Die genetische Fingerprint-Technologie hat die Bestimmung von Insektenarten revolutioniert. Mit DNA-Analysen lassen sich selbst winzige Fragmente von Insekten zuverlässig einer Art zuordnen. Doch obwohl diese Methode wertvolle Erkenntnisse liefert, hat sie eine entscheidende Einschränkung: Sie erlaubt keine exakte Zählung der Individuen. Warum das so ist und welche Auswirkungen das auf die Forschung hat, erfährst du in diesem Artikel.
Wie funktioniert die DNA-Analyse zur Bestimmung von Insekten?
Bei der DNA-Identifizierung von Insekten kommen meist zwei Methoden zum Einsatz:
- DNA-Barcoding: Hierbei wird ein kurzer Abschnitt der mitochondrialen DNA (meist das COI-Gen) sequenziert und mit einer Datenbank verglichen. Dadurch lässt sich eine Art eindeutig identifizieren.
- Metabarcoding: Diese Methode wird bei Proben mit vielen Insekten oder Umweltproben (z. B. Bodenproben) genutzt. Dabei wird die gesamte DNA extrahiert und analysiert, um festzustellen, welche Arten in der Probe vorkommen.
Beide Methoden haben den großen Vorteil, dass sie auch kleinste Fragmente oder schwer bestimmbare Larven erfassen können. Doch bei der Frage nach der Individuenzahl stoßen sie an ihre Grenzen.
Warum kann die DNA-Analyse keine Individuen zählen?
1. Unterschiedliche DNA-Mengen pro Individuum
Nicht jedes Insekt enthält gleich viel DNA. Größere Individuen besitzen mehr Zellen und damit mehr genetisches Material als kleinere. Wenn eine Probe aus mehreren Tieren besteht, kann es passieren, dass eine große Heuschrecke mit viel DNA eine Vielzahl kleinerer Insekten in der Analyse „überstimmt“.
2. DNA-Zersetzung und Fragmentierung
In vielen Fällen liegen Insektenproben nicht als ganze Individuen vor, sondern als zerkleinerte oder zersetzte Fragmente. Besonders in Umweltproben kann DNA durch äußere Einflüsse wie Feuchtigkeit oder UV-Strahlung abgebaut werden. Dadurch können manche Arten überrepräsentiert und andere unterrepräsentiert sein.
3. PCR-Verzerrungen bei der Analyse
Die DNA-Analyse nutzt die Polymerase-Kettenreaktion (PCR), um bestimmte DNA-Abschnitte zu vervielfältigen. Dieser Prozess ist jedoch nicht für alle Arten gleich effizient. Manche DNA-Sequenzen vervielfältigen sich leichter als andere, was zu einer Verzerrung der Ergebnisse führt. So könnte es aussehen, als ob eine Art häufiger vorkommt, obwohl nur ein einziges Individuum vorhanden war.
4. Unterschiedliche Zellzahlen in Gewebeproben
Verschiedene Insektenarten haben unterschiedlich viele Zellkerne in ihren Geweben. Das bedeutet, dass eine Art mit besonders hoher Zellanzahl eine größere Menge an extrahierbarer DNA liefert als eine Art mit geringer Zellzahl – selbst wenn beide mit der gleichen Individuenzahl vertreten sind.
Welche Auswirkungen hat das auf die Forschung?
Die Tatsache, dass DNA-Analysen nur Arten, aber keine Individuenzahlen erfassen können, hat weitreichende Folgen für Studien zur Biodiversität und zum Insektenrückgang:
- Kein exakter Populationsvergleich: Da DNA-Analysen keine präzise Individuenzählung ermöglichen, sind Vergleiche zwischen Standorten oder Zeiträumen schwierig. Veränderungen in der Artzusammensetzung können erfasst werden, aber nicht, ob eine Art tatsächlich seltener oder häufiger wird.
- Eingeschränkte ökologische Aussagen: In ökologischen Studien ist es oft wichtig zu wissen, wie viele Individuen einer Art vorhanden sind – etwa, um die Rolle einer Art im Nahrungsnetz zu verstehen. Mit DNA-Analysen kann man das nicht zuverlässig bestimmen.
- Kombination mit anderen Methoden nötig: Um die Anzahl der Individuen korrekt zu erfassen, müssen DNA-Analysen mit traditionellen Monitoring-Methoden wie Malaise-Fallen oder Lichtfallen kombiniert werden.
Zusammenfassung: DNA-Analysen sind wertvoll, aber keine Zählmethode
Die DNA-basierte Bestimmung von Insekten ist eine bahnbrechende Methode zur Erfassung der Artenvielfalt. Sie ermöglicht es, selbst schwer identifizierbare Arten zuverlässig nachzuweisen. Doch wenn es darum geht, die genaue Anzahl der Individuen zu bestimmen, stößt sie an ihre Grenzen. Die Lösung liegt in einer Kombination aus genetischen und klassischen Erfassungsmethoden, um ein vollständiges Bild der Insektenpopulationen zu erhalten.
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Quellen:
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