Umwelt-RNA als neues Werkzeug zum Monitoring der Fischartenvielfalt entlang der Donau
Abstract
Süßwasserökosysteme sind zentrale Hotspots der Biodiversität, deren zunehmende Gefährdung ein kontinuierliches und systematisches Monitoring erfordert. Vor diesem Hintergrund haben sich nicht invasive molekulare Verfahren, insbesondere die Analyse von Umwelt-DNA (eDNA), als wichtige Werkzeuge des aquatischen Biodiversitätsmonitorings etabliert. Allerdings erschweren die lange Persistenz von eDNA im Fließgewässer sowie der damit einhergehende Transport über größere Distanzen eine eindeutige räumliche und zeitliche Zuordnung der Nachweise zu lokalen Lebensgemeinschaften. Die Analyse von Umwelt-RNA (eRNA) rückt derzeit zunehmend in den Fokus der Forschung, insbesondere aufgrund der kürzeren Halbwertszeit von eRNA und ihrer häufig höheren Ausgangskonzentrationen in Wasserproben. Trotz des zunehmenden Interesses bestehen bislang nur begrenzte Kenntnisse hinsichtlich der praktischen Anwendung von eRNA und ihres Vergleichs mit eDNA. Diese Pilotstudie untersucht daher erstmals den Einsatz von eRNA zum Nachweis von Süßwasserfischen im Rahmen der Joint-Danube-Survey-(JDS)-Erhebung, um ihr Potenzial für die Analyse von Fließgewässern zu bewerten. Durch den Vergleich beider Umweltnukleinsäuren (eNA), eDNA und eRNA, innerhalb derselben Probe wurde das Potenzial von eRNA für den Nachweis von drei Fischarten in der Donau und ihren Zubringern untersucht. Die Ergebnisse zeigten höhere Nachweisraten und höhere Signalstärken für eRNA im Vergleich zu eDNA, insbesondere bei hohem Abfluss. Im Vergleich mit der durch Elektrobefischung ermittelten lokalen Vorkommen der Arten wies eRNA zudem eine höhere Übereinstimmung auf. Auch wenn weitere Untersuchungen zur Standardisierung und praktischen Anwendung erforderlich sind, unterstreichen die Ergebnisse das Potenzial von eRNA als ergänzenden Ansatz für ein räumlich präziseres Biomonitoring in Flüssen, besonders unter schwierigen Bedingungen, wenn der Nachweis von eDNA zunehmend erschwert wird. Die Studie liefert damit wichtige Grundlagen für die zukünftige Integration von eRNA-basierten Methoden in Monitoringprogrammen.
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