START-Preis für Petra Sumasgutner

"Grundlagenforschung und Artenschutz verbinden"

21. June 2022
Wo der Mensch in die Natur eingreift, verändern sich die Lebensbedingungen von Tieren. Die START-Preisträgerin Petra Sumasgutner untersucht mit Hilfe von globalen Datensätzen und maschinellem Lernen, wie sich menschliches Verhalten auf die Nahrungssuche von Greifvögeln auswirkt.

Frau Sumasgutner, herzlichen Glückwunsch zum START-Preis 2022! In Ihrem Projekt spielen Greifvögel eine wichtige Rolle. Was genau werden Sie erforschen?

Petra Sumasgutner: Ich will lernen, mit welchen Strategien Greifvögel an Nahrung kommen und welchen Einfluss der Mensch auf ihre Nahrungssuche hat. Je mehr wir darüber wissen, desto leichter ist es, effiziente Schutzmaßnahmen zu entwickeln. Um eine stabile Greifvogelpopulation zu erhalten, müssen zwei Ressourcen zur Verfügung stehen: geeignete Nistmöglichkeiten und eine ausreichende Nahrungsgrundlage. Die Frage, wann und wo Greifvögel jagen bzw. Aasfresser zu ihrer Nahrung kommen, ist daher eine ganz entscheidende.

Wie kann man sich Ihre Forschung in der Praxis vorstellen?

Sumasgutner: Ich arbeite zum einen mit GPS-Daten und zum anderen mit Daten, die aus sogenannten Accelerometern, also mehrachsigen Beschleunigungssensoren, gewonnen werden. Damit kann man darstellen, wohin sich ein Greifvogel bewegt, wie er sich bewegt, wann er frisst und jagt. So lassen sich Jagd- und Nahrungsstrategien quantitativ messen. 

In der Ökologie lässt sich der Einfluss der Infrastruktur oft kaum von jenem der menschlichen Aktivität differenzieren. Während der Lockdowns im Rahmen der Corona-Pandemie wurden diese Faktoren zum ersten Mal entkoppelt. Das ist eine große Chance. Ich habe in den vergangenen zwei Jahren das "Global Anthropause Raptor Research Network" aufgebaut (Anm.: siehe Publikation zum Thema). Darin sind derzeit Daten gebündelt, die rund 500 Greifvogelforscher*innen auf der ganzen Welt in dieser Zeitspanne gesammelt haben. Aktuell sind das unter anderem drei Millionen Datenpunkte aus 135 GPS-Datensätzen von 65 Forschungsteams und 3.148 Individuen. Mithilfe von maschinellem Lernen bringe ich diese Daten zusammen und werte sie aus. Diese globale Analyse verbinde ich mit zwei detaillierten Studiensystemen – einem aus der Kategorie der Beutegreifer und einem aus der Aasfresser-Kategorie – um Algorithmen zu entwickeln, mit denen wir die Nahrungsstrategien entschlüsseln können.

Wie unterscheidet sich die Nahrungssuche von Kolkraben von jener der Sumpfohreulen, und welche Rolle spielt jeweils der Mensch?

Sumasgutner: Kolkraben sind ein wichtiger Bestandteil der Gruppe der Aasfresser. Das heißt, sie sind keine aktiven Jäger, sondern darauf spezialisiert, verendete Tiere zu finden, die ihnen entweder durch Beutegreifer wie Bär oder Wolf angezeigt werden oder auch durch den Menschen (Jagdaufbrüche oder Verkehrsopfer). In diesem Projektteil, der an der Konrad Lorenz Forschungsstelle der Uni Wien in Grünau im Almtal in Oberösterreich durchgeführt wird, kann ich experimentell testen, wie sich menschliches Verhalten auf Aasfresser auswirkt, und Störungen, etwa durch Wanderer, simulieren und das Verhalten der Raben analysieren. Dazu werde ich etwa 60 Kolkraben mit Accelerometer-Sensoren ausstatten.

Bei der zweiten Analyse geht es um Sumpfohreulen auf der Insel Floreana im Galápagos-Archipel. 2023 will man dort vom Menschen eingeschleppte, sogenannte invasive Arten entfernen – dazu zählen Mäuse, Ratten und Straßenkatzen –, da sie die endemische Tierwelt wie die berühmten Darwinfinken gefährden. Die Galápagos-Sumpfohreule ist der einzige, natürlich vorkommende Beutegreifer in diesem System und hat sich mittlerweile daran angepasst, hauptsächlich Mäuse zu erbeuten. Ich will herausfinden, wie sich ihr Jagd- und Fressverhalten verändert, wenn dieses Beutespektrum plötzlich wegfällt und die Eulen wieder auf ihre ursprüngliche, natürliche Beute umstellen müssen. Dazu statte ich etwa 50 der Eulen mit Accelerometer-Sensoren aus.

Mehr über das Projekt

Das START-Programm des FWF richtet sich an aufstrebende Spitzenforschende, denen die Möglichkeit gegeben wird, auf längere Sicht und finanziell abgesichert ihre Forschungen zu planen. Die sechs 2022 geförderten Projekte, drei davon werden von Frauen geleitet, werden mit jeweils bis zu 1,2 Millionen Euro gefördert. 

Petra Sumasgutner wird in ihrem START-Projekt  "Acceleration for Food" mithilfe von Beschleunigungssendern untersuchen, wie sich Futtersuchstrategien von Tieren durch menschlich verursachte Umweltauswirkungen verändern. Dabei analysiert sie mithilfe von maschinellem Lernen Datensätze, die Greifvogelforscher*innen während der Lockdowns der Corona-Pandemie sammelten. Die daraus entstandenen Algorithmen werden auf Datensätze, die vorher aus experimentellen Versuchen gewonnen werden, angewandt. 

Das Preisgeld wird die junge Verhaltensforscherin zum Großteil für den Aufbau ihres Teams verwenden und dabei insbesondere auch jungen Forschenden die Möglichkeit geben, sich wissenschaftlich zu etablieren. 

Welche Forschungslücken möchten Sie mit Ihrem Projekt schließen?

Sumasgutner: Greifvögel sind bislang in der Forschung vernachlässigt worden. Wir wissen, dass Menschen einen negativen Einfluss haben, wir wissen aber nicht genau, was menschliche Umweltveränderungen mit ihren Nahrungssystemen machen. In Bezug auf die Eulen im Galápagos-Archipel weiß man etwa noch nicht, wie sie ihr Jagd- und Brutverhalten ändern, wenn es keine Mäuse mehr gibt und wie lange es dauern wird, bis sich das Ökosystem regeneriert.  Hier in Österreich wird kaum Greifvogelforschung betrieben – es gibt einige sehr wichtige Artenschutzmaßnahmen und auch Organisationen die gute Schutzstrategien entwickeln, jedoch bietet die Grundlagenforschung mehr Möglichkeiten, neues Wissen zu generieren. Hier sehe ich meine Rolle darin, eine Brücke zu schlagen: zwischen der Grundlagenforschung und dem angewandten Artenschutz. Die Konrad Lorenz Forschungsstelle der Universität Wien ist dafür ideal, zum einen liegt sie mitten in einem Hotspot für Beutegreifer und Aasfresser situiert, d.h. dort finde ich geeignete Studiensysteme vor der Haustüre. Zum anderen ist sie ein Zentrum für Verhaltens- und Kognitionsbiologie, wodurch sich viele Synergien mit meinem Forschungsfeld, der Verhaltensökologie, ergeben.

Woher kommt Ihre Faszination für Greifvögel?

Petra Sumasgutner Greifvögel als Gruppe und das Thema Flug haben mich schon immer fasziniert – in der Forschung kann ich beide Leidenschaften verbinden. Dass ich selber (Gleitschirm-)Pilotin bin, hilft mir ungemein beim Verständnis von Thermik bzw. der topografischen Eigenschaften der Landschaft, die Greifvögel nützen, um effizient fliegen und jagen zu können. Außerdem bin ich sehr technikaffin, da bietet die Arbeit mit GPS und Beschleunigungssensoren sowie maschinelles Lernen viele Möglichkeiten. Und auch Kreativität ist gefragt: In der Verhaltensökologie ist es oft schwierig, Wildtiere detailliert zu beobachten, hier muss man daher oft erfinderisch sein, um herauszufinden, was sie wann und wo tun.

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Und noch eine persönliche Frage zum Schluss: Haben Sie wissenschaftliche Vorbilder?

Petra Sumasgutner Ja, mehrere. Eine ist die Ornithologin Anita Gamauf. Sie war meine PhD-Betreuerin und Mentorin und hat mich immer unterstützt. Als sie 2018 verstorben ist, hat sie eine große Lücke hinterlassen, die manchmal zu groß erscheint, um sie zu füllen. Aber ich bemühe mich. Ein weiteres Vorbild ist der Greifvogelexperte Leslie Brown, der mich mit seinen detaillierten Beobachtungen von Greifvogelverhalten inspiriert und ganz entscheidende Bücher zur Greifvogelforschung verfasst hat.

Das Interview erschien ursprünglich auf scilog, dem Magazin des Wissenschaftsfonds FWF.
Petra Sumasgutner ist Postdoc in der Abteilung für Kognitions- und Verhaltensbiologie an der Konrad Lorenz Forschungsstelle der Universität Wien in Grünau im Almtal. Sie absolvierte ein Lehramtsstudium für Biologie, Umweltkunde und Französisch und initiierte 2010 das Turmfalkenprojekt Wien.

2014 promovierte sie an der Universität Wien im Fachbereich Zoologie. In den darauffolgenden Jahren forschte Sumasgutner im Rahmen von Stipendien an den Universitäten Turku und Kapstadt und war an Kollaborationsprojekten mit der Universität Montpellier, Universität Lund, Universität Glasgow und der Universität Ulaanbaatar beteiligt. Seit 2020 arbeitet und forscht sie an der Konrad Lorenz Forschungsstelle der Universität Wien.