Weltnaturkonferenz – Vielfalt erhalten: Ein Automat, um neue Arten zu entdecken

Anlässlich der Weltnaturschutzkonferenz in Montréal vom 7. bis 19. Dezember haben wir in Kooperation mit dem Museum für Naturkunde Berlin (MfN) täglich eine bedrohte, ausgerottete oder gerettete Spezies aus dessen Sammlung vorgestellt. Ziel der Konferenz war ein neues Weltnaturabkommen, in dem sich die Weltgemeinschaft verpflichtet, das Arten- und Lebensraumsterben bis 2030 zu stoppen. Mit den Einblicken in die Berliner Sammlung wollten wir exemplarisch zeigen, was auf dem Spiel steht. Autorin der Artikelfolge ist Gesine Steiner, Sprecherin des MfN, heute flankiert von ihrem Kollegen Matthias Zilch. Zum Abschluss: die Artenentdeckungsfabrik.

Unentdeckt, aber ausgestorben

Während Sie diesen Text lesen, sterben Tier- und Pflanzenarten aus, die noch völlig unbekannt sind und niemals wissenschaftlich beschrieben wurden, weil die Menschen die Umwelt verschmutzen, das Klima verändern und Lebensräume von Mitwohnenden dieser Erde zerstören. Das trifft insbesondere die Tiergruppe mit den meisten Arten, die Insekten. Für tropische Länder, wo die Vielfalt am größten ist, fehlen die meisten Informationen. Das kann und wird die „Artentdeckungsfabrik“ des Museums für Naturkunde ändern.

Die Bestimmung von kleinen Tieren ist oft schwierig und es braucht Jahre, um Expert:in für zum Beispiel eine Insektengruppen zu werden. Doch nun gibt es eine revolutionäre technische Lösung, um diese Vielfalt des Lebens kennenzulernen. Bislang war es technisch nicht möglich, dass Maschinen zu Expert:innen werden. Doch genau dies gelang und wird seit einigen Monaten am Museum für Naturkunde Berlin praktiziert.

Das Zentrum für Integrative Biodiversitätsentdeckung unter der Leitung von Rudolf Meier entwickelt und nutzt den Diversity Scanner – einen „Vielfaltsscanner“. Er kann sogar komplexe Proben analysieren. Bei Monitoring- und Forschungsprojekten etwa werden oft Insektenproben gewonnen, die aus Tausenden unterschiedlicher Tiere bestehen und zur Lagerung dann in Alkohol konserviert sind.

Eine Software erkennt typische Muster

Diese Proben können jetzt, und das ist das technisch geniale, einfach in den Scanner gefüllt werden. Zwei Kameras analysieren die Probe und fotografieren jedes Tier. Eine Software vergleicht die optischen Merkmale der einzelnen Tiere, erkennt typische Muster und ordnet die Fotos der Tiere zu Gruppen. Diese Gruppierung entspricht den zoologischen Taxa, also der systematischen Einordnung der Tiere.

Die Maschine sortiert die Tiere dann einzeln und vollautomatisch in kleine Probekammern. So entstehen genormte Probengefäße, die jeweils 96 Insekten enthaltenen. Das Erbgut dieser Tiere, ihre DNA, kann extrahiert und mit bekannten DNA-Sequenzen aus Datenbanken abgeglichen werden. So kann bestimmt werden, um welche Tiere genau es sich handelt – und können die Geheimnisse gelüftet werden, die in ihrem Erbgut schlummern.

Durch stetige Optimierungen konnten die Forschenden die Kosten für solche Bestimmungen auf wenige Cent je Probe verringern. Das gilt auch für den Materialverbrauch. Beim Arbeiten mit DNA werden häufig sterile Einwegmaterialien eingesetzt, um eine Verunreinigung einer Probe zu verhindern. Auch deren Einsatz wurde auf ein Minimum reduziert, um möglichst ressourcenschonend zu arbeiten.

Auf diese Weise können nun innerhalb von einer Woche gleich mehrere tausend Tiere zugeordnet werden. Die Entdeckung der biologischen Vielfalt läuft auf Hochtouren. Die Artentdeckungsfabrik am Museum für Naturkunde Berlin macht’s möglich.