Pilotprojekt zu "eDNA" : Luftmessstationen sammeln Umwelt-DNA
Mittels Luftmessstationen analysiert man normalerweise nur die Luftqualität. Aber sie sammeln auch Erbgut aus der Umwelt ein, was man ebenfalls verwerten kann.
DNA-Fragment (Symbolbild).(Bild: Corona Borealis Studio/Shutterstock.com)
Es ist ein riesiger Datenschatz, der Wissenschaftlern wichtige Erkenntnisse bringen kann: Umwelt-DNA. Das sind genetische Spuren, die Organismen etwa über Hautzellen oder Sporen in der Umgebung hinterlassen. Am Hessischen Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG) läuft derzeit ein Pilotprojekt zur Untersuchung dieser winzigen Erbgutträger.
Die HLNUG-Experten verschiedener Fachrichtungen haben geprüft, ob sich Umwelt-DNA (environmental DNA, eDNA), die Luftmessstationen aus der Luft aufnehmen, zum Identifizieren von Lebewesen der Umgebung eignet. Die Luftmessstationen hat man ursprünglich nur zum Sammeln von Feinstaub aus der Luft konzipiert, um die Luftqualität zu messen.
Projektkoordinator Simon Thorn zieht eine erste positive Bilanz. Es habe sich gezeigt, dass sich die gewählte Methode grundsätzlich dazu eignet, DNA aus der Umwelt zu sammeln und zu analysieren. Beispielsweise bleibt die gesammelte eDNA bei der gewählten Lagerungsmethode der Filter unversehrt.
Luftgetrocknete DNA
"Normalerweise würde man DNA oder Substrate, aus denen DNA extrahiert werden soll, mit reinem Alkohol oder unter Tiefkühltemperaturen lagern"", erläutert Thorn. Das ist erforderlich, um den Zerfall der langen Molekülketten einzudämmen. Die Filter aus den Luftmessstationen werden jedoch nur getrocknet. "Und es hat trotzdem noch funktioniert." Gemeint ist damit: Die anschließende Analyse der eDNA lieferte brauchbare Ergebnisse; die langen Erbgutstränge waren nicht zu sehr zerkrümelt, um darin zu lesen, von welchen Lebewesen die Filter eDNA aufgenommen haben.
Zwar haben die Wissenschaftler vorrangig die Methode getestet, erste inhaltliche Aussagen können sie jedoch auch treffen. "Man kann ganz grob sagen, dass rund ein Drittel der gesammelten Umwelt-DNA Pilzsporen sind", erklärt Thorn. Das überrascht nicht, weil Sporen hervorragend haltbar sind. Ein Viertel stamme aber von Gliedertieren und dabei größtenteils von der Gruppe der Insekten. Zudem stamme ein weiteres Viertel von Wirbeltieren. Der Rest sei ein bunter Mix von weiteren Lebewesen.
Die Zuordnung der eDNA erfolgt über Referenzdatenbanken, in denen das Erbgut vieler Pflanzen und Tiere hinterlegt ist. "Es gibt Gruppen, die gut erfasst und gut erforscht sind, zum Beispiel die Vögel", sagt Thorn. Dies gelte auch für Schmetterlinge und Käfer.
Schlammpeitzger gesucht und gefunden
Das HLNUG hatte 112 Proben von Filtern mit unterschiedlichem Material gesammelt, sie waren unterschiedlich alt und stammten von verschiedenen Standorten. "Das ist schon eine absolut tolle Methode, weil man sie gut standardisieren kann", bekräftigt Thorn. Zudem verbessere sich die Analysetechnik rasant und die Luftmessstationen seien als Materialsammler bereits verfügbar.
Der Wissenschaftler erhofft sich von der Untersuchung der eDNA unter anderem "Hinweise auf Arten oder Zusammenhänge, die wir vielleicht bisher übersehen haben". Als Beispiel nannte er eine Studie, bei der eDNA aus Wasser gefiltert und darin nach dem seltenen Schlammpeitzger gesucht wurde, einem 20 bis 30 Zentimeter langen Grundfisch. Nach dem Massenscreening seien die Gewässer mit positiven Befunden gezielt auf die Fischart überprüft worden. "Und tatsächlich hat man so neue Vorkommen gefunden."
(dz)
