Monitoring der Berliner Tierwelt mittels Erbgutanalyse von Blutproben aus Mücken und Fliegen

Um die bestehende Wirbeltiervielfalt an einem Standort zu bestimmen müssen alle dort vorkommenden Wirbeltiere erfasst und anschließend identifiziert werden. Viele Tiere sind mit herkömmlichen Beobachtungsmethoden allerdings nur schwer oder gar nicht zu erfassen. Daher wird nach alternativen Methoden gesucht, die diesen Nachteil bisheriger Methoden kompensieren können. Eine dieser alternativen Methoden ist die indirekte Erfassung der in einem Untersuchungsgebiet vorkommenden Wirbeltiergemeinschaft durch die Analyse von DNA (Erbmaterial) aus wirbellosen Organismen (sogenannte iDNA; “invertebrate derived DNA”). Dabei konzentriert man sich auf Organismen, von denen man weiß, dass sie sich entweder direkt oder indirekt von Wirbeltieren oder deren Produkten ernähren. Dies sind z.B. blutsaugende (hämatophage) Insekten wie Mücken; weibliche Mücken benötigen ein im Wirbeltierblut vorkommendes Eiweiß für die Entwicklung ihrer Eier und sind daher auf Wirbeltierblut angewiesen. Alternativ oder ergänzend kann iDNA auch aus Fliegenarten gewonnen werden, die sich von Kot oder den Überresten verstorbener Wirbeltiere ernähren, da sie die darin vorkommenden Eiweiße entweder für die Entwicklung ihrer Eier oder als Paarungslockstoff benötigen. Durch die Verwendung von iDNA kann also die Wirbeltiervielfalt an einem bestimmten Standort gemessen werden, ohne dass eine direkte Beobachtung der Tiere erforderlich ist .

 

Ziel unseres Projektes ist es, einen Überblick über die Wirbeltiervielfalt der Stadt Berlin zu gewinnen. In der Anlauf-Phase wurden Mücken und Fliegen an vier Standpunkten in Berlin gesammelt: zwei Standorte liegen im Grunewald (Süden), ein Standort am Müggelsee (Osten) und ein Standort in Spandau (Norden). Die eingesammelten Insekten werden dann standortspezifisch gepoolt (alle Insekten eines Standortes werden gemeinsam analysiert). Nachdem die DNA aus den gepoolten Insekten extrahiert wurde (bestehend sowohl aus der Insekten eigenen DNA als auch der DNA, die sich im Verdauungstrakt der Insekten befand), werden Abschnitte dieser DNA mit Hilfe von wirbeltierspezifischen Primern vermehrt. Das resultierende Gemisch aus PCR Fragmenten wird anschließend auf Illumina Hochdurchsatz Sequenzierern sequenziert. Dieses Verfahren ermöglicht die gleichzeitige Analyse aller erzeugten Fragmente. Nach dem Sequenzieren werden die Ergebnisse mit einer DNA Datenbank verglichen, die Wirbeltiersequenzen enthält, um die Wirbeltiere zu identifizieren, von denen sich die untersuchten Insekten ernährt haben. Unser Projekt beinhaltet auch eine Bürgerwissenschaften Komponente, in welcher nicht wissenschaftliche Helfer und interessierte Freiwillige an den definierten Standorten beim Sammeln von mit Blut genährten Mücken helfen können.