Überwachung und Schutz der aquatischen Biodiversität mit Umwelt-DNA

Stipendiatin/Stipendiat: Darina Siposova

Die Identifizierung von aquatischen Organismen des Makrozoobenthos über molekulare Methoden ist eine attraktive Alternative zu der morphologischen Bestimmung dieser Organismen, welche bisher weitreichend angewandt wurde. Die identifizierten Arten können dabei Auskunft über den ökologischen Zustand eines Gewässers und eventuell nötige Renaturierungsmaßnahmen geben. Für die Erfassung der Diversität in Fließgewässern werden derzeit zwei molekulare Methoden entwickelt und angewandt. Zum einen kann genetisches Material (freie DNA) der Organismengruppen über eine Wasserprobe gefiltert und dann von dem Filter extrahiert werden (Umwelt-DNA – eDNA). Über verschiedene Laborschritte und den Abgleich mit einer Referenzdatenbank kanndann Artenzusammensetzungen bestimmt werden. Eine weitere Methode zur Erfassung der Diversität ist DNA Metabarcoding. Diese unterscheidet sich zu der Erfassung über eDNA darin, dass keine Wasserproben gefiltert werden, sondern ganze Organismen über eine bestimmte Sammelmethode dem Gewässer entnommen werden.

Im Rahmen einer Doktorarbeit und des Projektes GBOL II (German Barcode of Life) werden drei verschiedene Fluβsysteme beprobt (Sieg, Ennepe, Emscher). Genommene Proben werden über die Methoden Metabarcoding und eDNA ausgewertet. Hierbei sollen Teile der Methoden verbessert werden um ein standardisiertes Protokoll zu verfassen. Zum anderen sollen die Auswirkungen verschiedener Stressoren (Mischsysteme, Kläranlagen, städt. Einleitungen) auf die Artenzusammensetzung des Makrozoobenthos ermittelt werden.

Im Frühjahr 2017 konnte ich an der Beprobung zweier Gewässer mitwirken und Einblicke in den Beprobungsablauf bekommen. Außerdem konnte ich gesammelte Proben mit den oben genannten Methoden im Labor bearbeiten um diese auch für zukünftige Projekte anwenden zu können.

Der methodische Ansatz, den wir in unserer Studie verwenden, nutzt neu entwickelte Sequenzierungsmethoden (NGS = next generation sequencer) und ist eine Form des „barcoding“. Mit diesem Ansatz, können wir die DNA verschiedener Arten in den Wasserproben erkennen.

Förderzeitraum:
07.02.2017 - 06.08.2017

Institut:
Universität Duisburg-Essen
Fakultät für Biologie
Aquatische Ökosystemforschung

Betreuer:
Prof. Dr. Florian Leese

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