Erfassung und Monitoring der Biodiversität mittels molekularer Methoden

Die Identifizierung von Arten erfordert detaillierte Kenntnisse über die Morphologie und die Taxonomie der Organismen. Darüber hinaus sehen Männchen und Weibchen vieler Arten unterschiedlich aus und die Larvenstadien sind sehr schwer zu identifizieren.  Molekulare Methoden können dazu beitragen, die Identifizierung von Arten zu beschleunigen, und schnelle Erfassungsmethoden können für Monitoring-Zwecke entwickelt werden. In diesem Vortrag werden wir verschiedene molekulare Methoden vorstellen, die zu Erfassung und Monitoring der biologischen Vielfalt im Meer eingesetzt werden können.
Molekulares Barcoding bezieht sich auf die Charakterisierung von Arten anhand eines Fragments des mitochondrialen Gens COI. Eine globale Gemeinschaft trägt zur "Barcode of Life-Initiative" bei, um die molekularen Barcodes aller Arten auf unserem Planeten zu beschreiben. 

Beim Community Metabarcoding wird die DNA von Proben in großen Mengen extrahiert und für alle Arten in den Proben gleichzeitig sequenziert. Die Analyse freier DNA-Fragmente, die im Wasser oder in den Sedimenten vorhanden sind, wird als Umwelt-DNA oder e-DNA bezeichnet, und die Analyse alter DNA-Ablagerungen wird als ancient DNA (aDNA) bezeichnet. Die schnelle Genotypisierung (RADs-Methode) kann zur Analyse der genetischen Konnektivität zwischen Populationen, aber auch zur Abgrenzung von Arten verwendet werden. Eine schnelle Identifizierung von Arten kann auch durch Massenspektrometrie (MALDI-TOF) in Verbindung mit machine learning-Werkzeugen erreicht werden.
Anhand verschiedener Beispiele wird gezeigt, wie wir diese Methoden heutzutage zur Bewertung der biologischen Vielfalt im Meer einsetzen. Die Vor- und Nachteile dieser Methoden werden diskutiert.

Prof. Dr. Pedro Martinez Arbizu, DZMB Senckenberg am Meer, Wilhelmshaven

Öffentliche Vorlesung im Rahmen des Allgemeinen Vorlesungswesens

Schutz und nachhaltige Nutzung unserer Meere und Küstenregionen

Aktuelle Ergebnisse aus der Forschungsmission sustainMare der Deutschen Allianz Meeresforschung

Meere und Küstenräume werden zunehmend genutzt. Die sogenannte "Blue Economy" zählt zu den weltweit am schnellsten wachsenden Wirtschaftszweigen. Gleichzeitig sind sie der Klimaänderung besonders ausgesetzt und ihnen kommt bei der Bekämpfung des Klimawandels eine besondere Rolle zu. Um den Naturraum und seine Ressourcen vor diesen zunehmenden Belastungen zu schützen sollen mindestens 10% der Meeresgebiete unter Schutz gestellt werden. In der EU sind mehr als 12% der Meeresgebiete als Schutzgebiete ausgewiesen, damit hat die EU die internationalen Abkommen erfüllt, genaue Schutzmaßnahmen sind allerdings nur für einen Bruchteil dieser Gebiete festgeschrieben.

Die Auswirkungen von zunehmender Nutzung der Meere und die Entwicklung von Schutzkonzepten und Handlungsoptionen, für eine nachhaltige Nutzung von Meeresressourcen, erforscht die Forschungsmission "sustainMare: Schutz und nachhaltige Nutzung mariner Räume" der Deutschen Allianz Meeresforschung.

In unserer Ringvorlesung berichten wir aus der Mission über Hintergründe und Ergebnisse unserer Arbeit. Einzelne Aspekte werden durch in sich abgeschlossene Vorträge fachlich kompetent und allgemein verständlich erläutert. Dabei wird ein breites Spektrum von der Energiewende in Nord- und Ostsee über Klimawandel an der Küste und den Schutz der Biodiversität bis hin zu Gefahren durch Munitionsaltlasten im Meer thematisiert.

Die Forschungsmission sustainMare wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) unter dem Förderkennzeichen 03F0911A gefördert. Weitere Informationen finden Sie auf der Website www.sustainMare.de.

Koordination
Prof. Dr.  Corinna Schrum, Direktorin am Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Universität Hamburg