eDNA macht das Leben in Waldböden sichtbar

Die verborgene Welt im Boden ist voller Leben und entscheidend dafür, wie gesund unsere Wälder sind.

Dank eDNA-Analysen können wir heute erstmals die Artenvielfalt im Waldboden detailliert erfassen. Ein für die Schweiz in diesem Ausmass einzigartiges Projekt hat zwei Ziele:

  • den Zustand und die Entwicklung der Bodenbiodiversität im Schweizer Wald zu untersuchen;
  • die unterirdische mit der oberirdischen Biodiversität in Beziehung zu setzen.
Balkendiagramm zeigt Anzahl verschiedener Mikroorganismenarten von Bakterien bis Regenwürmer, logarithmische Skala von 10 bis 100 Milliarden.
In einem Kubikmeter Oberboden leben Milliarden von Mikro- und Makroorganismen – Bakterien, Pilze, Nematoden und viele mehr. Die vertikale Achse gibt ihre Anzahl an.

Dazu haben wir die gesamte DNA aus Bodenproben von 800 Probeflächen des Landesforstinventars (LFI) extrahiert und drei spezifische DNA-Marker, sogenannte Barcodes, entschlüsselt. So konnten wir Artenlisten von Bakterien, Pilzen und wirbellosen Tieren erstellen.

Durch den Vergleich dieser Artenliste mit Standorteigenschaften wie Boden-pH und -Nährstoffe, der Vegetationszusammensetzung und Klimadaten erkennen wir, wie Umweltfaktoren die Bodenbiodiversität beeinflussen – und wie sich das Waldökosystem im Zuge des globalen Wandels verändern könnte.

Vom Boden zum Erbgut

Vergleich der Probenmengen: rohe Bodenproben 0-10 cm tief, gesiebte Bodenprobe durch 2-mm-Sieb, extrahierte DNA in Wasser 5 ml, analysierte DNA-Menge 0,005 ml

Wir entnehmen zwei Bodenproben pro Standort mit einem Bodenbohrer aus 0–10 cm Tiefe, sieben und verarbeiten sie zu einer Probe im Labor. Aus 5 Gramm des Bodens brechen wir die darin enthaltenen Zellen auf, um die DNA freizulegen. Anschliessend extrahieren und reinigen wir die DNA und lösen sie in 5 ml gepuffertem Wasser. Davon nehmen wir einen winzigen Tropfen – transparent, aber voller genetischer Informationen – für die Biodiversitätsanalyse. (Hier zur besseren Sichtbarkeit eingefärbt).