TRIER. Forscherinnen und Forscher der Universität Trier haben Muscheln als natürliche Umwelt-DNA-Sammler entdeckt und können nun Veränderungen in Ökosystemen über mehrere Jahrzehnte beobachten.
Dank einer kreativen Eingebung und einer einzigartigen Sammlung von Proben sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Trier erstmals in der Lage, den Wandel von Biodiversität und die Einwanderung von Arten über mehrere Jahrzehnte rekonstruieren zu können. Die besondere Fähigkeit von Muscheln, mehr als einen Liter Meerwasser pro Stunde zu filtern und die inhalierten Stoffe im Verdauungstrakt anzureichern, brachte die Biogeographen auf eine bahnbrechende Idee. Durch die Auswertung der in den Muscheln enthaltenen DNA-Spuren von in ihrer Umgebung siedelnden Lebewesen lassen sich detaillierte Beschreibungen des jeweiligen Ökosystems erstellen.
Mithilfe von Proben, die an der Universität Trier über vier Jahrzehnte für die Umweltprobenbank gesammelt wurden, und dank der neuen Methode der Analyse von Umwelt-DNA kann die Entwicklung von Biodiversität über einen Zeitraum von mehreren Jahrzehnten nachverfolgt werden. Ursprünglich war dieses Archiv von Proben aus unterschiedlichen Ökosystemen in ganz Deutschland für das Monitoring von Umweltverschmutzung angelegt worden. Zu den gesammelten Objekten gehören auch Miesmuscheln von deutschen Küsten, die den Trierer Biogeographen nun als Bioindikatoren dienen.
Bei seinen Langzeituntersuchungen konnte das Trierer Forschungsteam auch nachweisen, dass die durch den Klimawandel allmählich ansteigenden Temperaturen invasive Arten begünstigen und Biodiversität einschränken. Den Nachweis machten Prof. Dr. Henrik Krehenwinkel, Doktorandin Isabelle Junk und Bachelorstudentin Nina Schmitt am Beispiel der Australischen Seepocke fest. Die aus Australien stammende Krebstierart war während des Zweiten Weltkriegs nach Europa eingeschleppt worden, siedelte sich an europäischen Küsten an und verdrängte dort einheimische Arten.
Innerhalb des untersuchten Zeitraums von 40 Jahren stellten die Trierer Biogeographen mehrere starke Schwankungen in der Population der Australischen Seepocke an der deutschen Nordseeküste fest, die mit den Temperaturverläufen korrelierten. Insbesondere in kalten Wintern mit Temperaturen unter dem Gefrierpunkt wurden die Bestände der Australischen Seepocke massiv reduziert. Davon konnte sich die Population teils erst nach mehreren Jahren erholen, dann allerdings so gut, dass einheimische Seepocken fast vollständig verdrängt wurden.
„Bislang verfügbare Zeitreihen sind oft kurz oder unvollständig und lassen keine verlässlichen Aussagen darüber zu, ob es sich bei Veränderungen in der biologischen Vielfalt um kurzfristige Populationsschwankungen oder langfristige Trends handelt. Dieser Nachweis kann nun durch die Analyse von Umwelt-DNA und der langzeitarchivierten Umweltproben geführt werden“, erläutert Prof. Dr. Henrik Krehenwinkel.
„Mit unserer Untersuchung konnten wir auch auf eine wichtige ökologische Folge des Klimawandels für Biodiversität hinweisen. Die allmählich immer wärmer werdenden Winter ebnen invasiven wärmebevorzugenden Arten den Weg, sich zu vermehren und einheimische Populationen zu verdrängen“, sagt Isabelle Junk, Doktorandin der Biogeographie und Mitautorin der Studie. Die Australische Seepocke ist nur einer von unzähligen weiteren Eindringlingen, die sich weitgehend unbemerkt über die Meere ausbreiten – mit nicht abschätzbaren Folgen. Die Sequenzierung von Umwelt-DNA in Kombination mit den in der UPB gelagerten Proben bietet nun die Option, durch weitere Forschung diese Arten auf breiter Ebene zu identifizieren und ihre Wege nachzuverfolgen.
Die Studie
Isabelle Junk, Nina Schmitt und Henrik Krehenwinkel: Tracking climate change induced biological invasions by metabarcoding archived natural eDNA samplers.
Current Biology Volume 33, Issue 18,2023 (Quelle: Universität Trier)
Im Artikel wird beschrieben, dass es früher an den deutschen Küsten nur eine Seepockenart gab. An Schiffen wurde eine zweite Seepockenart aus dem Südpazifik eingeschleppt, die aber weniger kältetolerant ist als die einheimische, mit der sie konkurriert.
Fakt ist jedenfalls, wo es früher nur eine Art gab, gibt es nun zwei. Wo ist da die behauptete Einschränkung der Biodiversität? Ich zähle da eine Verdopplung der Artenzahl.
Weil die eine die andere verdrängt. Aber das ist ein komplexes Problem. Früher wurden zahlreiche Tier- und Pflanzenarten im Ballastwassertank von Schiffen eingeschleppt, mittlerweile muss das Ballastwasser desinfiziert werden soweit ich weiss.
Aber das Einschleppen fremder Tier- und Pflanzenarten wird weitergehen und die Frage ist, ist das nicht vielleicht auch Teil der Natur und macht eine Bekämpfung immer Sinn?
Bevor der Mensch kam konnten nur Birkensamen die weite Strecke von Amerika nach Europa fliegen, so dass es Birken sowohl in Amerika als auch in Europa gibt.
Dieser Baum hier den jeder kennt
https://de.wikipedia.org/wiki/Gew%C3%B6hnliche_Robinie#Bestandteil_der_Kulturlandschaft
wurde u.a. aus Amerika eingeführt weil das Holz so widerstandsfähig gegen Fäulniss ist und man daraus prima Weinstöcke zum Anbinden der Weinreben machen kann.
Gibts überall in der Umgebung von Trier, an der Autobahn und rechts und links von Trier Richtung Wasserbillig.
Nachteil er verdrängt einheimische Arten und wird mit erheblichem Aufwand bekämpft.
Andererseits kann ihn jeder in der nächsten Baumschule kaufen und anpflanzen so dass er sich weiter verbreitet.
Also man müsste mal entscheiden was man will: Keine fremden Arten mehr anbauen oder sie strikt bekämpfen wie z.B. in Neuseeland.
Noch spannender finde ich allerdings diesen Baum hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/G%C3%B6tterbaum#Der_G%C3%B6tterbaum_als_Nahrung_f%C3%BCr_Pflanzenfresser
Gibts auch in Trier, vermehrt sich wie verrückt und ist resistent gegen Streusalz, Hundepisse, Abgase usw. weshalb er vermehrt städtische Schutthalden und Freiflächen usw besiedelt.