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30.03.2015 - Da steckt der Regenwurm drin

Frankfurt, den 30.03.2015. Wissenschaftler des Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrums haben gemeinsam mit dem mittelständischen Unternehmen ECT Oekotoxikologie GmbH belegt, dass für ökotoxikologische Tests unterschiedliche Regenwurmarten verwendet werden. In der Ökotoxikologie wird der mögliche schädliche Einfluss anthropogener Substanzen auf Ökosysteme in standardisierten Testverfahren abgeschätzt, die mit Modellorganismen arbeiten. Um die weltweite Vergleichbarkeit dieser Tests zu gewährleisten, benutzen Laboratorien durch internationale Richtlinien festgelegte Modellarten, darunter auch eine Regenwurmart. Die kürzlich im Fachjournal „Applied Soil Ecology“ erschienene Studie zeigt jedoch, dass diese Regenwurmart aus verschiedenen Arten besteht.

Die Regenwurmart Eisenia fetida, unterscheidet sich schon äußerlich durch ihre gelben Streifen. Das DNA-Barcoding  hilft auch morphologisch ähnliche Arten zu unterscheiden. Foto: A. Scheffczyk, ECT
Die Regenwurmart Eisenia fetida, unterscheidet
sich schon äußerlich durch ihre gelben Streifen. Das
DNA-Barcoding hilft auch morphologisch ähnliche Arten
zu unterscheiden. Foto: A. Scheffczyk, ECT

Der Mensch entlässt immer neue Stoffe in die Umwelt – oft ohne ihre Auswirkungen genau zu kennen. Um die Auswirkungen dieser, häufig auch giftigen, Substanzen abzuschätzen, gibt es inzwischen zahlreiche Richtlinien und Normen, nach denen standardisierte Untersuchungsverfahren identisch durchgeführt werden. Durch diese festgelegten Verfahren wird eine weltweite Vergleichbarkeit und Einheitlichkeit der Testverfahren gewährleistet.

Algen, Fische, Wasserflöhe oder Regenwürmer stehen für die ökotoxikologischen Test als Modellorganismen zur Verfügung – dabei müssen stets dieselben Arten verwendet werden, damit die Reaktionen auf die Giftstoffe immer die gleichen sind. „Bei den Regenwürmern ging man auch davon aus, dass immer die gleiche Art verwendet wurde. Jedoch sind diese Arten oft nicht so eindeutig und einfach zu identifizieren, wie es für die Tests erforderlich wäre“, erzählt Prof. Dr. Markus Pfenninger vom Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum und ergänzt: „Eine einfache und verläßliche Möglichkeit, die taxonomische Identität von Arten eindeutig zu bestimmen, ist das DNA-Barcoding“. Bei dieser Methode wird die Sequenz eines bestimmten DNA-Abschnitts genutzt, um die zu untersuchende Art eindeutig zu bestimmen.

Schwer zu unterscheiden: Regenwurmart Eisenia andrei  mit einer leichten Aufhellung an den Segmentgrenzen. Foto: B. Pohl, ECT
Schwer zu unterscheiden: Regenwurmart
Eisenia andrei mit einer leichten Aufhellung
an den Segmentgrenzen. Foto: B. Pohl, ECT

Ein internationales Konsortium von fünf DNA-Barcoding-Laboren unter der Federführung von Pfenninger und Dr. Jörg Römbke von der ECT Oekotoxikologie GmbH/Flörsheim hat die in den Tests verwendete Regenwurmart Eisenia, auch als Kompostwurm bekannt, unter die Lupe genommen und die vermutete Artzugehörigkeit per Barcoding überprüft. Sie konnten in einem breit angelegten Vergleichstest, durchgeführt von 28 ökotoxikologischen Laboren aus 15 Ländern und vier Kontinenten, übereinstimmend zeigen, dass nur 17 der 28 Labore tatsächlich mit den von ihnen angegebenen Regenwurm-Arten der Gattung Eisenia arbeiteten. „An elf Instituten wurden die Tests de facto mit anderen Arten dieser Gattung durchgeführt“, fasst Pfenninger das Ergebnis der Studie zusammen. „Da nicht bekannt ist, inwieweit sich die fraglichen Arten in ihrer Reaktion auf die zu testenden Substanzen unterscheiden, stehen Ergebnis und Vergleichbarkeit von Tests in Frage, wenn diese nicht eindeutig mit denselben Arten durchgeführt werden“, erläutert Römbke die Problematik.
Darüber hinaus wurde in der Studie auch die Existenz einer so genannten „kryptischen Art“ in den Laboratorien nachgewiesen, die sich zwar morphologisch nicht von einer der beschriebenen Kompostwurm-Arten unterscheidet, jedoch genetisch eine eigene Spezies darstellt. „Hinweise auf diese Art gab es bereits, wir konnten sie aber erstmals belastbar belegen“, ergänzt Pfenninger.

Die Resultate der Studie werden jetzt Standardisierungsorganisationen wie der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) und der Internationalen Organisation für Normung (ISO) vorgelegt. „Unser Ziel ist es, das DNA-Barcoding als Methode zur eindeutigen Identifizierung der für die Tests verwendeten Arten in den internationalen Richtlinien zu etablieren. Wir erhoffen uns so die Qualität ökotoxikologischer Routinetests zu verbessern und sicherzustellen, dass deren Ergebnisse weltweit vergleichbar sind“, erklärt Pfenninger.

Pressestelle
Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung
Tel. 069- 7542 1434

Publikation
DNA barcoding of earthworms (Eisenia fetida/andrei complex) from 28 ecotoxicological test
– In: Applied Soil Ecology, DOI
http://dx.doi.org/10.1016/j.apsoil.2015.02.010

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