Mit DNA aus der Flasche Grönlandwalen auf der Spur | Polarjournal
Grönlandwale gehören zu den echten Arktisbewohnern unter den Walen. Die bis zu 80 Tonnen schweren und bis 15 Meter langen Tiere leben am Packeisrand, wo sie genügend Nahrung und Schutz finden. Auch in der Diskobucht in Westgrönland kommen die Tiere jedes Jahr zum Fressen zusammen. Bild: Heiner Kubny

Man sollte denken, dass das Sammeln von genetischem Material von arktischen Meeressäugern eine grosse Herausforderung ist. Grosse Mengen an technischem Material, wissenschaftlich geschultes Personal und viel Glück und Geduld, um die Tiere zu finden, wären notwendig, um zum Schluss einige wenige geeignete Proben in den Händen zu halten. Ein dänisch-grönländisches Forschungsteam hat nun gezeigt, dass all dies nicht unbedingt vonnöten ist, um saubere und aussagekräftige Daten über Grönlandwale und ihre genetische Diversität zu erhalten.

Die Gruppe unter der Leitung von Morten Tange Olsen, Assistenzprofessor an der Universität Kopenhagen sammelte gemeinsam mit Fischern und Jägern aus der westgrönländischen Ortschaft Qeqertarsuaq Proben von Grönlandwalen, indem sie einfach 1-Liter-Flaschen dort ins Wasser tauchten, wo Grönlandwale kurz zuvor auf- und abgetaucht waren. Im Wasser trieb nämlich sogenannte eDNA (Environmental DNA), genetisches Material der Wale in Form von Haut- und anderen Zellen, die durch Bewegung abgeschabt worden waren. «Die Wasserproben enthalten genügend DNA von Grönlandwalen um ihre Anwesenheit, ihre genetische Diversität, die Zusammensetzung ihrer Population und die Wanderrouten zu bestimmen», erklärt Olsen in einer Pressemitteilung. «Auf diese Art können wir die Augen offenhalten, wie der Mensch und der Klimawandel die Wale und andere Meeresbewohner in der Arktis beeinflussen.»

Grönlandwale sind aufgrund ihrer Lebensweise eine Schlüsselart der arktischen Meeresökologie. Die Tiere ernähren sich von kleinen Fischen und Krebstieren, die unter dem Klimawandel leiden. Dies schlägt sich auch in der Zahl der Wale nieder und gilt als Zustandsindikator. Bild: Heiner Kubny

Die Wahl fiel auf die massiven Meeressäuger, da sie ihr Leben am Packeisrand des arktischen Meereises verbringen und dort Fische und andere Kleinlebewesen fressen. Die Veränderungen, die in der Arktis am Werk sind, beeinflussen daher auch die Grönlandwale. In der Diskobucht, dem Studienort des Forschungsteams, sind die Tiere immer im Frühjahr auf Nahrungssuche. Doch hier ist auch einer der am stärksten von Menschen beeinflussten Regionen Grönlands. Bislang lebten hier die Menschen mit und von den Walen. Daher bot sich die Region als Studienort an.

«Man findet Grönlandwal-DNA in den Spuren bis zu 10 Minuten nach dem Abtauchen.»

Natasja Lykke Corfixen, Universität Kopenhagen

Mehr als einhundert Proben konnten gewonnen werden, die danach im Labor gereinigt und ausgewertet werden mussten. «Man findet viel mehr Grönlandwal-DNA ins solchen «Fussspuren» (Kleine Wellen, die durch das Tauchen der Wale verursacht werden), als in einfachen Wasserproben, die zur selben Zeit am gleichen Ort entnommen würden», erklärt die Masterstudentin und Mitautorin der Studie, Natasja Lykke Corfixen von der Universität Kopenhagen. «Man findet Grönlandwal-DNA in den Spuren bis zu 10 Minuten nach dem Abtauchen.» Die Forscher konnten so einen ersten Eindruck für die Methode und die genetische Vielfalt in der Region gewinnen. Ihre Arbeit ist in der Fachzeitschrift Environmental DNA erschienen.

«Das Feld der eDNA entwickelt sich rasant weiter»

Morten Tange Olsen, Universität Kopenhagen

Die Wissenschaftler hoffen, dass mithilfe der eDNA noch zahlreiche weitere Fragen geklärt werden können. Dazu müssen jedoch die Protokolle und die DNA-Extraktion noch optimiert werden. Denn bisher konnten nur Fragmente der genetischen Informationen gewonnen werden. Das Ziel ist die ganze Gensequenzen der Wale und auch genetische Informationen ihrer Beute aus den Proben gewinnen zu können. «Das Feld der eDNA entwickelt sich rasant weiter und wird immer häufiger für die Überwachung der Biodiversität in Seen, Flüssen, Feuchtgebieten und auch etwas im Meer genutzt. Wir konnten zeigen, dass die Methode auch in der Arktis nützlich ist», erklärt Olsen. «Sie kann nicht nur zur Anwesenheitsbestätigung einer Art verwendet werden, sondern auch für ihre Diversität und Bewegungsmuster. Durch die Weiterentwicklung dieser einfachen Methode können wir unsere Kenntnisse über die Meerestiervielfalt vergrössern und hoffentlich auch über den Einfluss von Mensch und Klimawandel.»

Dr. Michael Wenger, PolarJournal

Link zur Studie: Szekely et al. (2020) Environm DNA EPub; Environmental DNA captures the genetic diversity of bowhead whales (Balaena mysticetus) in West Greenland; DOI: 10.1002/edn3.176

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