DNA-Fischen deckt Wildtiere auf - wissenschaft.de
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Umwelt+Natur

DNA-Fischen deckt Wildtiere auf

Dieser Rothirsch hinterlässt DNA-Spuren im Flusswasser, die seine Präsenz im Ökosystem anzeigen. (Bild: UMass Amherst/Joseph Drake)

Sie sind scheu, unscheinbar oder sehr selten – welche Tierarten in einem Lebensraum vorkommen, lässt sich oft nur durch aufwendige Methoden oder langwieriges Beobachten nachweisen. Doch nun haben Forscher das Potenzial einer vergleichsweise unkomplizierten Methode zur Identifizierung ganzer Gemeinschaften von Säugetieren in Ökosystemen aufgezeigt: Der Nachweis von Umwelt-DNA in Flusswasser kann verraten, welche Arten im Einzugsbereich eines Gewässers leben.

Die Welt ist im Wandel – viele Ökosysteme der Erde verändern sich im Zuge der menschlichen Eingriffe und der klimatischen Veränderungen sehr stark: Bestimmte Arten verschwinden dadurch aus ihren angestammten Lebensräumen – andere breiten sich hingegen invasiv aus. Um diese Prozesse erfassen zu können und zu überprüfen, ob etwa Schutzmaßnahmen Erfolg zeigen, ist eine genaue Beurteilung des Bestands und der Verbreitung von Tieren sehr wichtig.

Neue Methoden sind gefragt

Einige Arten sind allerdings bekanntlich schwer zu erfassen – das gilt besonders für Säugetiere. „Zu ihrer Erkennung und Überwachung kommen deshalb verschiedene Methoden zum Einsatz, wie die Suche nach Anzeichen wie Fußabdrücken oder Kot bis zur Verwendung von Kamerafallen“, sagt Co-Autor Allan McDevitt von der University of Salford. Wie er betont, sind diese Methoden aber vergleichsweise aufwendig und teuer. Zudem sind diese traditionellen Erhebungsmethoden häufig auf eine bestimmte Art zugeschnitten und eigenen sich deshalb nicht für einen Gesamtblick auf die Arten eines Ökosystems. „Wir suchen deshalb nach Möglichkeiten, um die Bewertung und Überwachung der biologischen Vielfalt zu verbessern, die universell und kostengünstig angewendet werden können“, sagt McDevitt.

So kamen die Forscher auf die Idee, die Methode des sogenannten Metabarcodings auf ihr Anwendungsgebiet zu übertragen. In marinen und Süßwasserökosystemen hat diese Nachweistechnik von Umwelt-DNA das Monitoring der Biodiversität ganzer Lebensräume bereits revolutioniert. Das Konzept beruht dabei auf dem Nachweis von kleinen Erbgutmengen, die Tiere wie Fische oder Amphibien beispielsweise über den Kot an das Wasser abgeben. Inwieweit sich aber auch terrestrische Tiere, die im Einzugsbereich eines Gewässers leben, über ihre eingespülten Erbgutspuren im Wasser nachweisen lassen, war bisher unklar.

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Tiergemeinschaften im Spiegel ihrer Umwelt-DNA

Um diese Möglichkeit auszuloten, sammelten McDevitt und seine Kollegen Wasser und Sedimente aus Bächen und Flüssen in Schottland und England und unterzogen sie im Labor genetischen Tests. Wie sie berichten, konnten sie das Potenzial der Methode erfolgreich demonstrieren: Sie identifizierten die DNA von über 20 wildlebenden Säugetierarten in dem Flusswasser. Die Ergebnisse bildeten dabei die ganze Gemeinschaft ab: von der Wühlmaus, über Dachs und Fuchs bis hin zum Rotwild. Die Ergebnisse deckten sich dabei mit den Daten von Bestandserfassungen in den jeweiligen Gebieten durch Fährten, Kotproben oder durch Überwachungskameras.

„Diese aufwendigen Methoden könnten somit nun möglicherweise bald nicht mehr unbedingt nötig sein: Jetzt müssen wir vielleicht nur noch ein paar Flaschen Wasser sammeln, ins Labor bringen und die DNA analysieren, die wir in den Proben finden“, so McDevitt. Abschließen sagt er: „Wir haben gezeigt, dass aus Gewässern gesammelte Umwelt-DNA uns Informationen über das Vorhandensein oder Fehlen von Säugetieren mit Naturschutzbedenken liefern kann. Dieses Verfahren könnte somit nun weitreichend zur Überwachung des Rückgangs oder der Erholung von Populationen oder zur Früherkennung invasiven Arten verwendet werden“, meint der Wissenschaftler.

Quelle: University of Massachusetts Amherst, Fachartikel: Journal of Applied Ecology, doi: 10.1111/1365-2664.13592

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Wissenschaftslexikon

Viele Wochen stand die Venus strahlend hell am Abendhimmel, seit sie im vergangenen Herbst auf der östlichen Seite ihrer Bahn hinter der Sonne hervorgekommen war. In nur wenigen Tagen schon ist es damit vorbei und der helle Abendstern überholt die Erde auf ihrer schnelleren Bahn um die Sonne und wechselt auf die westliche Seite der Sonne, bevor sie wieder als Morgenstern am Himmel erscheint.

Da sie zwischen Sonne und Erde steht, sehen wir sie im Moment als sehr schmale Sichel. Nur 3,5% der Venusfläche sind noch beleuchtet, mit abnehmender Tendenz. Trotzdem ist sie immer noch heller als -4. Größenklasse, nur von Mond und Sonne am Himmel übertroffen. Denn sie steht der Erde nun fast so nahe, wie sie ihr nur kommen kann, 0,3 Astronomische Einheiten oder 45 Millionen km. Deswegen erscheint sie jetzt auch besonders groß, 55 Bogensekunden, also fast eine Bogenminute, 1/60 eines Winkelgrads, 1/30 des scheinbaren Durchmessers des Mondes. Das ist in etwa die Grenze des Auflösungsvermögens des menschlichen Auges, d.h. theoretisch könnte man mit guten Augen erkennen, dass die Venus kein Punkt ist. Ein so strahlend helles Objekt blendet das Auge jedoch vor dunklem Hintergrund, so dass nur ein heller Klecks zu erkennen ist.

Ansicht der relativen Positionen von Erde, Venus und Merkur auf ihren Bahnen um die Sonne. Alle drei Planeten bewegen sich gegen den Uhrzeigersinn, wobei die Venus auf ihrer weiter innen liegenden schnelleren Bahn die Erde überholt, von der westlichen (linken) Seite der Sonne auf die östliche (rechte) Seite wechselt und somit vom Abendstern zum Morgenstern wird. Die größte Annäherung an die Sonne wird übrigens untere Konjunktion genannt und findet am 3. Juni 2020 statt. Wenn Venus hinter der Sonne durchzieht, nennt man dies hingegen obere Konjunktion ... mehr

kunst|ge|werb|lich  〈Adj.〉 das Kunstgewerbe betreffend, zu ihm gehörig, auf ihm beruhend

Ge|richts|ver|hand|lung  〈f. 20; Rechtsw.〉 Verhandlung vor Gericht

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