Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Fakultät für Biologie
Aquatische Ökologie
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Promotionsthema: Morphologische und molekulare Bestimmung metazoärer Parasiten von Amphibien aus Deutschland und deren Nachweis anhand von e-DNA

Seit Jahren gehen die Bestände vieler Amphibienarten drastisch zurück. Das aktuelle Amphibiensterben hat seine Ursachen in einer Ansammlung von zahlreichen, größtenteils von Menschen verursachten Faktoren. Während Umweltgifte und ihr Einfluss auf Amphibienpopulationen in Deutschland noch häufiger betrachtet werden, ist die heimische Parasitenfauna in den letzten Jahrzehnten weitgehend vernachlässigt worden. Zwar sind andernorts in Europa und lokal die Parasitengemeinschaften einiger weit verbreiteter Amphibien dokumentiert, jedoch fehlt ein aktuelles Bild der Amphibienparasiten, ihrer Taxonomie, Verbreitung und ihre Auswirkungen auf Amphibienpopulationen in deutschen Lebensräumen meist vollständig oder basiert auf Annahmen. Es fehlt neben molekulare Daten auch das grundlegende Wissen über Amphibienparasiten in Deutschland, Habitate, Wirte, Epidemiologie und Pathogenität.

Diese Studie soll somit nach 20 Jahren, in denen kaum umfassende Untersuchungen zu Amphibienparasiten in Deutschland durchgeführt wurden, sowohl einen aktuellen Status als auch neue Methoden für die weitere Erfassung von Amphibienparasiten geben. Es sollen heimische Amphibien auf ihre Parasiten untersucht werden, um das Wissen über die Biodiversität der Parasitenfauna deutscher Gewässer zu erweitern und die damit assoziierten Möglichkeiten zum Schutz von Amphibien zu verbessern. Diese Arbeit besteht aus drei Arbeitspaketen, die aufeinander aufbauen:

1. Beschaffung, Bestimmung und Sektion von Totfunden, sowie die Identifikation der Parasiten (morphologische und molekularbiologische Bestimmung).

2. Aktualisierung der Parasitenlisten einheimischer Amphibien für verschiedene Regionen Deutschlands und Vergleich der Daten mit denen vorangegangener und ausländischer Studien. Etablierung bzw.- Erweiterung eines molekularen Datensatzes zu Amphibienparasiten aus Deutschland

3. Das Nutzen der gesammelten Daten und Parasiten zur Entwicklung von Methoden, die es ermöglichen, das Vorkommen von Amphibienparasiten in aquatischen Ökosystemen nachzuweisen, ohne dass Amphibien selbst entnommen und untersucht werden. Dazu sollen die gesammelten Sequenzen und verwendeten Primer benutzt werden, um e-DNA basierte Methoden zu entwickeln, die, mit einer ausreichenden Datengrundlage, ermöglichen würden, die Parasitenfauna der laichenden Amphibienpopulation an Umweltproben festzumachen.

Die grundlegende Datenlage insgesamt und der zu erwartende Ausgangsdatensatz dieser Studie erlaubt die Beleuchtung einer Vielzahl von Aspekten im Rahmen der Dissertation. Neben Artenlisten für die Wirtsarten in verschiedenen untersuchten Regionen, wird auch der Vergleich zwischen verschiedenen Wirtsarten und verschiedenen Regionen innerhalb sowie außerhalb Deutschlands möglich. Dazu kommt die Identifikation kryptischer Arten innerhalb der etablierten Taxonomie und die erneute Evaluation morphologisch etablierter Arten mit molekularen Methoden. Ferner erfolgt die Erweiterung der Methoden zur Erfassung der Parasitenarten mittel e-DNA.

Traditionelles Biomonitoring ist zeitaufwändig, erfordert Personal mit der nötigen Expertise und ist damit teuer. Beim Monitoring von Endoparasiten besteht das weitere Problem, dass die Wirtstiere getötet werden müssen, um Proben zu erhalten, sodass die Beschaffung signifikanter Mengen an Proben bei streng geschützten Arten wie den Amphibien nicht nur rechtlich schwierig, sondern auch kontraproduktiv zum eigentlichen Zweck solcher Projekte ist. DNA-Barcoding beschleunigt die morphologische Bestimmungsarbeit, die Notwendigkeit der Tötung der Wirte besteht allerdings weiterhin. eDNA Metabarcoding erlaubt dagegen die schnelle und im Vergleich kostengünstigere Möglichkeit DNA aus Umweltproben nachzuweisen und eine nicht-invasive Risikobewertung oder Bestandsaufnahme.

Das Projekt soll die Durchführbarkeit eines eDNA-basierten Monitorings von Amphibien-Endoparasiten evaluieren und in Deutschland testen. Wenn eDNA-basierte Protokolle sich als erfolgreich erweisen, kann das Parasitenmonitoring bei Amphibien effizient und nicht-invasiv durchgeführt werden, was eine schnelle Bewertung des Risikofaktors erlaubt, ohne den Wirtsorganismus dafür töten zu müssen. Dies würde eine große Lücke in unserer Sicht auf die Gesundheit aquatischer Ökosysteme schließen und eine wichtige Rolle dabei spielen, eine weitere Pandemie unter den Amphibien zu verhindern indem invasive Parasitenarten oder starke Populationswandel frühzeitig entdeckt werden.