Wie können Innovationen bei Klimaanpassung helfen? - eDNA als Beispiel
Bild: LeistenDer Klimawandel ist eine der drängendsten globalen Herausforderungen unserer Zeit. Seine Auswirkungen auf Ökosysteme, Artenvielfalt und menschliche Gesellschaften zu erforschen, gehört auch im Hinblick auf die Anpassung an den Klimawandel zu den wichtigsten Aufgaben. Denn nur, was wir kennen und wissen, können wir schützen. In diesem Kontext gewinnt die Umwelt-DNA (Environmental DNA oder eDNA) als innovative Technologie an Bedeutung, um unser Verständnis des Klimawandels und seiner Auswirkungen auf die Natur zu vertiefen. eDNA ermöglicht es Wissenschaftlern, Informationen über Artenzusammensetzungen, Biodiversität und ökologische Veränderungen auf eine effiziente und nicht-invasive Weise zu sammeln.
Was ist Environmental DNA (eDNA) eigentlich?
Environmental DNA bezieht sich auf die genetischen Spuren, die Organismen in ihrer Umwelt hinterlassen, sei es durch Hautzellen, Schuppen, Kot oder andere biologische Absonderungen. In diesen Materialien sind Informationen in Form von DNA enthalten. Diese kann extrahiert, sequenziert und analysiert werden, um Informationen über die anwesenden Arten zu gewinnen, ganz ohne die Tiere oder Pflanzen physisch erfassen zu müssen oder ihnen zu schaden. Zu finden sind sie in allen Medien, die uns umgeben: im Wasser, im Boden oder der Luft.
Durch die Analyse von eDNA aus verschiedenen Umgebungen ist es möglich, frühzeitig Veränderungen in der Artenzusammensetzung zu identifizieren. Dies ermöglicht die Überwachung von Arten, die aufgrund des Klimawandels in neue Regionen vordringen oder solche, die aufgrund veränderter Bedingungen zurückgehen.
eDNA hat vielfältige Vorteile und Anwendungsgebiete:
- Monitoring gefährdeter Arten: Eines der Ziele im Kampf gegen den Klimawandel ist der Schutz gefährdeter Arten. eDNA kann dazu beitragen, gefährdete Arten zu identifizieren und ihre Verbreitung und Häufigkeit zu überwachen. Dies ist entscheidend, um gezielte Schutzmaßnahmen zu ergreifen.
- Untersuchung von Ökosystemveränderungen: Der Klimawandel beeinflusst Ökosysteme weltweit. eDNA ermöglicht es, Veränderungen in Ökosystemen zu verfolgen, indem die Reaktionen der darin vorkommenden Organismen auf Temperaturänderungen, Wasserverfügbarkeit und andere Umweltfaktoren analysiert werden.
- Effiziente Datensammlung: Traditionelle Methoden der Artenbestimmung erfordern oft zeitaufwändige und kostspielige Feldstudien. eDNA bietet eine kostengünstige und zeiteffiziente Alternative, da Proben aus der Umwelt gesammelt werden können, ohne dass Experten vor Ort sein müssen.
So ist es beispielsweise möglich, an einer Blüte festzustellen, welche Wildbienen oder anderen Insekten auf ihr gelandet sind. Trotz seiner vielversprechenden Anwendungen gibt es auch Herausforderungen im Zusammenhang mit eDNA. Dazu gehören die Standardisierung von Methoden, um vergleichbare Daten zu erhalten, sowie die Berücksichtigung von Umweltfaktoren, die die Verteilung von eDNA beeinflussen können. Das Bundesamt für Naturschutz hat in Zusammenarbeit mit dem VDI und weiteren Akteuren kürzlich die Handlungsempfehlung DNA-Metabarcoding veröffentlicht, welche die Herausforderungen und Optionen des standardisierten Einsatzes von DNA-Metabarcoding basierten Biodiversitätsanalysen im behördlichen Natur- und Umweltschutz diskutiert. Sie kann kostenfrei heruntergeladen werden.
eDNA stellt eine innovative Möglichkeit dar, das Verständnis für die Auswirkungen des Klimawandels auf Pflanzen- und Tierarten? zu vertiefen, indem es wertvolle Informationen über Artenveränderungen, Biodiversität und Ökosystemreaktionen liefert. Diese nicht-invasive Technologie hat das Potenzial, den Schutz gefährdeter Arten zu verbessern und dazu beizutragen, Klimaanpassungsstrategien zu entwickeln.
Hintergrund
Die Themenreihe „Klimaanpassung“ im Rahmen des Wildbienenprojektes BienABest gibt fundierte Einblicke in die Wechselwirkungen zwischen Klima, Umwelt, Biodiversität und natürlich Wildbienen.
Mit dem Verbundprojekt BienABest soll die Ökosystemleistung "Bestäubung durch Wildbienen" gesichert und bundesweit wieder gesteigert werden. Dazu werden Verfahren zur Etablierung von Wildbienenhabitaten in der Agrarlandschaft entwickelt und standardisiert. Zudem werden Methoden zur bestandsschonenden Erfassung von Wildbienen entwickelt und standardisiert, die im Anschluss an das Projekt als Basis für ein systematisches Monitoring genutzt werden können. Diese methodischen Grundlagen können auch für die Erfassung der Auswirkungen des Klimawandels auf die Wildbienenvielfalt verwendet werden.
Das Projekt „BienABest“ wird im Bundesprogramm Biologische Vielfalt durch das Bundesamt für Naturschutz (BfN) mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) gefördert. Weiterhin wird das Projekt vom Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg, BASF SE und Bayer AG finanziell unterstützt.
Ihre Ansprechpartnerin im VDI:
Dr. Ljuba Woppowa
Verbundkoordinatorin und Projektleiterin Standardisierungsprojekt
VDI-Gesellschaft Technologies of Life Sciences (VDI-TLS)
Telefon: +49 211 6214-314
E-Mail: tls@vdi.de