Eine neue DNA-Blattabstrich-Technik könnte revolutionieren, wie wir die Biodiversität überwachen.

Nur ein paar Abstriche von einer Handvoll Blättern können viel darüber aussagen, welche Tiere in der Umgebung herumstreifen.

Zwei Dutzend Blattabstriche von Pflanzen im Kibale-Nationalpark in Uganda gaben ein erstaunlich genaues genetisches Bild der Wirbeltierdiversität des Parks wieder, berichten Forscher in der Ausgabe vom 21. August der Zeitschrift "Current Biology". Die Abstriche sammelten Umwelt-DNA, oder eDNA, die von 52 Tieren stammt, von denen 30 bis zur Art identifiziert werden konnten. Die schnelle und einfache Technik ist eine potenziell revolutionäre Möglichkeit, die Biodiversität zu überwachen.

"Die Tatsache, dass sie einfach ein paar Blätter abwischen konnten und so viele Arten erhalten haben, ist wirklich cool und bemerkenswert", sagt Julie Lockwood, eine Biologin an der Rutgers University in New Brunswick, New Jersey, die nicht an der Studie beteiligt war.

Obwohl wir uns oft vorstellen, dass DNA sicher und geschützt innerhalb von Zellen sitzt, ist die Wahrheit, dass Partikel des genetischen Materials überall in der Umwelt frei herumfliegen. Diese eDNA sammelt sich oft in "Pools" in Gewässern oder auf Oberflächen wie Baumrinde an. Das Auffinden und Analysieren von eDNA kann verraten, welche Arten sich in einem Gebiet befinden - auch solche, die schwer zu entdecken sind.

Jan Gogarten, ein Biologe an der Universität Greifswald in Deutschland, wollte seine eDNA-Quelle - Fliegen, die DNA von toten Tieren und Kot aufnehmen - mit der der Biologin Christina Lynggaard vergleichen, die eDNA aus der Luft sammelt (SN: 18.01.22). Die beiden wollten ihre jeweiligen Techniken in Kibale vergleichen, aber das Einrichten der erforderlichen Luftfilter war zeitaufwendig. Deshalb beschloss Gogarten, während er wartete, einige nahegelegene Blätter abzuwischen.

"Es war nichts, was wir zuvor geplant hatten", sagt Lynggaard von der Universität Kopenhagen.

All das Abwischen in der Studie, das in drei Gebieten des Parks durchgeführt wurde, dauerte insgesamt 72 Minuten - durchschnittlich drei Minuten pro Abstrich. Zum Vergleich: Lynggaard ließ in einer früheren Studie Luftfilter laufen, um eDNA für mindestens 30 Minuten pro Filter zu sammeln, ohne die Zeit für das Aufstellen und Reinigen des Apparats einzurechnen. Die Forscher brachten die Abstriche dann zur Analyse nach Dänemark.

Die eDNA ergab viele charismatische Vögel und Säugetiere, von denen bekannt ist, dass sie im Park leben, darunter der Blaue Turako (Corythaeola cristata) und der Afrikanische Elefant (Loxodonta africana), aber es gab auch einige Überraschungen.

Colin Chapman, ein weiterer Mitarbeiter des Projekts und Biologe an der Vancouver Island University in Nanaimo, Kanada, "arbeitet seit über 30 Jahren im Wald", sagt Gogarten, "und er hatte Vogelarten auf der Liste, die er zuvor noch nicht gesehen hatte", die aber von anderen im Park gesichtet wurden. "Es gibt da draußen viel, was wir einfach nicht sehen", das mit eDNA aufgedeckt werden kann.

Darüber hinaus sind die Abstriche im Vergleich zu anderen Probenahmegeräten praktischer auf Reisen. Lockwood beispielsweise nimmt eDNA von Pflanzenoberflächen mit Farbwalzen ab. Mit den kleineren Abstrichen, sagt sie, "kann man einfach etablierte forensische Techniken verwenden, um die Abstriche aufzubewahren, aus dem Feld zu nehmen und ins Labor zu bringen."

Mit der Abnahme der Artenvielfalt in vielen Gebieten weltweit ermöglicht die Probenahme von eDNA mit Techniken wie Blattabstrichen "einen revolutionären Fortschritt in unserer Fähigkeit, diese Veränderungen zu dokumentieren und darauf zu reagieren", sagt Lockwood (SN: 04.09.20). "Es gibt nicht nur ein Werkzeug zur Sammlung von eDNA und zur Verarbeitung von allem, das in jedem Fall funktioniert. Je mehr Werkzeuge wir haben, desto besser stehen wir da."

Gogarten und Lynggaard hoffen, dass andere ihre Abwischtechnik übernehmen werden. Da die Methode "auch von Nicht-Wissenschaftlern verwendet werden kann", sagt Lynggaard, könnten "Menschen, die sich für Bürgerwissenschaft interessieren, … Forschern helfen, diesen weltweiten Verlust an Biodiversität zu bekämpfen", indem sie zum Beispiel Blätter in ihren Hinterhöfen abwischen und ein Bild von der Biodiversität ihrer eigenen Region erstellen.

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Zum Beispiel könnten Schulkinder mit Wattestäbchen ausgerüstet, sagt Gogarten, Blätter in ihren Hinterhöfen sammeln und ein Bild von der Biodiversität ihrer eigenen Region erstellen.

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