Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung

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01.01.2019 - FAQ Wolfsmonitoring bei Senckenberg

FAQs zum bundesweiten genetischen Wolfmonitoring bei Senckenberg

Im Frühjahr 2000 wurden im Nordosten von Sachsen zum ersten Mal – seit der Ausrottung des Wolfes durch den Menschen um 1850 – in Deutschland wieder wildlebende Wolfswelpen geboren. Nachdem in den folgenden fünf Jahren die weitere Etablierung dieser Tierart nur zögerlich verlief, ist seit 2006 ihre dynamische Ausbreitung zu beobachten. Inzwischen leben in allen östlichen Bundesländern territoriale Wölfe. Auch im Süden bzw. Westen von Deutschland, wo bisher nur Niedersachsen Wolfsrudel beherbergte, schreitet die Entwicklung voran. Hin und wieder wandern auch einzelne Wölfe aus Deutschlands südlichen Nachbarländern nach Deutschland ein.

So wird es immer wichtiger, die in den Bundesländern erhobenen Daten zum Vorkommen von Wölfen, aber auch zu den damit verbundenen Konflikten und Ängsten, bundesweit aufzubereiten und zur Verfügung zu stellen.

Die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung wurde nach einem umfangreichen Auswahlverfahren des Bundesamts für Naturschutz den Bundesländern zur Nutzung als "Nationales Referenzzentrum für genetische Untersuchungen bei Luchs und Wolf" empfohlen und untersucht daher seit Anfang 2010 alle bundesweit anfallenden Wolfsproben. Dieses zentrale Vorgehen ist sinnvoll und international üblich, um einen Überblick zur bundesweiten Situation zu erhalten und Messungenauigkeiten zwischen Labors zu vermeiden, da wildtiergenetische Untersuchungen bisher keinen genormten Standardisierungsverfahren unterliegen.

Als Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft ist Senckenberg zur Einhaltung höchster wissenschaftlicher Standards verpflichtet. Wissenschaftliche Neutralität gehört somit zu unseren obersten Leitzielen – selbstverständlich auch beim Thema Wolf.

Im Folgenden möchten wir Ihnen gerne die häufigsten Fragen zum bundesweiten genetischen Wolfsmonitoring beantworten:

Welche Erfahrungen hat Senckenberg bei der Wolfsforschung?

Der Wolf ist eine nach EU-Recht streng geschützte Art, zu deren Bestandsmonitoring in Deutschland die Bundesländer verpflichtet sind. Die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung wurde nach einem umfangreichen Auswahlverfahren des Bundesamts für Naturschutz den Bundesländern zur Nutzung als Referenzzentrum für genetische Wolfsanalysen empfohlen und untersucht seit Anfang 2010 alle bundesweit anfallenden Wolfsproben.

2016 wurde durch die Bundesregierung die „Dokumentations- und Beratungsstelle des Bundes zum Thema Wolf“ unter der Führung Senckenbergs eingerichtet. Senckenberg arbeitet hierbei eng mit dem LUPUS Institut für Wolfsmonitoring und -forschung in Deutschland, sowie mit dem Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung Berlin (IZW) zusammen. Senckenberg kooperiert darüber hinaus im Rahmen der Forschung zur Wolfsgenetik mit zahlreichen Institutionen aus dem In- und Ausland, beispielsweise den Universitäten in Arhus, Frankfurt, Oulu, Prag, Rom, Tartu, Wageningen und Warschau. Im Rahmen des internationalen CEwolf-Konsortiums werden Ergebnisse der genetischen Analysen zum Wolf in Mitteleuropa regelmäßig mit FachkollegInnen aus mehreren Ländern abgeglichen.

Senckenbergs Expertise im Fachgebiet Naturschutzgenetik lässt sich durch mehr als 70 wildtiergenetische Publikationen in internationalen Fachzeitschriften in den letzten 10 Jahren belegen. Inner- und zwischenartliche Hybridisierung ist dabei ein zentraler Forschungsschwerpunkt und wurde bei zahlreichen Gruppen, wie Säugetieren, Vögeln und Insekten molekulargenetisch untersucht.

Die Untersuchung der Schädel von Säugetieren ist eine der Hauptforschungsrichtungen der Abteilung Zoologie im Senckenberg Museum für Naturkunde in Görlitz. Seit über 30 Jahren werden kraniometrische und kraniologische Untersuchungen an verschiedenen Arten absolviert. Die entsprechende Expertise ist im deutschsprachigen und internationalen Schrifttum mit über 30 Fachartikeln gut dokumentiert.

Ist Senckenberg in der „Wolfsfrage“ neutral?

Die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung ist eine unabhängige Bürgergesellschaft, die seit über 200 Jahren weltweit Naturforschung betreibt. Als Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft ist Senckenberg zur Einhaltung höchster wissenschaftlicher Standards verpflichtet. Wissenschaftliche Neutralität gehört somit zu unseren obersten Leitzielen.

Wie wird das genetische Wolfsmonitoring finanziert?

Die genetischen Untersuchungen werden durch die verantwortlichen Länderstellen finanziert. Die Vergütung läuft auf Probenbasis. Die Kosten pro Probe sind von Art, Dauer und Methodik der beauftragten Untersuchung abhängig und belaufen sich normalerweise auf 100 - 200 ¤ pro Analyse. Die Untersuchung von nichtinvasiv gesammeltem Probenmaterial wie Kot, Urin oder Rissproben ist aufwändig und teurer, als dies bei Standardapplikationen im klinisch-diagnostischen Bereich üblich ist.

Senckenberg erwirtschaftet aus den Probenanalysen keinerlei Gewinne. Alle durch den genetischen Analyseservice erzielten Einnahmen dienen der Finanzierung der hierfür benötigten MitarbeiterInnen sowie von Verbrauchsmaterialien und der Laborinstandhaltung.

Sind die von Senckenberg genutzten Analysemethoden aussagekräftig?

Die Basis für das bundesweite genetische Wolfsmonitoring bilden Mikrosatellitenuntersuchungen auf Basis der Kern-DNA, die einen individuell einzigartigen genetischen Fingerabdruck ergeben und Rückschlüsse auf Individuenzahlen, Verwandtschaften und das Vorkommen von Hybriden der ersten Hybridgeneration (F1) erlauben. Bislang wurden bei über 4000 Proben mit Wolfsverdacht Kern-DNA-basierte Mikrosatellitenuntersuchungen durchgeführt. Um auch weiter zurückliegende Hybridisierungsereignisse detektieren zu können, verwendet Senckenberg eine kürzlich entwickelte Methode (Harmoinen et al., in Vorbereitung; Kraus et al., 2015): Über einen sogenannten SNP-Chip werden zahlreiche über das komplette Genom verteilte Punktmutationen (SNPs) untersucht, an denen sich Wölfe unabhängig ihrer geografischen Herkunft sicher von Haushunden unterscheiden lassen. Die Methode basiert auf den Daten großer genomweiter Studien, die in den letzten Jahren von international führenden WissenschaftlerInnen durchgeführt wurden (z.B. Galaverni et al., 2017; von Holdt et al., 2012). Anhand der Methode lassen sich Hybridisierungsereignisse mindestens bis in die dritte Hybridgeneration (= zweite Rückkreuzungsgeneration) sicher nachweisen. Die Methode ist deutlich präziser und höher auflösend als herkömmliche Methoden.

Welche Informationen können durch die genetischen Untersuchungen bereitgestellt werden?

Verwandtschaft und Rudelanzahl

Die Anzahl an über Verwandtschaftsanalysen genetisch rekonstruierten Wolfsrudeln ist in den letzten Jahren immer weiter angestiegen. Auf der Homepage der Dokumentations- und Beratungsstelle des Bundes zum Wolf (DBBW), www.dbb-wolf.de können die Rudelzahlen pro Jahr eingesehen werden. In diese Zahlen fließen jährlich auch die Ergebnisse des genetischen Wolfsmonitorings ein. Über die fortlaufenden genetischen Verwandtschaftsanalysen lässt sich bestätigen, dass es sich bei allen bekannten Rudeln um Familien handelt, deren Nachwuchs meist ein bis zwei Jahre beim Rudel verbleibt und danach abwandert. Meist verpaaren sich nur die Elterntiere eines Rudels; in wenigen Fällen wurden Inzuchtpaarungen innerhalb eines Rudels nachgewiesen.

Herkunft und Wanderbewegungen deutscher Wölfe

Wie durch polnische WissenschaftlerInnen belegt wurde (Czarnomska et al., 2013), ähneln deutsche Wölfe genetisch stark den Wolfsbeständen in Westpolen sowie Tieren aus einem Waldgebiet in den südwestlichen Masuren. Es ist daher anzunehmen, dass die Wölfe Deutschlands und Westpolens aus den Masuren stammen. Besonders im Süden Deutschlands werden über DNA-Analysen zudem gelegentlich Wölfe nachgewiesen, die aus dem Alpenraum stammen. Einwanderer aus weiteren umliegenden Wolfspopulationen konnten in Deutschland über DNA -Analysen bislang noch nicht nachgewiesen werden. Im Jahr 2017 wurden erstmals Wölfe in Deutschland nachgewiesen, die aus einem Gehege entkommen waren (Nationalpark Bayerischer Wald). Gehegetiere lassen sich über Mikrosatelliten und mitochondriale DNA-Analysen sicher erkennen.

Über Abgleiche der aktuell mehr als 700 individuelle DNA-Profile deutscher Wölfe umfassenden genetischen Wolfsdatenbank können regelmäßig Weitwanderungen einzelner Wölfe rekonstruiert werden. Beispiele hierfür sind mehrere in Dänemark nachgewiesene Wölfe, die aus der Lausitz stammen, sowie ein Jährling aus dem Wolfsrudel bei Cuxhaven, dessen Wanderroute im Jahr 2016 anhand von DNA-Analysen an Schafsrissen bis in den Bonner Raum und schließlich wieder zurück nach Niedersachsen nachverfolgt werden konnte.

Hybridisierungsgrad

Bislang wurden in Deutschland zwei Hybridisierungsfälle nachgewiesen. Vier Welpen aus einem Wurf in Sachsen aus dem Jahr 2003 sowie drei weitere Welpen aus Thüringen (2017) wurden genetisch als F1-Hybriden identifiziert. Auf tschechischer Seite des Grenzgebiets zu Sachsen wurde zusammen mit Kollegen der Universität in Prag (Prof. Pavel Hulva) 2016 ein weiterer Hybridisierungsfall bestätigt. Außer diesen Fällen konnten über Mikrosatelliten- oder SNP-basierte Untersuchungen keine weiteren Hinweise auf Hybridisierungsereignisse im deutschen Wolfsbestand erbracht werden. Die Hybridisierungsrate bei Wölfen in Deutschland beträgt demnach aktuell <1% (2 Fälle bei 245 nachgewiesenen Würfen in Deutschland im Zeitraum 2000 - 2017), was einen im internationalen Vergleich sehr geringen Wert darstellt (siehe z.B. Hindrikson et al. 2012; Pacheco et al. 2017).

Sollten die genetischen Untersuchungen von dafür akkreditierten Labors durchgeführt werden?

Bislang existieren keine genormten Standards für die Analyse und Interpretation von Wolfsproben, daher werden in dem Bereich keine Akkreditierungen vergeben, wie dies beispielsweise in der klinisch-diagnostischen Analytik üblich ist. Die bei Senckenberg praktizierten Methoden sind an die international üblichen wissenschaftlichen Verfahren angelehnt und werden in Kooperation mit anderen Institutionen ständig abgeglichen und weiterentwickelt.

Warum werden die Proben zentralisiert bearbeitet?

Eine solche Zentralisierung ist sinnvoll, da im Unterschied zu menschlichen Proben genetische Untersuchungen am Wolf nicht genormt sind, so dass ein direkter Vergleich der Ergebnisse verschiedener Labore nicht ohne weiteres möglich ist. Die zentrale Bearbeitung anfallender Proben ist daher eine wesentliche Voraussetzung für eine bundesweit vergleichbare Bestandserfassung des Wolfes. Diese Vorgehensweise ist auch international üblich (z.B. in Frankreich, Schweden, Österreich, Schweiz).

Wie lange dauern die Analysen?

Mit den zuständigen Länderstellen wurden einzuhaltende Fristen für genetische Untersuchungsergebnisse vereinbart. Die genetische Rudelrekonstruktion auf Basis der über ein gesamtes Monitoringjahr anfallenden DNA-Proben erfolgt einmal jährlich. Für Artbestimmungen auf Basis von Tupferproben von mutmaßlichen Wolfsrissen werden durchschnittlich 8-10 Werktage benötigt, bei entsprechend beauftragten Eilproben werden in diesem Zeitraum auch Individuen- und Rudelzugehörigkeit bestimmt. Als Eilproben können nur Proben mit einer besonderen Dringlichkeit akzeptiert werden.

Bei einem unklaren Ergebnis wird häufig noch die Analyse einer B-Probe in Auftrag gegeben, was die Analysezeit entsprechend verlängert. Wann ein Ergebnis der Öffentlichkeit bekannt wird, liegt im Ermessen der Auftraggebers. Die Ermittlung des Verursachers von Nutztierrissen ist ein komplexer Prozess, in dem die genetische Analyse nur einen Teilschritt darstellt. Vom verstrichenen Zeitraum zwischen einem Rissvorfall zur Bekanntgabe des Ergebnisses kann daher nicht auf die Dauer der genetischen Untersuchung geschlossen werden.

Warum ist nicht jede Analyse erfolgreich?

DNA-basierte Rissuntersuchungen basieren auf Speichelresten am Tierkadaver, die durch Regen, Sonne und Nachnutzer schnell zersetzt werden. Die erfolgreiche Ermittlung des Rissverursachers auf Basis von DNA-Analysen ist daher nur in etwa jedem 2. Fall erfolgreich. Der Analyseerfolg hängt dabei vor allem von einer zeitnah durchgeführten, professionellen Beprobung ab.

Warum nimmt Senckenberg nicht jede Probe an?

Der Status Senckenbergs als nationales Referenzzentrum beinhaltet eine Beschränkung auf von behördlicher Seite beauftragte Analysen. Daher kann Senckenberg keine Wolfsproben annehmen, die z.B. von Naturschützern, Landwirten oder Jägern direkt zugesandt werden. Es besteht jedoch die Möglichkeit, gefundene Wolfshinweise den zuständigen Behörden zu melden und damit gegebenenfalls eine Untersuchung zu veranlassen.

Wieviel Wolfshybriden gibt es nach aktuellem Stand in Deutschland?

Senckenberg liegen keinerlei wissenschaftliche Hinweise vor, dass es sich bei den deutschen Wölfen um Hybride handelt. Die modernen genomischen Analysen, deren Ergebnisse unabhängig vom eigenen Referenzprobenstamm sind, belegen klar, dass die heimischen Wölfe keinen erhöhten Hybridisierungsgrad aufweisen.

Die Hybridisierungsrate beträgt anhand der umfassenden Datenerhebung aus dem Wolfsmonitoring unter 1 Prozent, was einen vergleichsweise niedrigen Wert darstellt. Das Thema Hybridisierung im deutschen Wolfsbestand spielt daher aus wissenschaftlicher Sicht aktuell nur eine untergeordnete Rolle.

Weiterführende Literatur

Andersen LW, Harms V, Caniglia R, Czarnomska SD, Fabbri E, Jędrzejewska B, Kluth G, Madsen AB, Nowak C, Pertoldi C, Randi E, Reinhardt I, Stronen AV (2015) Long-distance dispersal of a wolf, Canis lupus, in Northwestern Europe. Mammal Research 60, 163-168

Czarnomska S, Jędrzejewska B, Borowik T, Niedziałkowska M, Stronen A, Nowak S, et al. (2013) Concordant mitochondrial and microsatellite DNA structuring between Polish lowland and Carpathian Mountain wolves. Conservation Genetics 14, 573-588

de Groot GA, Nowak C, Skrbin¨ek T, Andersen L, Aspi J, Fumagalli L, Godinho R, Harms, V, Jansman HAH, Liberg O, Marucco F, Mysłajek RW, Nowak S, Pilot M, Randi E, Reinhardt I, Śmietana W, Szewczyk M, Taberlet P, Vilà C, Muñoz-Fuentes V (2016) Decades of population genetic research call for harmonization of molecular markers: the grey wolf, Canis lupus, as a case study. Mammal Review 46, 44-59

Galaverni M, Caniglia R, Pagani L, Fabbri E, Boattini A, Randi E (2017) Disentangling timing of admixture, patterns of introgression, and phenotypic indicators in a hybridizing wolf population. Molecular Biology & Evolution 34, 2324-2339

Gravendeel B, de Groot A, Kik M, Beentjes KK, Bergman H, Caniglia R, Cremers H, Fabbri E, Groenenberg D, Grone A, Bruinderink GG, Font L, Hakhof J, Harms V, Jansman H, Janssen R, Lammertsma D, Laros I, Linnartz L, van der Marel D, Mulder JL, van der Mije S, Nieman AM, Nowak C, Randi E, Rijks M, Speksnijder A, Vonhof HB (2013) The first wolf found in the Netherlands in 150 years was the victim of a wildlife crime. Lutra 56, 93-109

Harmoinen J, von Thaden A, Cocchiararo B, Jarausch A, Kvist L, Aspi J, Munoz-Fuentes V, Nowak C: A fast and reliable SNP-based approach for accurate discrimination of wolves, domestic dogs and their hybrids based on noninvasively collected samples. In Vorbereitung

Harms V, Nowak C, Carl S, Muñoz-Fuentes V (2016) Experimental evaluation of genetic predator identification from saliva traces on wildlife kills. Journal of Mammalogy 96, 138-143.

Hindrikson M, Männil P, Ozolins J, Krzywinski A, Saarma U (2012) Bucking the Trend in Wolf-Dog Hybridization: First Evidence from Europe of Hybridization between Female Dogs and Male Wolves. PLoS ONE 7, e46465

Hindrikson M, Remm J, Pilot M, Godinho R, Stronen AV, Baltrūnaité L, Czarnomska SD, Leonard JA, Randi E, Nowak C, Åkesson M, López-Bao JV, Álvares F, Llaneza L, Echegaray J, Vilà C, Ozolins J, Rungis D, Aspi J, Paule L, Skrbin¨ek T, Saarma U (2017) Wolf population genetics in Europe: a systematic review, meta-analysis and suggestions for conservation and management. Biological Reviews 92, 1601-1629

Kraus RHS, vonHoldt B, Cocchiararo B, Harms V, Bayerl H, Kühn R, Förster DW, Fickel J, Roos C, Nowak C (2015) A single-nucleotide polymorphism-based approach for rapid and cost-effective genetic wolf monitoring in Europe based on non-invasively collected samples. Molecular Ecology Resources 15, 295-305

Lesniak I, Heckmann I, Heitlinger E, Szentiks CA, Nowak C, Harms V, Jarausch A, Reinhardt I, Kluth G, Hofer H, Krone O (2017) Population expansion and individual age affect endoparasite richness and diversity in a recolonising large carnivore population. Nature Scientific Reports 7, 41730

Pacheco C et al. (2017) Spatial assessment of wolf-dog hybridization in a single breeding period. Scientific Reports 7, 42475

Randi E, Hulva P, Fabbri E, Galaverni M, Galov A, Kusak J, et al. (2014) Multilocus detection of wolf x dog hybridization in Italy, and guidelines for marker selection. PLoS ONE 9, e86409

vonHoldt BM, Pollinger JP, Earl DA, Parker HG, Ostrander EA, Wayne RK (2012) Identification of recent hybridization between gray wolves and domesticated dogs by SNP genotyping. Mammalian Genome 24, 80-88

von Thaden A, Cocchiararo B, Jarausch A, Jüngling H, Karamanlidis A A, Tiesmeyer A, Nowak C, Muñoz-Fuentes V (2017) Assessing SNP genotyping of noninvasively collected wildlife samples using microfluidic arrays. Nature Scientific Reports 7, 10768

Stand: Januar 2019


 


 

 

 

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