Charakterisierung von mit DNA-Methoden gefundenen neuen Arten von Rotalgen (Rhodophyta) zur Verbesserung der biologischen Bewertung unter der EG-WRRL

Innovation in der Ökologie: DNA-basierte Methoden revolutionieren die Bewertung des ökologischen Zustands gemäß EG-Wasserrahmenrichtlinie

Die EG-Wasserrahmenrichtlinie (EG-WRRL) fordert von den Mitgliedsstaaten eine Bewertung des ökologischen Zustandes anhand biologischer Qualitätselemente. Das Phythobenthos ist eine dieser Qualitätselemente. Die morphologische und lichtmikroskopische Bestimmung und taxonomische Einordnung ist die wesentliche Voraussetzung für die Bewertung des ökologischen Zustands des Phytobenthos. Sie stellt häufig den aufwendigsten, kosten- und zeitintensivsten Analysenschritt dar, der nur von wenigen hochspezialisierten Taxonomen mit langjähriger Erfahrung geleistet werden kann. Seit wenigen Jahren etablieren sich zunehmend DNA-basierte Verfahren als Alternativen zur morphologischen Bestimmung einzelner Organismen. Diese neuen Methoden sind mittlerweile weit entwickelt und haben ein großes Potenzial bzgl. der genauen Bestimmung von Arten und der Entdeckung neuer Arten die sich nur schwer morphologisch bestimmen lassen. Diese Potentiale können die zukünftige Weiterentwicklung der biologischen Bewertung und deren Genauigkeit und Sicherheit maßgeblich unterstützen.

Projektrahmen unserer Pionierarbeit in der DNA-basierten Artenidentifizierung:

Erfassung der Biodiversität genotypisch abgegrenzter Arten von Süßwasserrotalgen (Schwerpunkt Batrachospermales) in Deutschland. Dazu dienen umfangreiche Proben aus unterschiedlichen Fließgewässertypen in beispielhaft ausgewählten Regionen Deutschlands.

Etablierung einer verlässlichen und schnellen Methode zur präzisen genotypischen Identifizierung von Arten der Süßwasserrotlagen. Aufbauend auf einer klaren molekularen Abgrenzung der Arten werden sowohl Rotalgen-Arten die als makroskopisch sichtbare Gametophyten auftreten als auch solche in nur mikroskopischen wahrnehmbaren Entwicklungsstadien mit dem hochsensitiven Next Generation Sequencing (NGS) nachgewiesen.

Erfassung der Verbreitungsmuster der genotypisch abgegrenzten Arten hinsichtlich des Vorkommens in den Fließgewässertypen Deutschlands sowie von Habitateigenschaften zur Einschätzung der Eignung als Bioindikatoren.

Mikroskopie einer neuen Kumanoa-Art (Batracho-spermales) aus dem Hunsrück. Wirtel mit achstenständigem Karposporophyt. (A. Gutowski, AlgaLab)

Organisation des Projekts:

Land/Region: Deutschland

Laufzeit: 01.06.2023 – 30.11.2026

Adressat[en] der Beratung: Verwaltung, Wissenschaft, Wasserwirtschaft, Öffentlichkeit

Durchführende Organisation[en]: Prof. Dr. Thomas Friedl, Abteilung Experimentelle Phykologie und Sammlung von Algenkulturen (EPSAG), Nikolausberger Weg 18, 37073 Göttingen