Was quakt im Teich? ¶
Eine neue Methode hilft, bedrohte Amphibien schneller und zielgerichteter zu überwachen.
In der Schweiz sind 15 der 19 Amphibienarten bedroht, ein Alarmsignal für den Artenschutz.
Um ihre Bestände und Verbreitung zu erfassen, werden Amphibien schweizweit überwacht. Doch das klassische Monitoring ist arbeitsintensiv und nicht ganz zuverlässig: Fachleute und ausgebildete Freiwillige besuchen die Teiche und zählen nur jene Tiere, die sie sehen oder hören.
Zwar lässt sich mit eDNA auch aus Wasserproben bestimmen, welche Arten vorkommen – doch bestehende Methoden wie DNA-Metabarcoding oder quantitative PCR sind teuer und aufwendig.
Wir haben eine neue Methode entwickelt: «Ampliscanning» kombiniert eDNA mit der präzisen Genanalyse mittels CRISPR-Dx.
Wir haben die Methode in neun Teichen im Kanton Aargau getestet – im direkten Vergleich zur klassischen Kartierung durch Beobachtungen.
Wie erfolgreich das Ampliscanning war, zeigt diese Karte.
Bei einer einzigen Probenahme mit Ampliscanning wurden mehr Zielarten entdeckt als bei drei Besuchen mit traditionellem Monitoring.
Interessanterweise war das Ampliscanning bei schwer auffindbaren Arten wie Molchen besonders erfolgreich. Diese werden leicht übersehen, denn sie verstecken sich oft im Dickicht von Wasserpflanzen.
Dank ihres lauten Rufs wurden Laubfrösche an zwei Teichen gehört, an welchen sie nicht mit dem Ampliscanning entdeckt wurden. Da die eDNA nicht gleichmässig verteilt ist, könnte es sein, dass die beprobten Gebiete keine DNA-Spuren des Laubfrosches enthielten.
Vom scheuen Kammmolch bis zum lautstarken Laubfrosch: Diese Arten haben wir für den Vergleich untersucht. ¶
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Geburtshelferkröte (Alytes obstetricans) (Foto: Thomas Reich) (Rote Liste 2023: verletzlich) Sie lebt in warmen, steinigen Gegenden. Ihr Ruf ist ein flötendes «üh üh üh». Nach der Paarung trägt das Männchen die Eier wie eine Perlenkette an den Hinterbeinen. Es versteckt sich 20 bis 45 Tage lang unter der Erde, bis die Kaulquappen im Wasser schlüpfen.
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Erdkröte (Bufo bufo) (Foto: Thomas Reich) (Rote Liste 2023: nicht gefährdet) Sie bewohnt Wälder, Wiesen und Gärten und wandert im Frühling in grossen Scharen zurück zu Teichen und Seen, um dort zu laichen. Aus ihren «Ohrdrüsen» scheidet sie bei Angriffen ein Sekret aus, das die Schleimhäute eines Feindes – auch des Menschen – stark reizen kann.
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Kreuzkröte (Epidalea calamita) (Foto: Thomas Reich) (Rote Liste 2023: stark gefährdet) Als Pionierart nutzt sie frische Abbaugebiete wie Kiesgruben, Steinbrüche oder Baustellen, und laicht in Futzen und flachen Kleingewässern, in denen kaum Feinde vorkommen. Ihre Larven ertragen Wassertemperaturen von über 30 °C und schliessen ihre gesamte Entwicklung innerhalb von nur drei bis sechs Wochen ab.
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Laubfrosch (Hyla arborea) (Foto: Thomas Reich) (Rote Liste 2023: verletzlich) Dank der Haftscheiben an seinen Finger- und Zehenspitzen klettert er geschickt auf Bäumen und Sträuchern. Er verbringt sein Leben überwiegend an Land. Zum Laichen benötigt er sonnenexponierte Gewässer, beispielsweise in Flussauen, Flachmooren oder Kiesgruben.
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Bergmolch (Ichthyosaura alpestris) (Foto: Thomas Reich) (Rote Liste 2023: nicht gefährdet) Im Frühjahr entwickelt das Männchen eine leuchtend orange Bauchseite und einen gezackten Rückenkamm. Für die Fortpflanzung nutzt der Bergmolch kleine Tümpel und Waldweiher in kühlen Bergwäldern.
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Teichmolch (Lissotriton vulgaris) (Foto: Thomas Reich) (Rote Liste 2023: stark gefährdet) Er bevorzugt sonnige, schnell erwärmte Weiher mit reicher Vegetation, etwa in Auengebieten oder Flachmooren. Während der Paarungszeit ist das Männchen an seinem leicht gewellten Kamm gut zu erkennen.
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Kammmolch (Triturus cristatus) (Foto: Thomas Reich) (Rote Liste 2023: stark gefährdet) Das Paarungsritual und die Fortpflanzung kosten viel Energie, deshalb frisst er alles, was er überwältigen kann: von kleinen Krebsen und Würmern bis hin zu Schnecken, Egeln und den Eiern und Larven anderer Amphibienarten.
Innovation für den Artenschutz ¶
Aktuelle Methoden der eDNA-Analyse stossen an ihre Grenzen, wenn es darum geht, eine kleine Gruppe bestimmter Arten zu überwachen:
- Metabarcoding eignet sich gut, um viele Arten, die im selben Lebensraum vorkommen, gleichzeitig nachzuweisen. Es ist wie bei einem Tatort ohne Verdächtige: Die Forschenden analysieren die DNA aller Lebewesen, um herauszufinden, welche Arten anwesend waren. Doch diese Methode ist teuer, aufwendig und die Ergebnisse lassen daher lange auf sich warten.
- Die quantitative PCR (qPCR) hingegen ist spezialisiert auf den Nachweis einzelner Arten. Wie bei einem Mordverdacht sucht man gezielt nach der DNA einzelner Verdächtiger. Die qPCR ist präzis, liefert aber nur Informationen über eine Art pro Test.
Was aber, wenn man das Vorkommen einiger weniger Zielarten erfassen will? Zwischen den Extremen von qPCR und Metabarcoding klafft eine Lücke – hier setzt Ampliscanning an.