Forschung im Fokus

Frösche und Kröten im Testzentrum

Für einige Wochen im Jahr entwickeln sich weltweit Straßen zu Todeszonen für Amphibien. Schätzungen des Naturschutzbundes Deutschland (NABU) zufolge sterben jährlich Millionen Amphibien auf deutschen Straßen. Angetrieben von ihrem Instinkt zur Fortpflanzung brechen Frösche, Kröten und Co. im Frühjahr kurz nach der Schneeschmelze auf zu ihren Laichgebieten. Meist noch etwas steif in den Gliedern aufgrund der vorangegangenen kalten Temperaturen kommen die ohnehin etwas langsamen Tiere nur zögerlich voran. Ein Problem sind dabei vor allem die Verkehrswege für Autos, die die Amphibien häufig überqueren müssen. Schnell einmal über die Straße laufen, so wie wir Menschen das tun, können die Tiere nicht. Und das wird ihnen zum fatalen Verhängnis. Laut NABU haben aktuelle Untersuchungen ergeben, dass schon bei einer Verkehrsdichte von 60 Autos pro Stunde 90 Prozent der wandernden Erdkröten überfahren werden. Trotz engagierter Naturschützer, die den Amphibien während ihrer Wanderung immer wieder helfend unter die Beine greifen und sie über die Straße tragen, sowie umsichtiger Autofahrer ist die beste Lösung für Mensch und Tier ein funktionierendes Leitsystem, das die Amphibien unter den Verkehrswegen hindurch führt.

»Deshalb bauen wir auf unserem Freilandversuchsgelände einen Testparcours«, erklären Dr. Severin Seifert und Anna Renzl vom Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP. Gemeinsam unterstützen die beiden IBP-Forscher der Abteilung Bauchemie, Baubiologie und Hygiene in einem vom Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie geförderten Projekt das Unternehmen Ehlert Apparatebau GmbH bei der Entwicklung einer neuartigen Schutzanlage für wandernde Amphibien. Einzelne Komponenten dafür können Erdkröten und Grasfrösche aus dem Landkreis Miesbach im Frühjahr 2015 testen.

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»Bislang bestehen die Leitplanken hauptsächlich aus Stahl, Kunststoff oder Beton. Die Vor- und Nachteile dieser Stoffe werden in Fachkreisen teilweise kontrovers diskutiert. Kritiker von Stahl, der sich in der Sonne rasch aufheizt, befürchten den so genannten Brateffekt. Das heißt, dass die Tiere auf dem heißen Metall kleben bleiben können«, erläutert Seifert, Wissenschaftler in der Gruppe Betontechnologie und funktionale Baustoffe. Kunststoff ist dagegen nicht so stabil und resistent, während die Betonteile bislang sehr schwer und daher nicht einfach in der Handhabung sind. »Wir möchten mit Bauteilen aus Leichtbeton eine Alternative entwickeln, die sämtliche Vorteile der bestehenden Amphibienleitsysteme in sich vereint und darüber hinaus weitere Pluspunkte aufweist. «Ziel ist die Entwicklung von sehr leichten und dünnen, aber zugleich hochfesten Bauteilen aus Beton, deren Oberfläche zusätzlich eine optimale Leitwirkung für Amphibien aufweist.
Dr. Severin Seifert und seine Kollegen im Betontechnikum arbeiten derzeit an der Entwicklung einer speziellen Feinkornrezeptur für Leichtbeton. Zur Stabilisierung der Betonteile wollen die Forscher diese mit Textilien verstärken. Auch hier sind sie auf der Suche nach einem geeigneten Material. Seifert: »Welches Material wir verwenden werden, entscheidet sich im Wesentlichen nach seiner Eignung und seiner Verträglichkeit mit unserer speziellen Leichtbetonmischung. Gleichzeitig müssen wir aber auch die Wirtschaftlichkeit im Auge behalten. Schließlich sollen die Bauteile erschwinglich sein, damit möglichst viele davon eingesetzt werden können.«
Anna Renzl von der Gruppe Baubiologie ist für die Funktionalisierung der Oberflächen mitverantwortlich. Dadurch soll eine optimale Leitfunktion der Bauteile erzielt werden. Beton weist von vorherein eine für Amphibien bessere Wärmeverteilung auf als beispielsweise Stahl oder Kunststoff. Kröten, Frösche und Co. sind wechselwarme Tiere, das heißt, sie fühlen sich in dunklen, warmen und feuchten Bereichen am wohlsten. Das möchte Renzl ausnutzen: »Durch die Oberflächenmodifikation der Betonbauteile mit Pigmenten wollen wir die Eigenschaften so optimieren, dass die Leitplanken ihrem Namen tatsächlich gerecht werden.« Treffen die Amphibien bei ihrer Wanderung also auf eine Straßenböschung, dienen die vom Fraunhofer IBP mitentwickelten Planken dann nicht nur als Absperrung, sondern sie weisen den Tieren den Weg zu einem Tunnel unterhalb der Straße. »Erfahrungsgemäß orientieren sich die Amphibien zum Dunklen und Feuchteren hin, das könnte man bei einer Leiteinrichtung zum Vorteil machen. Werden die Farbpigmente in Tunnelnähe immer dunkler und der Bereich damit für Amphibien immer angenehm wärmer, werden sie sich in diese Richtung orientieren«, schildert die Biologin. Auch die Oberflächenstruktur kann so optimiert werden, dass Amphibien Versuche, die Wand der Leitplanke hinauf zu gelangen, erst gar nicht als wünschenswert empfinden.
Um die Entwicklungen der Fraunhofer-Wissenschaftler unter realen Bedingungen testen zu können, haben sie in den vergangenen Monaten einen Testparcours für Amphibien auf dem Freilandversuchsgelände des Instituts in Valley errichtet. Tierschützer müssen sich keine Sorgen um die Tiere machen. Mit Sondergenehmigung der Regierung von Oberbayern dürfen die Forscher beobachten wie sich die Tiere auf der neuen Laufstrecke verhalten bzw. wie sie die funktionalisierte Oberfläche annehmen. »Außerdem arbeiten wir mit dem örtlichen Bund Naturschutz zusammen. Die Tiere werden äußerst sorgsam und pfleglich behandelt. Unmittelbar nach den Beobachtungen werden sie wieder in ihr angestammtes Revier – natürlich auf der anderen Straßenseite – zurückgebracht«, versichert Renzl. Mit kruden Tierversuchen haben die Tests also nichts zu tun. »Die Kröten und Fröschen, die wir verwenden werden, sind vielmehr Testpiloten bzw. Testhüpfer, um zu überprüfen, ob unsere Entwicklungen funktionieren.«
Einen ersten Testlauf über das Gelände haben einige Tiere bereits bei der diesjährigen Amphibienwanderung machen können. Mitarbeiter des Bund Naturschutz Holzkirchen haben mit den ersten einheimischen Erdkröten und Grasfröschen, die sie am Straßenrand eingesammelt haben, einen Zwischenstopp am Fraunhofer IBP gemacht, bevor diese in ihrem Zielhabitat ausgesetzt wurden. »Wir sind für die Kooperation hier vor Ort sehr dankbar, denn es ist ein Vorteil mit einheimischen Tieren arbeiten zu können. Eingekaufte Amphibien aus der Zucht oder aus dem Ausland haben eventuell ein anderes Verhalten. Wir müssen für die optimale Ausstattung der Leitplanken jedoch wissen wie in Deutschland heimische Tiere reagieren«, erklärt die Biologin. Ihre »Aufgabe« ist denkbar einfach: Sie müssen nichts tun, was sie sonst nicht auch tun. In dem Testparcours werden Betonplatten mit verschiedenen biologischen Funktionalisierungen ausgelegt. Die IBP-Forscher beobachten dann wie die Tiere darauf reagieren – mögen sie den Untergrund oder nicht – und bewerten die verschiedenen Modifikationen nach ihrer Effizienz.
Die Untersuchungen werden im kommenden Frühjahr stattfinden, wenn die einheimischen Amphibien sich nach der Winterstarre wieder zu ihren Laichgebieten begeben. Bis dahin haben die Wissenschaftler Zeit, an ihren Entwicklungen zu arbeiten. Renzl und Seifert: »Wir freuen uns, wenn wir dazu beitragen können, dass in Zukunft weniger Tiere bei ihrer Wanderung sterben.« (ate)

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