Fortschritte in der Forschung zur Insektendiversität

Naturfreunde verbringen unzählige Stunden damit, Infos über verschiedene Arten zu sammeln. Diese Arbeit hilft, Listen von Arten zu erstellen, die an bestimmten Orten gefunden werden, Veränderungen über die Zeit zu verfolgen und Massnahmen zum Schutz gefährdeter Arten zu leiten. Allerdings kann die Art, wie Daten gesammelt werden, voreingenommen sein. Zum Beispiel bekommen manche Gegenden mehr Aufmerksamkeit als andere oder bestimmte Organismen werden mehr untersucht als andere. Diese Voreingenommenheit kann es schwierig machen, ein genaues Bild aller Arten in einer Gegend zu bekommen.

Grössere, auffälligere oder beliebtere Tiere bekommen oft mehr Fokus als kleinere, weniger auffällige, wie viele Insekten. In letzter Zeit haben Forscher damit begonnen, standardisierte Methoden und DNA-Techniken zu nutzen, um diese übersehenen Arten zu entdecken. Dieser Ansatz hat vielversprechende Ergebnisse geliefert, um die versteckte Vielfalt von kleineren und oft ignorierten Organismengruppen zu zeigen.

#Der Bedarf an besseren Daten

Es gibt verschiedene Methoden, um die lokale Tierwelt zu studieren, aber alle haben ihre Grenzen. Zu erwarten, dass eine Methode jede Art gleich gut erfasst, ist unrealistisch. Um ein vollständiges Bild zu bekommen, müssen Forscher zwei wichtige Punkte über Gruppen mit vielen Arten im Hinterkopf behalten. Erstens, da es so viele verschiedene Arten gibt, müssen Forscher eine grosse Anzahl von Proben sammeln, um sie alle zu identifizieren. Zweitens, viele Arten sind selten, deshalb ist es wichtig, genügend Zeit zu investieren und ein grosses Gebiet abzudecken, wenn Daten gesammelt werden.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, haben Forscher zunehmend Malaise-Fallen verwendet – Geräte, die passiv Insekten in einem Sammelglas einfangen, durch das sie fliegen. Diese Methode kann eine umfassende Möglichkeit bieten, Insektenproben zu sammeln.

#Identifizierung von Insekten

Sobald die Proben gesammelt sind, besteht der nächste grosse Schritt darin, die Arten zu identifizieren. Traditionelle Methoden zur Identifizierung von Arten basieren darauf, dass Experten physische Merkmale untersuchen. Wenn es jedoch Millionen von Proben gibt, kann das unpraktisch sein. Zum Beispiel brauchen einige Proben aus tropischen Wäldern lange zur Identifikation.

Eine effizientere Alternative ist das DNA-Metabarcoding, das es Wissenschaftlern ermöglicht, Arten aus grossen Insektenproben schnell zu identifizieren. Durch die Analyse eines kurzen DNA-Stücks von jedem Insekt können Forscher es mit bestehenden Datenbanken vergleichen, um die Arten zu identifizieren, die in einem bestimmten Gebiet vorhanden sind.

#Fortschritte in den Techniken

Der Einsatz moderner Technologie kann unsere Fähigkeit zur Überwachung und zum Schutz der Insektenvielfalt erheblich verbessern. Die Kombination aus massenhaftem Insektensampling und DNA-Analyse wird weltweit immer beliebter für die Durchführung von Biodiversitätsinventaren. Allerdings hat das Metabarcoding, auch wenn es bei der Bewertung schlechter bekannter Gemeinschaften stark ist, auch seine Einschränkungen. Da diese Methoden oft Gebiete oder Arten untersuchen, die nicht gut erforscht sind, wissen Wissenschaftler möglicherweise nicht, was sie in Bezug auf die Artenverteilung erwarten können.

Schmetterlinge und Motten, auch Lepidoptera genannt, bieten eine gute Gelegenheit, die Effektivität dieser Sampling- und Analysemethoden zu testen. Diese Gruppe von Insekten ist gut untersucht, was sie zu einem soliden Massstab macht, um zu bewerten, wie diese neuen Methoden bei der Datensammlung abschneiden.

#Der schwedische Kontext

Schweden ist ein idealer Ort für diese Forschung aufgrund seiner reichen Geschichte der Naturforschung, insbesondere bei Lepidoptera. Im Laufe der Jahre wurden viele Arten dokumentiert, aber das Inventar ist noch nicht vollständig. Neue Arten werden weiterhin entdeckt, und einige bekannte Arten werden in mehrere distincte Gruppen unterteilt.

2019 machten sich Forscher daran, Lücken zu schliessen und das Verständnis der schwedischen Lepidoptera zu verfeinern, indem sie ein Jahr lang Malaise-Fallen im ganzen Land einsetzten. Sie nutzten DNA-Metabarcoding, um ihre Ergebnisse zu verbessern und wollten sehen, was dieses Projekt über die lokalen Schmetterlings- und Mottenpopulationen enthüllen könnte.

#Studienmethoden

Die Forscher erstellten zunächst eine Liste aller bekannten Lepidoptera-Arten in Schweden. Diese Liste beruht auf jahrzehntelangen Aufzeichnungen, die von Naturforschern gesammelt wurden. Sie sammelten auch Daten aus vielen Quellen, um das Wissen zu quantifizieren, das bis zur IBA-Umfrage aufgebaut wurde.

Um neue Aufzeichnungen zu sammeln, richteten sie Malaise-Fallen an verschiedenen Standorten in Schweden ein. Diese Fallen wurden das ganze Jahr über von Bürgerwissenschaftlern betrieben, die Proben sammelten, die später mit DNA-Techniken analysiert wurden.

Die Analyse umfasste die Extraktion von DNA aus den Insektenproben und den Vergleich mit bestehenden Datenbanken zur Identifizierung von Arten. Dieser Prozess ermöglichte es den Forschern, einen grossen Datensatz für die Analyse zu generieren.

#Abdeckung bekannter Arten

Die Hauptziele der Studie waren, zu bestimmen, welcher Anteil der bekannten schwedischen Lepidoptera durch die IBA-Umfrage erfasst wurde, diese Daten mit traditionellen Methoden zu vergleichen, die von Naturforschern verwendet wurden, und neue Arten oder Verbreitungsgebiete zu identifizieren.

Die IBA-Umfrage konnte 51% aller aus Schweden bekannten Lepidoptera-Arten identifizieren, was eine wichtige Erkenntnis ist, besonders wenn man bedenkt, dass dies in nur einem Jahr mit systematischem Sampling erreicht wurde. Dazu gehören mehr als die Hälfte der Arten, die im Land ansässig sind.

#Vergleich mit Naturforscherdaten

Naturforscher berichteten 2019 von fast einer halben Million Aufzeichnungen über Insekten in Schweden, wobei Lepidoptera einen erheblichen Teil ausmachten. Im Vergleich der durch die IBA-Umfrage gesammelten Daten mit denen von Naturforschern repräsentierten die IBA-Daten 16% der Gesamtdaten für Lepidoptera.

Interessanterweise konzentrieren sich Naturforscher eher auf Schmetterlinge und grössere Motten, wodurch kleinere, weniger auffällige Arten in ihren Aufzeichnungen unterrepräsentiert sind. Die Hochdurchsatzumfrage schnitt besser ab, wenn es darum ging, Daten aus dünn besiedelten Gebieten zu sammeln und eine breitere Vielfalt von Arten zu erfassen.

#Neue Entdeckungen

Während der Umfrage entdeckten die Forscher auch neue Arten und erweiterten die bekannten Verbreitungsgebiete einiger Lepidoptera. Die Analyse umfasste Datencluster, die mit keiner zuvor bekannten Art übereinstimmten.

Durch Validierung bestätigten sie mehrere neue Arten für Schweden und identifizierten auch Aufzeichnungen von Arten, von denen zuvor geglaubt wurde, dass sie in anderen Verbreitungsgebieten vorkommen. Dieser Entdeckungsaspekt unterstreicht das Potenzial von Hochdurchsatztechniken, wichtige Biodiversität zu enthüllen, die übersehen wurde.

#Ergebnisse und Bedeutung

Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass der Einsatz von Malaise-Fallen und DNA-Metabarcoding effektiv sein kann, um Lepidoptera zu samplen und zu identifizieren. Die Studie demonstriert, dass innerhalb eines einzigen Jahres systematischer Datensammlung ein bedeutender Teil der lepidopterischen Vielfalt erfasst werden kann.

Diese Erkenntnis hat Auswirkungen auf zukünftige Biodiversitätsstudien, da sie die Idee unterstützt, dass diese modernen Methoden integraler Bestandteil der Biodiversitätsüberwachung und -schutzmassnahmen werden sollten. Ausserdem verdeutlicht sie die Notwendigkeit einer kontinuierlichen Erkundung und Validierung bestehender Daten, um Wissenslücken in der Verständnis lokaler und regionaler Biodiversität zu schliessen.

#Fazit

Die Forschung hebt die Wichtigkeit hervor, traditionelle Artenbeobachtungsmethoden mit modernen Techniken wie DNA-Metabarcoding zu kombinieren, um ein umfassenderes Verständnis der Biodiversität zu erlangen. Mit den Ergebnissen der IBA-Umfrage wird deutlich, dass bedeutende Einsichten in Bezug auf Artenpräsenz und -verteilung erzielt werden können.

Dieser systematische Ansatz zur Biodiversitätsinventur kann eine zuverlässige Grundlage für zukünftige Naturschutzbemühungen bieten und sicherstellen, dass mehr Arten genau erfasst und verstanden werden. Während Forscher weiterhin diese Methoden verbessern und verfeinern, werden sie eine entscheidende Rolle beim Schutz der reichen und vielfältigen Insektenpopulationen spielen, die weltweit gefunden werden.