Mit dem „Genom-Scanner“ neue Arten entdecken

Die tropischen Regenwälder sind die größte Schatzkammer der Erde: Rund 90 Prozent aller Tier- und Pflanzenarten sind hier zu finden. Doch diese Vielfalt ist in großer Gefahr.

In den kommenden zwei Jahrhunderten wird rund die Hälfte aller Arten aussterben, da Klimawandel oder Abholzung ihre Lebensräume zerstören. „Viele Arten werden für immer von der Erde verschwinden, ohne jemals beschrieben worden zu sein“, bedauert Dr. Gunnar Brehm von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. „Bis heute ist erst ein Bruchteil aller Arten entdeckt und wissenschaftlich beschrieben“, weiß der Zoologe.

Das Problem bei der „Inventarisierung“ der tropischen Vielfalt sei nicht allein das Aufspüren neuer Arten. „Viele der gängigen Methoden, mit denen die Identifizierung und taxonomische Einordnung erfolgt, sind zeitaufwendig und arbeitsintensiv“, sagt Gunnar Brehm. Gemeinsam mit Fachkollegen der Universität Wien hat er jetzt die Grundlage geschaffen, die Beschreibung neuer Schmetterlingsarten künftig deutlich zu beschleunigen. Wie die Forscher in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „PLOS ONE“ berichten, haben sie für eine große Anzahl von tropischen Nachtfaltern aus dem Regenwald Südamerikas sogenannte DNA-Barcodes erstellt, anhand derer sich neu entdeckte Arten schnell und präzise zuordnen lassen (DOI: 10.1371/journal.pone.0049710).

DNA-Barcodes funktionieren ganz ähnlich wie die Strichcodes, die an der Supermarktkasse eingelesen werden und in denen der Preis der Waren verschlüsselt ist. Als „Strichmuster“ dient in diesem Fall die genetische Information, die jede Art unverwechselbar kennzeichnet. „Für die Artbestimmung reichen in der Regel bereits wenige kurze Gen-Sequenzen aus“, so Brehm. Für die vorliegende Studie haben die Insektenforscher im größten Naturkundemuseum der Welt, dem Natural History Museum in London, das komplette dort vorhandene Typenmaterial tropischer Nachtfalter der Gattung „Eois“ untersucht.

Aus insgesamt 92 präparierten Tieren, zwischen 79 und 157 Jahre alt, haben die Wissenschaftler DNA-Proben entnommen und die für die jeweilige Art charakteristischen DNA-Sequenzen – die „Barcodes“ – erfasst. Um die Museumstiere zu schonen, wurden die Proben aus den Hinterleibern der Insekten extrahiert. „Die Hinterleiber werden für morphologische Untersuchungen ohnehin standardmäßig abgetrennt, um Strukturen der Genitalapparate zu untersuchen und zu konservieren“, sagt Brehm. Mit den nun vorliegenden DNA-Barcodes können künftig entdeckte Arten z. B. aus südamerikanischen Regenwäldern zuverlässig abgeglichen und so eindeutig bestimmt werden. „Das wird die Beschreibung neuer Arten deutlich beschleunigen und erleichtert es, Artenlisten aus unterschiedlichen Regionen verlässlich zu vergleichen“, ist sich Dr. Brehm sicher.
Original-Publikation:
Strutzenberger P, Brehm G, Fiedler K (2012) DNA Barcode Sequencing from Old Type Specimens as a Tool in Taxonomy: A Case Study in the Diverse Genus Eois (Lepidoptera: Geometridae). PLoS ONE 7(11) 2012: e49710. doi:10.1371/journal.pone.0049710

Kontakt:
Dr. Gunnar Brehm
Institut für Spezielle Zoologie und Evolutionsbiologie mit Phyletischem Museum der Universität Jena
Vor dem Neutor 1, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 949184
E-Mail: gunnar.brehm[at]uni-jena.de