An der Frage, welchem Lebewesen Hinterlassenschaften zuzuordnen sind, arbeiten Wiener Wissenschafter bereits seit einigen Jahren. Auf Basis aufwendiger DNA-Analysen der Ausscheidungen von 128 Wirbeltier-Spezies haben sie ihren Ansatz im Fachblatt "Nature Communications" deutlich erweitert. Das bringe auch neue Einsichten in die Entwicklungsgeschichte der Arten.
Der Schlüssel dazu sind jene Bakterien und Archaeen, die das Ökosystem im Verdauungstrakt bilden. Dieses Mikrobion wird aus rund zehn Mal so vielen Kleinstlebewesen gebildet wie der Mensch Zellen hat.
Von Tier zu Tier ist dessen Zusammensetzung sehr unterschiedlich, was sich die Forscher um den Mikrobiologen Andreas Farnleitner von der Technischen Universität (TU) Wien und der Karl Landsteiner Universität für Gesundheitswissenschaften in Krems bereits seit Jahren zunutze machen. So haben sie etwa im vergangenen Jahr nachgewiesen, dass die fäkale Verschmutzung der Donau vor allem von menschlichen Exkrementen herrührt.
In Zusammenarbeit mit Kollegen aus Deutschland wurde nun die Datenbasis deutlich erweitert. Untersucht wurden 128 verschiedene Fische, Amphibien, Reptilien, Vögel und Säugetiere. "Die Anzahl an sich ist eine sehr, sehr große", sagte Farnleitner gegenüber der APA. Anhand der neuen Daten könnte man vor allem erstmals auch "natürliche Entwicklungslinien der Tiere" anhand von DNA aus dem Mikrobiom nachzeichnen, so der Forscher.
20 Millionen Gen-Sequenzen
In der Darmflora sind nämlich die Evolution und die Ernährungsgewohnheiten der Tiere mit eingeschrieben. Aufgrund neuer Analysemethoden haben die insgesamt über 400 Proben 20 Millionen Gen-Sequenzen erbracht. "In jeder Probe finden sich einfach irrsinnig viele Bakterien", so der Forscher, der als einer der Leiter des Interuniversitären Forschungszentrum "Wasser und Gesundheit" an der TU fungiert.
Möglich waren die neuen Erkenntnisse nur, weil die Wissenschafter in Kooperation mit dem Institut für Wildtierkunde und Ökologie der Veterinärmedizinischen Uni Wien verbrieft auf eine Vielzahl an Vergleichsproben von tatsächlich freilebenden Tieren zurückgreifen konnten. Das ist wichtig, da Zootiere mitunter eine andere Darmflora haben können als Wildtiere.
Ernährung spielt gewisse Rolle
Im Rahmen der Untersuchungen zeigte sich, dass nahe verwandte Spezies mit längerer gemeinsamen Entwicklungsgeschichte auch deutliche Ähnlichkeiten im Mikrobiom aufweisen. "Auch die Ernährung spielt eine Rolle, aber sie ist nie alleine ausschlaggebend. Wenn ein Säugetier dasselbe isst wie ein Vogel, dann hat es deshalb nicht dieselben Bakterien im Darm", so TU-Forscher Georg Reischer in einer Aussendung.
Außerdem lassen sich auf Basis der Arbeit nun viel genauer Verursacher von Wasserverschmutzung durch Fäkalien festmachen. Mit den neuen Daten "machen wir einen unheimlichen Sprung im Wissen über das Vorkommen unterschiedlicher DNA-Sequenzen bei unterschiedlichen Tieren", sagte Farnleitner. Auf dieser Basis könne man nun "spezifische neue Techniken designen", mit denen man Verunreinigungen dem Verursacher zuordnen kann. "Das ist sehr wichtig für ein zielorientiertes Wasserqualitätsmanagement", wenn es etwa bei einer Quelle ein Problem mit Verunreinigungen durch Fäkalien gibt.
Service: https://www.nature.com/articles/s41467-019-10191-3
(APA/red, Foto: APA/Karl Landsteiner Universität)
