Umwelt-DNA: Jedes Lebewesen hinterlässt Spuren

FS Heincke Reise HE563 (9. – 20. Oktober 2020), Beitrag 4 / 8 von Sarah Taudien und Lukas Roß

Moin! Ich bin Sarah und durch die Corona-Umstände als Last-Minute-Teilnehmerin auf die HE563-Ausfahrt aufgesprungen – ganz getreu dem AWI-Motto „Expedition tomorrow“! Meine Arbeitsstelle als Doktorandin ist innerhalb der Fokusgruppe „Molekulare Ökologie“ des Helmholtz-Institutes für funktionelle marine Biodiversität (HIFMB) in Oldenburg angesiedelt. Der Schwerpunkt der Arbeitsgruppe liegt auf der Arbeit mit der Umwelt-DNA (eDNA). Hierbei wird die Unterschiedlichkeit vielzelliger Tiere im Meer mengenmäßig erfasst. Dies geschieht über das Sammeln und Bestimmen kleinster Teilchen des Erbguts, die in verschiedenen Formen wie Schuppen, Haare, Schleim und weiteren Absonderungen von Lebewesen in das Wasser abgegeben werden (eben der eDNA)!

Nachdem die CTD zurück an Deck ist, fülle ich mir eine Wasserprobe in einen Probenkanister (links). Diese Wasserprobe filtriere ich anschließend im Thermolabor (rechts).

Auf dieser Ausfahrt haben Lukas Roß (Masterstudent der marinen Umweltwissenschaften; UOL) und ich unsere Fähigkeiten im Parallelfiltrieren verbessert und dabei über 500 L Seewasser filtriert. Die Filtrationen über Filter mit 0.2 µm und 0.45 µm Porengröße fanden innerhalb von neun Messtagen unter besonderen Bedingungen statt: Wegen des hohen Seegangs fanden wir uns in einem schwankenden Labor wieder, in dem wir zudem in langen Ganztagsschichten arbeiten mussten! Am Rande angemerkt sei hier, dass wir Seewasser wesentlich lieber als Flusswasser filtrieren. Küstennahe Wasserproben benötigen nämlich aufgrund von aufgespültem Sediment oder des hohen Algenvorkommens einen deutlich längeren Filtrationsprozess.

So sieht ein Filter aus, nachdem ich eine Wasserprobe aus der Jade filtriert habe. Auf der Filteroberfläche hat sich eine Schicht aus braunen Sedimentrückständen gebildet.

Interessant für uns sind die „Rückstände“ auf den Filtern. Diese müssen nach der Fahrt im Labor an Land mit verschiedenen Methoden auf die eDNA hin untersucht werden. Von diesen Ergebnissen erhoffe ich mir einen Eindruck von der Artzusammensetzung der im Meer lebenden Vielzeller in der deutschen Bucht und über deren räumliche und zeitliche Verbreitung.

Wie jede Methode, muss auch die eDNA-Methode ständig weiterentwickelt werden. In diesem Zusammenhang wurden die Mündungsgebiete der Flüsse Weser, Ems und Elbe beprobt, was einen Vergleich der dort jeweils vorherrschenden Artzusammensetzung zulässt. So lässt sich die Genauigkeit der eDNA-Methode testen und auch ihr Potenzial bezüglich der Gewässer-Überwachung erweitern.