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Interviews

Im Interview: Senckenberg-Wissenschaftler*innen

Seit Jahren warnen Mediziner*innen und Umweltschützer*innen: Durch den illegalen Wildtierhandel, unregulierte Wildtiermärkte sowie die sukzessive Zerstörung von intakten Ökosystemen ist die Gesundheit des Planeten und damit unsere eigene in Gefahr. Im Digital Talk zeigte Dr. Stefan Prost, Senckenberg Wissenschaftler und Spezialist für genetisches Barcoding und Monitoring, wie Pandemie, illegaler Wildtierhandel und Biodiversitätsverlust zusammenhängen.

Genetische Vielfalt ist die Variabilität und Varianz in den Genen aller Organismen. Diese Vielfalt versteht man als Unterschiede zwischen einzelnen Individuen, Arten und Genen. Sie ist wichtig, weil sie die Grundlage der Vielfalt und funktionaler Diversität aller Lebensformen auf dieser Erde bildet. Prof. Dr. Steffen U. Pauls ist Leiter der Abteilung Terrestrische Zoologie am Senckenberg Forschungsinstitut Frankfurt. Sein Forschungsschwerpunkt ist die Evolution von Insekten, die an Bächen und Flüssen leben.

In einer Ansammlung von Zellen (einem Gewebe oder einem Organismus) weist jede Zelle die gesamte genomische DNA auf, in der die Erbinformation kodiert ist. Bei einer Trennung der genomischen DNA von der restlichen Zelle liegt ein Gemisch aus genomischer DNA aus verschiedenen Zellen eines Organismus (eines Individuums oder Gewebes) vor. Eine Genombibliothek bedient sich dieser gesamten genomischen DNA, schneidet diese in kleine Stücke und setzt die einzelnen Stücke in einen Mikroorganismus – beispielsweise ein Bakterium – ein. Mittels Kultivierung dieses Bakterium kann so ein spezifisches Fragment vermehrt werden. Genombibliotheken werden also dazu genutzt, um Genome in einem anderen Organismus zu speichern oder spezifische Bereiche eines Genoms mittels Bakterienkulturen oder anderen organischen Kulturen zu vermehren. Prof. Dr. Steffen Pauls ist Leiter der Abteilung Terrestrische Zoologie am Senckenberg Forschungsinstitut Frankfurt. Sein Forschungsschwerpunkt ist die Evolution von Insekten, die an Bächen und Flüssen leben.

Biodiversitätsgenomik befasst sich oft mit der Veränderung genetischer Vielfalt. Nicht nur in diesem Kontext sind naturwissenschaftliche Sammlungen wie die Senckenbergs extrem wertvoll. Dadurch ist es bspw. möglich Vergleiche innerhalb einer Art oder einer Population anzustellen, ohne ein Tier oder eine Pflanze aus seinem natürlichen Habitat zu entnehmen. Auch lassen sich durch Sammlungsobjekte Rückschlüsse auf Umweltveränderungen ziehen.
Prof. Dr. Steffen U. Pauls ist Leiter der Abteilung Terrestrische Zoologie am Senckenberg Forschungsinstitut Frankfurt. Sein Forschungsschwerpunkt ist die Evolution von Insekten, die an Bächen und Flüssen leben.

Die Ziele Loewe-Zentrum TBG ist genetische Ressourcen aus einer Bandbreite von Organismen besser zu verstehen und für eine anwendungsorientierte Forschung kenntlich und nutzbar zu machen. Erste Ergebnisse gibt es bereits im Bereich der Naturschutzgenomik. Dort ist es gelungen, Flechten-Naturstoffe zu isolieren, auf biologische Aktivität zu testen und in einem Partnerinstitut auf entzündungshemmende oder potenzielle Wirkung gegen Krebszellen zu analysieren. In einem grundlagenorientierten Projekt wird untersucht, wie Genfluss zwischen verschiedenen Arten stattfinden kann. Grundsätzlich wird angenommen, dass jede Art sich in sich alleine vermehrt und wenig Genfluss stattfindet. Durch die Untersuchung ganzer Genome zum Beispiel von Bären oder Walen wurde jedoch festgestellt, dass viel Genfluss zwischen den Arten herrscht. Prof. Dr. Steffen U. Pauls ist Leiter der Abteilung Terrestrische Zoologie am Senckenberg Forschungsinstitut Frankfurt. Sein Forschungsschwerpunkt ist die Evolution von Insekten, die an Bächen und Flüssen leben.

Die genetische Forschung ist im Kontext der nachhaltigen Nutzung von Bioressourcen wichtig. Stoffe, die in der Natur von Pflanzen produziert werden, können durch biotechnologische Prozesse auch in Bakterien hergestellt werden. Das bedeutet theoretisch, dass keine pflanzlichen Inhaltsstoffe mehr verbraucht werden müssen, sondern eine biotechnologische Reproduktion in beispielsweise einem Fermenter möglich ist. Dies führt zu einer Nachhaltigkeit in der Nutzung von Bioressourcen und kann zum Beispiel in der Pharmaindustrie genutzt werden. Diese Methoden gehen auf die Information von Genen und Genomen zurück. Prof. Dr. Steffen U. Pauls ist Leiter der Abteilung Terrestrische Zoologie am Senckenberg Forschungsinstitut Frankfurt. Sein Forschungsschwerpunkt ist die Evolution von Insekten, die an Bächen und Flüssen leben.

Nur von wenigen Arten- und Organismengruppen gibt es eine genaue Abschätzung, ob diese vom Aussterben bedroht sind. Zudem ist oftmals nicht bekannt, ob und in welchem Maße die für Ökosysteme relevanten Arten bedroht sind, oder ob diese das Potential besitzen, sich an die veränderten Umweltbedingungen anzupassen. An dieser Stelle soll die neue Studie ansetzen, eben diese Fragen beantworten, um entsprechende Handlungen ableiten zu können.

Der neue Forschungsansatz zielt darauf ab, Vorhersagen über die Reaktion von Arten auf den Klimawandel treffen zu können. Mit diesen Erkenntnissen können bereits frühzeitig Maßnahmen ergriffen oder Handlungsempfehlungen gegeben werden. Die Basisinformation zum Verhalten der Arten ebnet den Weg für wichtige Entscheidungen, Naturschutzkonzepte et cetera.

Dr. Ann-Marie Waldvogel (SBIK-F) spricht über die vielen Möglichkeiten, die Bürger*innen haben, um sich in der Forschung zu engagieren.

Es gibt drei Möglichkeiten, wie eine Art auf veränderte Umweltbedingungen reagieren kann. Zum einen kann eine Art ihren speziellen Umweltbedingungen folgen, das heißt beispielsweise mit ihrem Klima wandern. Zum anderen kann sie sich genetisch anpassen, das bedeutet, dass sie neue Eigenschaften evolviert, die ihr ein Überleben in veränderten Lebensbedingungen erlaubt. Zuletzt gibt es auch Arten, denen Veränderungen keine größeren Probleme oder Umstellungen bereiten. Der gravierendste Fall wäre das Aussterben der Art – sie kann nicht migrieren oder sich anpassen und verliert so ihre Nische.

Ein Beispiel für eine gelungene Anpassung an veränderte Umweltbedingungen ist unter der Bezeichnung Industriemelanismus bekannt. Ein Falter, der natürlich in einer heller Variante vorgekommen ist, wandelte sich im Zuge der Industrialisierung und damit einhergehenden Luftverschmutzung in Großbritannien in eine dunklere Variante um. Die Luftverschmutzung, die sich vor allem auf dem Lebensraum des Falters, den hellen Birken und anderen Baumarten, niedergeschlagen hatte, veränderte so das Aussehen der Falters, der sich zur Tarnung an die neuen dunklen Oberflächen anpasste.

Der „Zero Draft“ der CBD ist wichtig, weil die Gesellschaft sicherstellen muss, dass das Ziel, die biologische Vielfalt unseres Planeten zu retten und damit das menschliche Wohlergehen zu sichern, innerhalb der nächsten 50 Jahre erreicht wird.

Die Natur ist nicht sehr vorhersehbar. Durch die Modellierung von Tieren können jedoch Vorhersagen über die Möglichkeit ihres Aussterben gemacht werden, sollte die globale Erwärmung anhalten. Abgesehen vom Aussterben werden viele Arten ihre Verbreitungsgebiete auf höhere oder niedrigere Breitengrade ausdehnen müssen, um Temperaturänderungen zu überleben. Dies betrifft die dort heimischen Arten, da diese dann miteinander konkurrieren. Invasive Arten könnten so ursprüngliche Arten ersetzen, was sich auf die trophische Ebene auswirkt und weitere Probleme verursacht.

Der Mensch ist vom Meer und seinen Ressourcen abhängig. Der Ozean versorgt uns nicht nur mit Nahrung, sondern auch mit Mineralien, Ölen und anderen wichtigen Ressourcen. Auch Rohstoffe für die Medizin, zum Beispiel gegen Krebserkrankungen, werden aus dem Meer gewonnen. Wenn wir diese Ressourcen verlieren, könnten wir bei der Behandlung von Menschen, die an bestimmten Krankheiten leiden, auf starke Probleme stoßen. Diese Abhängigkeiten müssen berücksichtigt werden, um eine hohe Lebensqualität zu gewährleisten. Wir Menschen sind dafür verantwortlich, diese natürlichen Ressourcen zu erhalten und zu bewahren.

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