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eDNA – wo bist Du? (Agentenmethoden, Teil 3)

27.11.2014, 12:00

  Ist es möglich, alle Lebewesen, die in einem Tümpel oder Teich leben, anhand von nur einer Wasserprobe nachzuweisen? Die landläufige Meinung vieler Wissenschaftler, oder vielmehr deren Hoffnung, ist, dass das möglich sein sollte. Dieser Frage gehen deshalb weltweit zurzeit mehrere Arbeitsgruppen weltweit nach, aber noch gibt es kein standardisiertes Protokoll oder Ähnliches. Auf die Initiative von Carsten Nowak (Senckenberg Gelnhausen, Arbeitsgruppe Naturschutzgenetik ) versuchen auch wir unser Glück – natürlich unter guter Anleitung von Carsten und seiner Doktorandin Claudia Witwer. Claudia hat uns eine „tropentaugliche“ Gebrauchsanweisung mitgegeben: mit vielen großen Bildern und wenig Text, mit der wir sicher auch in der großen Hitze noch die für uns neue Methode durchführen können!

Die„eDNA“- Idee (ganz vereinfacht) ist Folgende: Von allen wasserlebenden Lebewesen befindet sich auch ihre DNA in irgendeiner Form im Wasser, meist als Haut- oder Gewebezellen, die sie verlieren, z.B. wenn sie etwas ausscheiden oder die Zellen aus anderen Gründen absondern. Da es heute theoretisch möglich ist, verschiedene Tierarten aufgrund schon kurzer DNA-Stücke, sogenannter „Barcodes“ zu identifizieren, werden beim „eDNA“-Ansatz zunächst von aller im Filtrat vorhandenen DNA jene Barcodes generiert – ganz egal, zu wem sie gehören. Hierbei kommen neueste Methoden des sogenannten „Next Generation Sequencing“ zum Zuge. Die barcodes werden dann im nächsten Schritt nach Arten gruppiert bzw. falls möglich durch einen Abgleich mit einer Datenbank der vorhanden Barcodes identifiziert.

Hausteich

Auf der Suche nach eDNA am Hausteich (im Hintergrund ist die Station zu sehen).

Unser eigener Ansatz ist aber etwas spezieller. Da wir vor einigen Jahren die Barcodes aller auf dem Gelände der Station vorkommenden Frösche bereits generiert haben und folglich kennen (Jansen, Bloch, Schulze & Pfenninger 2011), werden wir unsere Filtrate gezielt auf Frosch-DNA hin untersuchen. Falls es uns gelänge, ein Werkzeug zu entwickeln, in dem man nur anhand von Wasserproben die Frösche eines Gebiets nachweisen könnte, wäre das für zukünftige Bestandsaufnahmen vor allem auch in abgelegenen und/oder großen Gebieten ein enormer Vorteil.

Filtern

eDNA wo bist Du? Filtern der Proben im Labor der Senckenberg-Forschungsstation.

Wir haben also zu diesem Zweck schon alles im Labor aufgebaut: eine elektrische Pumpe und viele, viele Filter, und unsere Aufgabe besteht jetzt „nur“ darin, je 1-2 L Wasserproben aus verschiedenen Tümpeln zu filtern und die Filter mit nach Deutschland zu bringen. Dies wird uns mehrere Tage beschäftigen. Die ersten Versuche verlaufen aber gut – wir nehmen probehalber das Wasser aus dem Wassertank der Station, und hoffen natürlich insgeheim, dass Carsten & Co. hier KEINE Frosch DNA entdecken! In den nächsten Tagen „filtern“ wir uns also durch die Tümpel der Umgebung. Manche haben leider so viele Schwebstoffe nach der langen Trockenzeit, dass kaum mehr als ein halber Liter zu filtern geht. Gottseidank kommt dann der große Regen: 80 mm in nur einer Nacht (siehe Blogeintrag „Die große Flut“).

Nachdem wir uns nachts von der unglaublichen Menge an Fröschen an unserem „Haustümpel“ überzeugen konnten, nehmen wir am Tag drauf dort unsere Proben und sind uns sicher: wenn wir HIER keine Frosch-DNA in den Filtraten finden, dann nirgendwo!



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