabe in der Verhaltensbiologie. In bioakustischen Analysen wird häufig mit enormen Datenmengen gearbeitet, die nun mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) und dem Machine Learning (ML) einfacher und schneller ausgewertet werden können. „Lange Zeit war die Forschung zur Tierkommunikation durch den Aufwand bei der Aufbereitung und Analyse von Audiodaten begrenzt. Heute ermöglichen neue KI-gestützte Methoden wesentlich effizientere und präzisere Analysen“, erklärt Sarah M. Zala (KLIVV), Letztautorin der Studie.

Auf Basis bestehender Studien geben die Wissenschaftler:innen einen umfassenden Überblick über aktuell verfügbare Werkzeuge zur Verarbeitung und Analyse von Mäusevokalisationen. Besonderes Augenmerk legte das Team auf die einzelnen Schritte der Datenverarbeitung – von der Aufzeichnung und der Signalvorverarbeitung über die automatische Erkennung von Ultraschallvokalisationen bis hin zu deren Klassifikation und Auswertung. Ziel zukünftiger Studien sei es, so Zala, „Fehler in jedem Verarbeitungsschritt zu minimieren und ihre Fortsetzung entlang der Analyse-Pipeline zu verhindern“. Der Vergleich etablierter signalverarbeitender Verfahren mit Methoden des maschinellen Lernens zeigt, dass die automatisierte Erkennung von Vokalisationen in den vergangenen Jahren erhebliche Fortschritte gemacht hat. Gleichzeitig bestehen weiterhin Herausforderungen – etwa bei der Unterdrückung von Hintergrundgeräuschen, der verlässlichen Verfolgung von Frequenzverläufen und der Extraktion biologisch relevanter Merkmale. Aber auch die klare Abgrenzung einiger Rufe bzw. Rufarten voneinander, stellt weiterhin eine Herausforderung dar. Die Forschenden betonen daher die Bedeutung hochwertiger, manuell kuratierter Datensätze als Referenz für das Training und die Validierung automatisierter Verfahren.

Vetmeduni

Beim Frühjahrsputz im Garten lauern Gefahren

Mit dem Start in den Frühling wird auch bei vielen Menschen die Lust auf eine Grundreinigung von Haus und Garten geweckt. Bei Entrümpelung und Aufräumarbeiten im Garten und in der Garage sowie auf Terrasse und Balkon, finden sich auch immer wieder Hinterlassenschaften von unliebsamen Mitbewohnern, wie Mäusen, Waschbären und Igeln. Wie das Niedersächsische Landesgesundheitsamt LAVES mitteilt, ist bei der Entsorgung von Kothaufen oder toten Tieren auf jeden Fall Vorsicht geboten, denn diese können auch nach mehreren Wochen noch gefährliche Krankheitserreger enthalten.

Das Amt empfiehlt dringend, bei den Arbeiten Einweg-Gummihandschuhe und einen gut sitzenden Atemschutz (FFP3-Maske) zu tragen, um sich vor der Krankheitsübertragung zu schützen. Nagetiere und ihre Ausscheidungen können das Hantavirus enthalten. Auch kontaktlos, beispielsweise durch aufgewirbelten Staub, kann der Erreger auf Menschen übertragen werden. Bei einer Ansteckung mit den in Mitteleuropa vorkommenden Hantaviren entwickeln Menschen durchschnittlich nach zwei bis vier Wochen klinische Symptome, meistens beginnend mit Fieber, Kopf-, Muskel-, Bauch- und Rückenschmerzen. Dazu können Schwindel, Sehstörungen, Durchfall oder ein trockener Reizhusten kommen.

Das LAVES warnt auch vor dem Waschbärspulwurm Baylisascaris procyonis, der sich im Kot des Waschbären verbergen kann. Andere Säugetiere oder Vögel nehmen den Erreger mit der Nahrung auf. Im Darm dieser Zwischenwirte entwickeln sich aus den Wurmeiern infektiöse Larven. Der Mensch stellt im Entwicklungszyklus des Waschbärspulwurms einen Fehlwirt dar. Wie bei den Zwischenwirten können die wandernden Larven auch bei ihnen schwere Krankheitsverläufe auslösen. Sollten Sie im Garten, im Sandkasten oder auf Spielflächen (Waschbären-)Kot finden, sollten Sie diesen vorsichtig unter Beachtung des Selbstschutzes entfernen oder durch eine fachkundige Person entfernen lassen, lautet der eindringliche Rat des Amtes. 

LAVES

Zahl der Versuchstiere erneut deutlich gesunken

Zum dritten Mal in Folge ist die Zahl der Versuchstiere in Deutschland gesunken. Wie aus der aktuellen Versuchstierstatistik des Deutschen Zentrums zum Schutz von Versuchstieren (Bf3R) hervorgeht, wurden im Jahr 2022 insgesamt 1,73 Millionen Tiere für Versuche eingesetzt, was einen Rückgang zum Vorjahr von 7% bedeutet. „Der Tendenz nach werden in Deutschland immer weniger Tierversuche durchgeführt“, sagt BfR-Präsident Professor Dr. Dr. Andreas Hensel. „Eine der möglichen Ursachen ist, dass sich Ersatzmethoden und Reduktionsmaßnahmen allmählich durchsetzen.“

Bei den verwendeten Mäusen (-93.989) und Ratten (-25.086) war der Rückgang am deutlichsten, gefolgt von Fischen (-13.723). Allerdings stieg die Anzahl der verwendeten Kaninchen, Vögel, Affen und Hunde gegenüber 2021. Wie der Statistik zu entnehmen ist, sind die Anteile an Tierversuchen mit mittlerer Belastung (25,4 Prozent) und mit schwerer Belastung (3,6 Prozent) in 2022 zurückgegangen. Damit zeigt sich insgesamt ein Trend hin zu gering belastenden Versuchen.

Auch wenn im Jahr 2022 die Zahl der nicht verwendeten Tiere erneut gesunken ist (- 31%), wurden dennoch rund 1,77 Millionen Tiere zu wissenschaftlichen Zwecken gezüchtet, aber nicht eingesetzt und dann getötet. Zu dieser Thematik richtet das Bundesinstitutz für Risikoforschung (BfR) am 15.12.2023 ein Stakeholder Forum im Kaiserin-Friedrich-Haus in Berlin aus. „Nicht verwendete Versuchstiere – ,Überschuss‘ oder Notwendigkeit?“ lautet der Titel des BfR-Stakeholder Forums. „Gemeinsam wollen wir eine Bestandsaufnahme zu diesem Thema machen“, sagt Bf3R-Leiter Professor Dr. Gilbert Schönfelder. „Dabei wird es auch darum gehen, wie man mit nicht-verwendeten Tiere umgehen sollte und was man tun kann, um ihre Zahl gering zu halten.“

BfR

Hantavirus-Infektionen nehmen zu

In Teilen Niedersachsens hat sich im laufenden Jahr die Zahl der Hantavirus-Infektionen bei Menschen annähernd vervierfacht. Bislang wurden 67 Infektionen (2022: 17) registriert. Laut Zahlen des Robert Koch-Instituts (RKI) haben sich deutschlandweit in 2023 bereits rund 250 Personen infiziert. Die Schwankungen der vergangenen Jahre seien insbesondere auf das Nahrungsangebot und klimatische Faktoren zurückzuführen. Die Wirtstiere der verschiedenen, in Deutschland bislang nachgewiesenen Hantaviren, sind Nagetiere wie Rötel-, Brand- und Feldmäuse sowie Zucht- und Wildratten. Bestimmte Hantavirus-Erkrankungen treten demnach in den Regionen auf, in denen das jeweilige Wirtstier heimisch ist.

In der Regel werden die Hantaviren durch Inhalation von aufgewirbeltem, virushaltigem Staub sowie durch Bisse oder nach einem Kontakt mit lebenden oder toten Nagetieren bzw. deren Ausscheidungen (Speichel, Urin und Kot) übertragen. Daher empfiehlt das RKI dringend, sich bei Arbeiten in Garagen, Garten oder Schuppen vor einer Ansteckung mit einer FFP2-Schutzmaske sowie Arbeits- oder Gummihandschuhen zu schützen. Typische Symptome einer Hantavirus-Infektion sind plötzlich einsetzendes Fieber und grippeähnliche Symptome wie Kopfschmerzen und Myalgien. Hierzulande ist die Infektionsgefahr zwischen April und September am größten.

Proplanta

NDR