Um Ölbohrinseln in der Nordsee muss laufend die Biodiversität getestet werden. | Foto: Keystone/H.R. Bramaz

In der Nordsee werden die Auswirkungen von Ölplattformen auf die Umwelt überwacht, indem die Tiere des Meeresgrundes morphologisch identifiziert werden. «Wir haben nun für diese Region erstmalig nachgewiesen, dass ein effizienterer Ansatz möglich ist: die Hochdurchsatzsequenzierung von Umwelt-DNA», sagt Florian Mauffrey vom Departement für Genetik und Evolution der Universität Genf.

Bei dieser Methode wird freies Erbgut in der Umwelt gesammelt und analysiert. Anhand von über 100 Sedimentproben, die in verschiedenen Distanzen von zwei dänischen Ölplattformen gesammelt wurden, prüften die Forschenden, wie gut drei genetische Marker die Veränderungen der Biodiversität messen. Nach der Extraktion der Umwelt-DNA aus den Proben vermehrte das Team Sequenzen der drei Marker mittels Polymerase-Kettenreaktion. Mit einer anschliessenden Hochdurchsatzmethode bestimmten sie kostengünstig die genauen Sequenzen dieser genetischen Marker.

«Wir haben nun für diese Region erstmalig nachgewiesen, dass ein effizienterer Ansatz möglich ist: die Hochdurchsatzsequenzierung von Umwelt-DNA.»Florian Mauffrey

Die Ergebnisse wurden mit den Daten der morphologischen Identifizierung der Makrofauna verglichen. Es zeigte sich, dass sich die Auswirkungen der Bohraktivitäten auf die sogenannte Alpha-Diversität, also die Anzahl Arten eines Lebensraums, und die Beta-Diversität, also die Veränderung der Artenvielfalt entlang einer sich verändernden Umwelteigenschaft, mit der Umwelt- DNA-Methode besser nachweisen liessen als über die Morphologie der Tiere am Meeresgrund.

Das Team testete auch Bioindikatoren zur Beurteilung der Wasserqualität auf der Grundlage der Mikrofauna. Für diese Indikatoren, die auf dem Nachweis bestimmter Zeigerarten beruhen, wurden die meisten Daten nicht benötigt, die mit der Sequenzierung der Umwelt-DNA gewonnen wurden. Die Daten könnten folglich dazu dienen, neue, präzisere und effizientere biologische Indikatoren festzulegen, wodurch der Weg zu neuen Forschungsprojekten geebnet wird.

F. Mauffrey et al.: Benthic monitoring of oil and gas offshore platforms in the North Sea using environmental DNA metabarcoding. Molecular Ecology (2020)

CC BY-NC-ND