Auto sammelt DNA aus der Luft – Forscher weisen auf 1.155 Kilometern 633 Pflanzen- und Tiergruppen nach

Kängurus, Wombats, Füchse und Hunderte weitere Tiere und Pflanzen hinterlassen unsichtbare Spuren in der Luft. Wissenschaftler haben diese genetischen Überreste auf einer 1.155 Kilometer langen Autofahrt durch Westaustralien eingesammelt. Das Ergebnis: DNA von 633 verschiedenen Tier- und Pflanzengruppen. Die Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten, die Artenvielfalt ganzer Landschaften zu überwachen und eingeschleppte Schädlinge frühzeitig aufzuspüren.

Für ihre Untersuchung befestigten Forscher der australischen Curtin University zwei kleine Luftsammler an den Autotüren. Ihre Route führte von der Küste bei Perth durch Wälder, Agrarlandschaften und trockene Regionen bis zum Rand der Nullarbor-Ebene. Etwa alle 26 Kilometer wechselten sie die Filter und sammelten insgesamt 180 Luftproben. Wie die Wissenschaftler im Fachjournal Molecular Ecology Resources berichten, verriet das genetische Material sogar, wie sich die Zusammensetzung der Tier- und Pflanzenwelt zwischen den verschiedenen Landschaften verändert.

DNA aus der Luft verrät, welche Tiere und Pflanzen vorkommen

Die Luftsammler saßen etwa 1,20 Meter über dem Boden. Während der Fahrt strömte Luft durch kleine Filter, an denen Pollen, winzige Gewebeteilchen und andere biologische Rückstände haften blieben. Das Auto war dabei meist mit rund 110 Kilometern pro Stunde unterwegs. Im Labor verglichen die Wissenschaftler die gesammelten DNA-Abschnitte mit genetischen Referenzdaten.

Dabei verteilten sich die 633 Nachweise auf drei Gruppen:

• 429 Gliederfüßer: darunter Insekten wie Ameisen, Fliegen und andere wirbellose Tiere.
• 141 Pflanzengruppen: darunter verschiedene Gräser und Nutzpflanzen.
• 63 Wirbeltiergruppen: darunter Säugetiere und Vögel.

Nicht alle DNA-Spuren ließen sich eindeutig einer bestimmten Art zuordnen. Bei den Pflanzen gelang die Bestimmung bis zur Art oder Gattung nur in 36 Prozent der Fälle, bei den Wirbeltieren in 81 Prozent.

Wälder und Agrarlandschaften unterscheiden sich deutlich

Neben dem Westlichen Grauen Riesenkänguru und dem Südlichen Haarnasenwombat fanden die Wissenschaftler genetische Spuren von Hunden, Gerste und zahlreichen Insekten. Die Zusammensetzung veränderte sich entlang der Fahrstrecke. Landwirtschaftlich geprägte Gebiete wiesen andere DNA-Muster auf als Wälder und weitgehend unberührte Landschaften.

„Jede Umgebung hat ihre eigene Mischung aus Pflanzen und Tieren. Wir wollten herausfinden, ob wir diese Unterschiede erkennen können, indem wir während der Fahrt DNA aus der Luft sammeln“, erklärte Studienleiter Joshua Newton von der Curtin University. Besonders Niederschläge, Temperaturen und Bodenverhältnisse beeinflussten die nachgewiesene Zusammensetzung der Tier- und Pflanzenwelt.

Klima und Boden erklären Unterschiede besser als Entfernungen

Bei Pflanzen hing die Zusammensetzung der DNA-Spuren besonders mit den Niederschlägen in der trockensten Jahreszeit zusammen. Bei Wirbeltieren war die niedrigste Temperatur des kältesten Monats besonders aussagekräftig. Bei Gliederfüßern gehörten Bodentiefe und Salzgehalt des Bodens zu den wichtigsten untersuchten Einflussgrößen.

Die statistischen Modelle erklärten rund 35 Prozent der Unterschiede zwischen den Pflanzengruppen, bei Wirbeltieren etwa 18 Prozent und bei Gliederfüßern neun Prozent. Die geografische Entfernung lieferte kaum zusätzliche Erklärungskraft, sobald die Umweltbedingungen berücksichtigt waren. Ein großer Teil der Unterschiede blieb allerdings ungeklärt.

Luftfilter spüren auch eingeschleppte Schädlinge auf

Unter den Nachweisen befanden sich zwölf Tiergruppen, die in Westaustralien behördlichen Regelungen zur Schädlingskontrolle unterliegen. Dazu gehörten europäische Wildkaninchen und Rotfüchse. Beide Arten wurden nach Australien eingeschleppt und können heimische Ökosysteme schädigen. Die Liste enthielt allerdings auch einheimische Tiere wie Emus und Rosakakadus.

Weitere DNA-Spuren stammten von landwirtschaftlich bedeutsamen Schädlingen, darunter Raupen, die Nutzpflanzen befallen, sowie Stallfliegen und Australische Schafschmeißfliegen. Auch die invasive Argentinische Ameise tauchte auf. Ihr Nachweis lag außerhalb der bislang dokumentierten Verbreitung in der Region. Ob die Art dort tatsächlich vorkommt, müssen weitere Untersuchungen klären.

Wombat-DNA taucht bis zu 850 Kilometer entfernt auf

Besonders ungewöhnlich waren die Spuren des Südlichen Haarnasenwombats. Die Wissenschaftler fanden genetisches Material dieser australischen Beuteltierart weit außerhalb ihres bekannten Verbreitungsgebiets. Einige Nachweise lagen bis zu 850 Kilometer weiter westlich. Dort lebende Wombats lassen sich daraus jedoch nicht ableiten.

DNA kann mit dem Wind über große Entfernungen reisen. Auch Fahrzeuge können Haare, Gewebereste oder andere biologische Partikel transportieren und später wieder freisetzen. Die Forscher vermuten deshalb, dass Straßenverkehr für einen Teil der ungewöhnlichen Wombat-Nachweise verantwortlich sein könnte. Einzelne DNA-Funde reichen somit nicht aus, um das Vorkommen einer Tierart an einem bestimmten Ort sicher zu bestätigen.

Regen verändert die Menge nachweisbarer DNA

Auch das Wetter beeinflusste die Ergebnisse. Auf der Rückfahrt regnete es auf 27 der 45 untersuchten Streckenabschnitte. Insgesamt erfassten die Luftsammler dabei weniger Wirbeltier- und Gliederfüßergruppen als auf der Hinfahrt. Innerhalb der Rückfahrt gingen Regenabschnitte allerdings mit mehr Pflanzen- und Wirbeltiernachweisen einher.

Wiederholte Fahrten könnten deshalb zusätzliche Arten erfassen und Veränderungen über längere Zeiträume sichtbar machen. „DNA aus der Luft bietet uns eine weitere Möglichkeit, nach Spuren von Leben in großen Gebieten zu suchen“, erklärte Newton. Denkbar wäre, Fahrzeuge regelmäßig auf festen Strecken einzusetzen, um invasive Arten aufzuspüren oder Veränderungen der Artenvielfalt zu verfolgen. Auffällige Nachweise müssten weiterhin durch gezielte Untersuchungen vor Ort bestätigt werden.

Kurz zusammengefasst:

• DNA aus der Luft macht Artenvielfalt sichtbar: Auf einer 1.155 Kilometer langen Strecke in Australien erfassten Forscher mit Luftfiltern am Auto genetische Spuren von 633 Tier- und Pflanzengruppen.
• Die DNA verrät Unterschiede zwischen Lebensräumen: Niederschlag, Temperatur und Bodenbeschaffenheit beeinflussen die nachgewiesenen Pflanzen- und Tiergemeinschaften stärker als die geografische Entfernung allein.
• Die Methode könnte den Naturschutz verbessern: Luftproben helfen, invasive Arten aufzuspüren und Veränderungen der Artenvielfalt zu überwachen, doch einzelne Nachweise müssen vor Ort bestätigt werden.

Übrigens: Der Verlust von Tier- und Pflanzenarten gefährdet weit mehr als die Natur selbst. Eine Auswertung von 423 Studien zeigt, wie stark darunter Bestäubung, Wasserreinigung und Kohlenstoffspeicherung leiden können. Mehr dazu in unserem Artikel über die Folgen des Artensterbens.

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