{"id":52232,"date":"2026-10-23T12:48:01","date_gmt":"2026-10-23T10:48:01","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/promotionsstipendium\/20020-685\/"},"modified":"2026-10-23T12:48:05","modified_gmt":"2026-10-23T10:48:05","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\u00c3\u00a4ssern \u00c3\u00bcber Umwelt-DNA"},"content":{"rendered":"<p><strong>Entwicklung nicht-invasiver genetischer Erhebungsinstrumente f\u00c3\u00bcr das Biomonitoring<\/strong><\/p>\n<p>Der Ru\u00cc\u02c6ckgang der Biodiversita\u00cc\u02c6t wirbelloser Tiere in Seen, Ba\u00cc\u02c6chen und Flu\u00cc\u02c6ssen hat weitreichende Konsequenzen fu\u00cc\u02c6r diese O\u00cc\u02c6kosysteme, ihre Funktionen und Leistungen. Wo und wie genau sich Biodiversita\u00cc\u02c6t vera\u00cc\u02c6ndert ist insbesondere fu\u00cc\u02c6r die zahlreichen kleineren Organismen, Insekten, Krebse, Schnecken u.v.a.m. nur sehr unzureichend erforscht. Fu\u00cc\u02c6r einen gezielten Schutz der O\u00cc\u02c6kosysteme und auch fu\u00cc\u02c6r die Ma\u00c3\u0178nahmenkontrolle im beho\u00cc\u02c6rdlichen Naturschutz sind diese Daten von gro\u00cc\u02c6\u00c3\u0178ter Relevanz. Die klassischen Erhebungsmethoden, d.h. eine Beprobung u\u00cc\u02c6ber Netze und mikroskopische Bestimmung der Tiere, sind hier ein limitierender Faktor. Dies liegt daran, dass sie I) nur verha\u00cc\u02c6ltnisma\u00cc\u02c6\u00c3\u0178ig grob die Artenvielfalt der Makroinvertebraten erfassen ko\u00cc\u02c6nnen, II) sie aufwendig in der Durchfu\u00cc\u02c6hrung sind, sie III) entsprechend nur selten und iv) zudem meist nur fu\u00cc\u02c6r gro\u00cc\u02c6\u00c3\u0178ere Gewa\u00cc\u02c6sser (>10 km2\u00c2\u00a0Einzugsgebiet bei Flu\u00cc\u02c6ssen) durchgefu\u00cc\u02c6hrt werden. Eine Alternative stellt das DNA-Metabarcoding dar. Mit dieser Technik ko\u00cc\u02c6nnen auf Grundlage von DNA-Sequenzen verschiedenste Arten gleichzeitig identifiziert werden und dabei auch solche Arten voneinander unterschieden werden, welche morphologisch nicht oder nur aufwa\u00cc\u02c6ndig und mit viel Expertise zu bestimmen sind. Bislang wird das DNA-Metabarcoding fu\u00cc\u02c6r Wirbellose meist nur auf Sammelproben von ganzen Individuen angewendet, die bei dem Prozess der DNA Extraktion jedoch\u00c2\u00a0\u00e2\u20ac\u201c\u00c2\u00a0wie bei der klassischen Erhebung &#8211; geto\u00cc\u02c6tet und in Alkohol eingelagert werden. Eine der dra\u00cc\u02c6ngendsten Fragen bei der Erhebung der wirbellosen Artenvielfalt ist daher, ob eine Erhebung auch ohne invasive Beprobung und To\u00cc\u02c6ten der Tiere mo\u00cc\u02c6glich ist. Hier kommt die seit wenigen Jahren entwickelte Methode des Metabarcodings von sogenannter\u00c2\u00a0\u00e2\u20ac\u017eUmwelt-DNA\u00e2\u20ac\u0153 (engl.\u00c2\u00a0eDNA\u00c2\u00a0\u00e2\u20ac\u201c\u00c2\u00a0environmental DNA) als zunehmende Alternative in Frage. Wie in der Forensik wird durch Umwelt-DNA nur DNA aus abgegebenen Ko\u00cc\u02c6rperzellen der Organismen in der Umwelt (dem Flusswasser) isoliert. Dies hat den Vorteil, dass weder Fische noch Makroinvertebraten durch die Probennahme gesto\u00cc\u02c6rt oder gar geto\u00cc\u02c6tet werden mu\u00cc\u02c6ssen. Da Umwelt-DNA u\u00cc\u02c6ber weite Distanzen transportiert werden kann, ist eine laute Kritik mo\u00cc\u02c6glicher beho\u00cc\u02c6rdlicher 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\u00cc\u02c6rts zuru\u00cc\u02c6ckzufu\u00cc\u02c6hren ist. Ziel des beantragten Pionierprojektes ist eine Lo\u00cc\u02c6sung fu\u00cc\u02c6r dieses Problem des ortsspezifischen Nachweis u\u00cc\u02c6ber nicht-invasives Umwelt-DNA- Metabarcoding. Konkret werden zwei methodisch-innovative Lo\u00cc\u02c6sungsoptionen u\u00cc\u02c6berpru\u00cc\u02c6ft werden: I) Es sollen ku\u00cc\u02c6nstliche Substrate ins Gewa\u00cc\u02c6sser eingesetzt und von Wirbellosen besiedelt werden. Diese Substrate werden anschlie\u00c3\u0178end entnommen, fu\u00cc\u02c6r kurze Zeit in einem Wassergefa\u00cc\u02c6\u00c3\u0178 aufbewahrt und aus dem Wasser anschlie\u00c3\u0178end die Umwelt-DNA isoliert und der Artnachweis durchgefu\u00cc\u02c6hrt, die Tiere wieder in den Fluss entlassen. II) Es soll zudem eine klassische Kicksampling-Beprobung gema\u00cc\u02c6\u00c3\u0178 EU-Wasserrahmenrichtline durchgefu\u00cc\u02c6hrt werden,\u00c2\u00a0die Tiere jedoch nicht in Alkohol konserviert, sondern in Wasser u\u00cc\u02c6berfu\u00cc\u02c6hrt, aus diesem Umwelt- DNA fu\u00cc\u02c6r den Artnachweis extrahiert werden. Die Tiere werden im Anschluss wieder in den Fluss gesetzt.<\/p>\n<p>Das Projekt soll an einem renaturierten Gewa\u00cc\u02c6sser, der Emscher, sowie zwei naturnahen Flu\u00cc\u02c6ssen (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\u00cc\u02c6ber lange Zeitra\u00cc\u02c6ume, sogenanntes Langzeitmonitoring, umsetzbar. Entsprechend ko\u00cc\u02c6nnten Variationen der Artgemeinschaft aufgrund von kurzfristigen und extremen Ereignissen von schrittweisen Vera\u00cc\u02c6nderungen unterschieden werden und die Ergebnisse der Erstellung neuer Richtlinien fu\u00cc\u02c6r zuku\u00cc\u02c6nftiges Biodiversita\u00cc\u02c6ts- und Gewa\u00cc\u02c6sserbiomonitoring dienen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Entwicklung nicht-invasiver genetischer Erhebungsinstrumente f\u00c3\u00bcr das Biomonitoring Der Ru\u00cc\u02c6ckgang der Biodiversita\u00cc\u02c6t wirbelloser Tiere in Seen, Ba\u00cc\u02c6chen und Flu\u00cc\u02c6ssen hat weitreichende Konsequenzen fu\u00cc\u02c6r diese O\u00cc\u02c6kosysteme, ihre Funktionen und Leistungen. Wo und wie genau sich Biodiversita\u00cc\u02c6t vera\u00cc\u02c6ndert ist insbesondere fu\u00cc\u02c6r die zahlreichen kleineren Organismen, Insekten, Krebse, Schnecken u.v.a.m. nur sehr unzureichend erforscht. 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