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Technologie

Der molekularbiologische Artennachweis bietet verschiedene Vorteile: eine visuelle Detektion oder das Fangen der gesuchten Spezies ist nicht notwendig. Dadurch ist die Methode nicht invasiv für die jeweiligen Arten und auch die Störung der umgebenden Fauna und Flora ist minimal. Darüber hinaus ist das Verfahren zeitsparend, objektiv und liefert sichere Ergebnisse, was vor allem bei der Suche nach schwierig zu identifizierenden Arten eine wichtige Rolle spielt. Doch wie funktioniert eigentlich der molekularbiologische Artennachweis?

 Umwelt-DNA

Das Nachweisverfahren wird mithilfe von Umwelt-DNA durchgeführt, die auch als eDNA (environmental DNA) bezeichnet wird. Das ist DNA, die Tiere und Pflanzen konstant an ihre umgebende Umwelt abgeben. Dies geschieht z.B. durch Hautzellen, Schleim, Ausscheidungen oder auch bei der Fortpflanzung. Diese Umwelt-DNA bleibt dann, abhängig von biotischen und abiotischen Faktoren, eine gewisse Zeit im jeweiligen Lebensraum der Spezies erhalten.

Aquatischer Lebensraum. Foto © PMU Photography - Philipp Mundil
Entnahme einer Wasserprobe. Foto © Andreas Bindseil

Gewinnung von Umwelt-DNA

Um Umwelt-DNA zu gewinnen ist eine Probe des Lebensraumes ausreichend, in dem sich die zu untersuchende Spezies aufhält. Bei aquatisch lebenden Arten kann etwa eine kleine Wasserprobe gesammelt werden. Aus dieser Probe wird mithilfe einer Spritze ein Teilmenge des Wassers entnommen und über einen speziellen Filter geleitet. Dadurch bleibt die Umwelt-DNA der Tiere und Pflanzen im Filter haften und kann im Labor der weiterführenden Analyse unterzogen werden.

Analyse von Umwelt-DNA

Die in dem speziellen Filter gesammelte Umwelt-DNA wird dann anschließend im Labor extrahiert. Nach der Extraktion folgen mehrere Reinigungsschritte und die Analyse der DNA. Hierfür wird das moderne molekularbiologische Testverfahren der PCR (Polymerase-Kettenreaktion) genutzt. Mithilfe dieser Methode kann die in der Probe enthaltene Umwelt-DNA eindeutig den gesuchten Tier- und Pflanzenarten im jeweiligen Lebensraum zugeordnet werden. Die effiziente und zeitsparende Analyse ermöglicht einen hohen Probendurchsatz.

Analyse von Umwelt-DNA. Foto © PMU Photography - Philipp Mundil