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Schnelle Artenerkennung durch DNA-Barcoding

Wie Strichcodes im Supermarkt…

© PNNL

Doch nicht immer ist es möglich, derart aufwändige Untersuchungen durchzuführen. In vielen Bereichen wie der Ökologie, der Klimafolgenforschung oder im angewandten Bereich, beispielsweise beim Zoll, wo es um die schnelle Erkennung geschützter Arten geht, ist eine einfache und auch von Nicht-Spezialisten anwendbare Methode gefragt. Deshalb beschäftigen sich Wissenschaftler um Professor Bruno Streit, Klaus Schwenk und Markus Pfenninger vom Institut für Ökologie, Evolution und Diversität der Goethe-Universität Frankfurt auch mit der Entwicklung der automatischen molekularen Identifikation durch das „DNA-Barcoding“, das ähnlich den Strichcodes im Supermarkt eine „Art-Identifikation“ erlaubt.

Diese Methode ermöglicht es, ein Individuum aus einer biologischen Probe, zum Beispiel aus dem Schlamm eines Gewässers, aufgrund einer oder weniger kurzer Gen-Sequenzen – den „Barcodes“ – zuverlässig und vom Beobachter unabhängig einer Art zuzuordnen. Dieser Ansatz hat sich bewährt, denn die Zahl der Proben in der Biodiversitätsforschung nimmt ständig zu, während die Zahl taxonomisch geschulter Fachleute rückläufig ist. Auch kryptische Arten kann man so „enttarnen“.

Mischwesen auf der Spur

Trotz der Verwendung von hochauflösenden molekulargenetischen Methoden finden sich immer wieder Pflanzen und Tiere, die sich nicht eindeutig einer Art zuordnen lassen. Dies resultiert aber nicht aus einer Unzulänglichkeit der Methode, sondern diese Organismen sind häufig das Ergebnis einer Verpaarung von verschiedenen Arten, so genannte „zwischenartliche Hybride“. Beispiele hierfür hat schon Darwin ausführlich besprochen. Allerdings maß er diesem Phänomen keine große Bedeutung bei, da die meisten Wirbeltierhybride, etwa die Mehrzahl der Maultiere, steril sind.

Süßwasserschnecke © Michal Ma&

Eine Literaturstudie der Wissenschaftler der Goethe-Universität Frankfurt über Veröffentlichungen der letzten 25 Jahre zeigt jedoch, dass Hybriden, ähnlich den kryptischen Arten, häufiger vorkommen als vermutet und in allen Tiergruppen ungefähr gleich häufig auftreten.

Darüber hinaus sind viele Hybride nicht oder nicht generell steril und können so zur Entstehung neuer evolutionärer Linien beitragen. Da dies in wenigen Generationen abläuft, können evolutionäre Prozesse, wie Selektion und Anpassung, experimentell besonders gut untersucht werden. Aus diesem Grund wurde die Erforschung natürlicher Hybride ein zentrales Arbeitsgebiet der Evolutionsbiologie. Die Frankfurter Forscher sind insbesondere im Bereich der Wasserflöhe, aber auch der Muscheln und Schnecken tätig.

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Bruno Streit, Markus Pfenninger und Klaus Schwenk / Forschung Frankfurt
Stand: 27.03.2009

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Eine Erde voller Arten
Darwins Vermächtnis in der heutigen Evolutionsbiologie

Leben ist Veränderung
Streit um die Definition der Art

Anders als im Bestimmungsbuch
Arten halten sich nicht an traditionelle Einteilungen

Wie Strichcodes im Supermarkt...
Schnelle Artenerkennung durch DNA-Barcoding

Evolutionäre Reise durch Zeit und Raum
Wie Arten auf Klimaveränderungen reagieren

On the Origin of Species by Means of Natural Selection
Charles Darwin und die Evolutionstheorie

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