{"id":52232,"date":"2026-02-11T10:46:52","date_gmt":"2026-02-11T09:46:52","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/promotionsstipendium\/20020-685\/"},"modified":"2026-02-11T10:46:52","modified_gmt":"2026-02-11T09:46:52","slug":"20020-685","status":"publish","type":"promotionsstipendium","link":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/promotionsstipendium\/20020-685\/","title":{"rendered":"Entwicklung und Validierung nicht-invasiver Erhebungsinstrumente zur Erfassung der Wirbellosenfauna in Gew\u00e4ssern \u00fcber Umwelt-DNA"},"content":{"rendered":"<p><strong>Entwicklung nicht-invasiver genetischer Erhebungsinstrumente f\u00fcr das Biomonitoring<\/strong><\/p>\n<p>Der Ru\u0308ckgang der Biodiversita\u0308t wirbelloser Tiere in Seen, Ba\u0308chen und Flu\u0308ssen hat weitreichende Konsequenzen fu\u0308r diese O\u0308kosysteme, ihre Funktionen und Leistungen. Wo und wie genau sich Biodiversita\u0308t vera\u0308ndert ist insbesondere fu\u0308r die zahlreichen kleineren Organismen, Insekten, Krebse, Schnecken u.v.a.m. nur sehr unzureichend erforscht. Fu\u0308r einen gezielten Schutz der O\u0308kosysteme und auch fu\u0308r die Ma\u00dfnahmenkontrolle im beho\u0308rdlichen Naturschutz sind diese Daten von gro\u0308\u00dfter Relevanz. Die klassischen Erhebungsmethoden, d.h. eine Beprobung u\u0308ber Netze und mikroskopische Bestimmung der Tiere, sind hier ein limitierender Faktor. Dies liegt daran, dass sie I) nur verha\u0308ltnisma\u0308\u00dfig grob die Artenvielfalt der Makroinvertebraten erfassen ko\u0308nnen, II) sie aufwendig in der Durchfu\u0308hrung sind, sie III) entsprechend nur selten und iv) zudem meist nur fu\u0308r gro\u0308\u00dfere Gewa\u0308sser (>10 km2\u00a0Einzugsgebiet bei Flu\u0308ssen) durchgefu\u0308hrt werden. Eine Alternative stellt das DNA-Metabarcoding dar. Mit dieser Technik ko\u0308nnen auf Grundlage von DNA-Sequenzen verschiedenste Arten gleichzeitig identifiziert werden und dabei auch solche Arten voneinander unterschieden werden, welche morphologisch nicht oder nur aufwa\u0308ndig und mit viel Expertise zu bestimmen sind. Bislang wird das DNA-Metabarcoding fu\u0308r Wirbellose meist nur auf Sammelproben von ganzen Individuen angewendet, die bei dem Prozess der DNA Extraktion jedoch\u00a0\u2013\u00a0wie bei der klassischen Erhebung &#8211; geto\u0308tet und in Alkohol eingelagert werden. Eine der dra\u0308ngendsten Fragen bei der Erhebung der wirbellosen Artenvielfalt ist daher, ob eine Erhebung auch ohne invasive Beprobung und To\u0308ten der Tiere mo\u0308glich ist. Hier kommt die seit wenigen Jahren entwickelte Methode des Metabarcodings von sogenannter\u00a0\u201eUmwelt-DNA\u201c (engl.\u00a0eDNA\u00a0\u2013\u00a0environmental DNA) als zunehmende Alternative in Frage. Wie in der Forensik wird durch Umwelt-DNA nur DNA aus abgegebenen Ko\u0308rperzellen der Organismen in der Umwelt (dem Flusswasser) isoliert. Dies hat den Vorteil, dass weder Fische noch Makroinvertebraten durch die Probennahme gesto\u0308rt oder gar geto\u0308tet werden mu\u0308ssen. Da Umwelt-DNA u\u0308ber weite Distanzen transportiert werden kann, ist eine laute Kritik mo\u0308glicher beho\u0308rdlicher Anwender, dass mit der Erhebungsmethode kein echter Ortsbezug erhalten werden kann, da unklar bleibt, ob ein positiver Nachweis auf eine Art vor Ort oder stromaufwa\u0308rts zuru\u0308ckzufu\u0308hren ist. Ziel des beantragten Pionierprojektes ist eine Lo\u0308sung fu\u0308r dieses Problem des ortsspezifischen Nachweis u\u0308ber nicht-invasives Umwelt-DNA- Metabarcoding. Konkret werden zwei methodisch-innovative Lo\u0308sungsoptionen u\u0308berpru\u0308ft werden: I) Es sollen ku\u0308nstliche Substrate ins Gewa\u0308sser eingesetzt und von Wirbellosen besiedelt werden. Diese Substrate werden anschlie\u00dfend entnommen, fu\u0308r kurze Zeit in einem Wassergefa\u0308\u00df aufbewahrt und aus dem Wasser anschlie\u00dfend die Umwelt-DNA isoliert und der Artnachweis durchgefu\u0308hrt, die Tiere wieder in den Fluss entlassen. II) Es soll zudem eine klassische Kicksampling-Beprobung gema\u0308\u00df EU-Wasserrahmenrichtline durchgefu\u0308hrt werden,\u00a0die Tiere jedoch nicht in Alkohol konserviert, sondern in Wasser u\u0308berfu\u0308hrt, aus diesem Umwelt- DNA fu\u0308r den Artnachweis extrahiert werden. Die Tiere werden im Anschluss wieder in den Fluss gesetzt.<\/p>\n<p>Das Projekt soll an einem renaturierten Gewa\u0308sser, der Emscher, sowie zwei naturnahen Flu\u0308ssen (Sieg und Ennepe) getestet werden. Beide neue Erhebungsmethodik soll mit Hilfe von a) Umwelt-DNA direkt aus dem Fluss, b) durch die Extraktion von DNA aus den Organismen des Kicksamplings und c) durch Langzeitmonitoringdaten validiert werden. Dadurch, dass die vorgeschlagenen Methoden nicht-invasiv, zeit- und kosteneffizient sind, erscheint ein konstantes Monitoring u\u0308ber lange Zeitra\u0308ume, sogenanntes Langzeitmonitoring, umsetzbar. Entsprechend ko\u0308nnten Variationen der Artgemeinschaft aufgrund von kurzfristigen und extremen Ereignissen von schrittweisen Vera\u0308nderungen unterschieden werden und die Ergebnisse der Erstellung neuer Richtlinien fu\u0308r zuku\u0308nftiges Biodiversita\u0308ts- und Gewa\u0308sserbiomonitoring dienen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Entwicklung nicht-invasiver genetischer Erhebungsinstrumente f\u00fcr das Biomonitoring Der Ru\u0308ckgang der Biodiversita\u0308t wirbelloser Tiere in Seen, Ba\u0308chen und Flu\u0308ssen hat weitreichende Konsequenzen fu\u0308r diese O\u0308kosysteme, ihre Funktionen und Leistungen. 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