Forscher stellen neue Methode zur Bestimmung der Artenvielfalt vor DNA-Test entlarvt Tierarten - scinexx | Das Wissensmagazin
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Forscher stellen neue Methode zur Bestimmung der Artenvielfalt vor

DNA-Test entlarvt Tierarten

Viele Libellen sehen sehr ähnlich aus und können nur schwer unterschieden werden. Mit der neuen Barcoding-Technik können die Unterschiede zwischen verschiedenen Arten schnell und zuverlässig festgestellt werden. Dieses Bild zeigt nicht, wie vielleicht vermutet zwei, sondern vier verschiedene Arten. © Sandra Giere

Eine neue Methode, mit der Tierarten schneller und zuverlässiger identifiziert und systematisch eingeordnet werden können, hat jetzt ein internationales Wissenschaftlerteam entwickelt. Sie basiert auf einem Vergleich ausgewählter Abschnitte der genetischen Erbsubstanz verschiedener Organismen, so die Forscher in der Fachzeitschrift Proceedings of the Royal Society London B.

Anders als bisherige DNA-basierte Methoden zur Bestimmung verschiedener Arten beruht die neue Methode auf exakt definierten, diskreten Unterschieden in der DNA-Sequenz. Bislang haben Wissenschaftler stets die generellen Ähnlichkeiten, die sie in den Sequenzen verschiedener Arten finden konnten als Kriterium herangezogen: Je mehr übereinstimmende DNA-Bereiche gefunden wurden, desto näher verwandt sind die Organismen.

Das neue „Characteristic Attribute Organization System (CAOS)“ ermöglicht jetzt eine eindeutige Zuordnung eines Individuums zu einer Art, einer Gattung oder einer Population. Die Forscher um Heike Hadrys und Jessica Rach vom Institut für Tierökologie und Zellbiologie der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo) sowie Rob DeSalle und Neil Sarkar vom American Museum of Natural History in New York haben dafür mehr als 800 Proben von über 60 Libellen aus Europa, Afrika, Nordamerika und Australien untersucht und ausgewertet.

Hilfestellung liefert dabei die Bioinformatik: Eine aufwändig programmierte Software vergleicht die Daten und identifiziert so genannte „Barcodes“: definierte Kombinationen der Unterschiede in der DNA-Sequenz. Die neuen „CAOS-Barcodes“ ähneln den bekannten Barcodes auf Artikeln im Supermarkt.

DNA-Barcoding

Für ihre Arbeit hat sich das deutsch-amerikanische Forscherteam auf zwei mitochondriale Gene konzentriert: Natrium-Dehydrogenase 1 (ND1) und Cytochrom-c-Oxidase 1 (CO1). Die Methode kann auch mit anderen DNA-Abschnitten durchgeführt und in allen Organismen angewendet werden: vom Säugetier bis zum Virus. Wichtig ist nur, dass der Teilbereich der DNA in allen zu vergleichenden Arten vorkommt, genau definiert, nicht zu lang und variabel ist. Die Organismus-übergreifende Isolierung bestimmter DNA-Sequenzen und der Vergleich genetischer Gemeinsamkeiten werden als DNA-Barcoding bezeichnet. Es ist eine viel versprechende Methode, um den Status der Artenvielfalt auf der Erde registrieren zu können.

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Wissenschaftler sind davon überzeugt, dass über 90 Prozent der Organismen, die auf der Erde leben, noch nicht identifiziert wurden. Sie befürchten, dass in Zeiten globaler Veränderungen ein Großteil der Biodiversität der Erde ausgerottet ist, bevor er entdeckt wurde.

Mit Hilfe der neuen Technik wird die Bestimmung bekannter und neuer Arten nicht nur zuverlässiger, die Einordnung der Arten wird auch eindeutiger sein, so die Forscher. Die traditionelle morphologische Bestimmung von Arten und bisherige Barcoding-Systeme werden durch die neue Methode aber keinesfalls ersetzt oder verdrängt, sie ist nach Einschätzung der Wissenschaftler aber eine wertvolle und dringend benötigte Ergänzung zu den bisherigen Verfahren.

(idw – Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, 08.11.2007 – DLO)

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