Sie wissen , dass DNA , das Molekül in Zellen , das unseren einzigartigen genetischen Code enthält, in Tieren vorhanden ist. Aber Sie dachten wahrscheinlich nicht, dass es in der Luft herumschwebte. Die meisten Wissenschaftler bis jetzt auch nicht.
„Ich wurde gebeten, ein Dokument darüber zu schreiben, wie Umwelt-DNA zur Überwachung der Biodiversität in der Zukunft verwendet werden kann“, sagt die Hauptautorin der Studie, Dr. Elizabeth Clare, Ökologin an der York University in Toronto, Kanada, per E-Mail. „Ich habe Erde, Schnee, Regen, Honig aufgelistet, sogar das Besprühen von Laub und das Auffangen des Wassers, das abfließt. Ich sagte dann „und Luft“ und suchte nach einer Fallstudie, die ich beschreiben konnte. Ich war sehr überrascht, dass es wirklich keine gab.“
Sie erfuhr, dass die Queen Mary University of London (an der Clare damals angegliedert war) eine Finanzierungsquelle für Ideen mit hohem Risiko und hoher Belohnung hatte, und schlug ein Projekt zur Probenahme von Umwelt-DNA (eDNA) in der Luft vor. „Wir waren überrascht zu sehen, dass die Leute darüber sprachen, aber es war noch nicht ausprobiert worden … also beschlossen wir, es selbst zu tun“, sagt sie.
Zur gleichen Zeit wie Clares Studie wurde eine ähnliche Studie an der Universität Kopenhagen in Dänemark durchgeführt. Dr. Christina Lynggaard, Autorin der Studie und Forscherin an der Universität Kopenhagen, sagt, ihre Kollegin Kristine Bohmann, Forscherin an der Universität Kopenhagen, sei auf die Idee gekommen.
„Sie wollte sich um ein dänisches Forschungsstipendium namens ‚Villum Experiment‘ bewerben, das ‚verrückte‘ Projekte unterstützt, die vielleicht nicht funktionieren, aber wenn sie funktionieren, werden sie den Forschungsbereich revolutionieren. Sie dachte dann, und ich zitiere: ‚Dieses Projekt hat völlig verrückt zu sein, als würde man versuchen, Tier-DNA durch Staubsaugen nachzuweisen.' Sie hat das Geld für das Projekt bekommen und wir konnten es ausprobieren“, sagt Lynggaard per E-Mail.
Keine Sorge – dies ist kein Fall, in dem ein Team gegen das andere um Anerkennung kämpft. Tatsächlich bestätigt die Tatsache, dass sie unabhängig voneinander erfolgreich waren, beide Studien . Es stellt sich heraus, dass mehr als nur Sauerstoff und Allergene in der Luft schweben, die wir atmen. Tierische DNA ist überall vorhanden, und das zu wissen, kann eine hilfreiche Schutzmaßnahme sein, insbesondere wenn es um gefährdete und invasive Arten geht.
Wie die Tier-DNA gesammelt wurde
Clares Team sammelte die tierische eDNA im Hamerton Zoo Park, Großbritannien, mit einer Pumpe mit geringer Leistung, die mit einem Filter ausgestattet war Gründen gefangen werden. Unter diesen Umständen "hoffen wir, dass die Luft durchgeht und die DNA eingefangen wird." Das Team entdeckte 25 verschiedene Tierarten wie Tiger, Lemuren und Dingos. Sie sammelten sogar eDNA von Tieren, die Hunderte von Metern von ihrem Teststandort entfernt waren.
Das Kopenhagener Team verwendete im Kopenhagener Zoo in Dänemark auch Filter, die an Gebläseventilatoren angebracht waren, entschied sich jedoch in einem anderen Beispiel für ein Vakuum auf Wasserbasis, das die Luftpartikel aufsaugt. "Dieses Wasser wird mit speziellen Filtern gefiltert, die zum Zurückhalten von DNA im Wasser verwendet werden", sagt Lynggaard. Durch diese Methoden fand das Team 49 Tierarten in der Gegend, darunter Fische, Vögel, Reptilien, Amphibien und Säugetiere.
Sowohl das englische als auch das dänische Team sammelten auch die eDNA von Hühnern, Kühen, Pferden und Fischen, die als Futter für die Zootiere verwendet werden, sowie eDNA von Tieren, die außerhalb des Zoos lebten, wie Eichhörnchen und Igel. Die Ergebnisse beider Studien wurden separat in Cell Biology veröffentlicht .
Warum eDNA eine große Sache ist
An dieser Stelle fragen Sie sich vielleicht, ob das mehr als nur ein cooler Partytrick ist. Aber das Potenzial für Tierschutzbemühungen ist riesig. „Indem wir über eine neue Methode verfügen, die es uns ermöglicht, Wirbeltiere auf nicht-invasive Weise zu überwachen, können wir hoffentlich dazu beitragen, invasive Arten und sogar gefährdete Arten zu überwachen, die aufgrund ihrer geringen Populationsdichte manchmal schwer zu überwachen sind“, erklärt Lynggaard.
Beide Studien, so Lynggaard, „haben die Grenzen dessen, was mit eDNA getan werden kann, verschoben, aber auch ein neuartiges und nicht-invasives Werkzeug zur Ergänzung bestehender Methoden zur Überwachung von Landtieren aufgezeigt – etwas, das für die Erhaltungsbemühungen von großer Bedeutung ist.“
Es wird eine Minute dauern, bis dies in Naturschutzkreisen wirklich Fahrt aufnimmt, da die eDNA-Forschung noch in den Kinderschuhen steckt. Zunächst möchte das Kopenhagener Team das Experiment in verschiedenen Bereichen wiederholen, da ihr erstes Experiment in einem Zoo durchgeführt wurde. „Wir gehen davon aus, dass es auch überall möglich sein wird, aber das ist das nächste, was wir tun müssen. Wir wollen wissen, was in der Natur passiert“, sagt sie.
An diesem Punkt ist unklar, wie Tier-DNA in die Luft gelangt. „Es kann jede Quelle von biologischem Material sein. Abgestoßene Hautzellen, Haarfetzen, Kot, Urin, möglicherweise sogar vom Ausatmen? Wir wissen es einfach nicht. [EDNA] ist nur definiert als jede DNA, die wir sammeln, die es nicht ist direkt aus einer Gewebequelle", sagt Clare.
„Wir haben keine Ahnung, wie weit es reisen kann, wie schnell es sich ansammelt, wie schnell es abgebaut wird und welche Wetter- oder Standortfaktoren dies verändern könnten“, fügt sie hinzu. Weitere Tests, sagt sie, werden das Konzept noch viel weiter konkretisieren. „Dies wird uns dabei helfen, herauszufinden, wie wir diese Methode tatsächlich in der realen Welt einsetzen können, um Biodiversität zu untersuchen.“
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