Neue DNA-Analyse erweitert Forschungsmöglichkeiten

Auswirkungen der Eiszeit auf die DNA heutiger Tiere

Forscher der University of Otago haben eine neue Methode zur Gewinnung von Genomdaten aus DNA-Material entwickelt, ohne das Ausgangsmaterial zu beschädigen, und damit neue Möglichkeiten für Museen und archäologische Sammlungen weltweit geschaffen.

„Antike DNA muss nicht zerstörerisch sein“, sagt der Hauptautor Lachie Scarsbrook. „Unsere neue Methode ermöglicht die Rekonstruktion von genetischem Whakapapa {Eine Art kulturstiftender Genealogie der Maori, Anm. d. Red.}, ohne den Knochen zu zerstören, der seine Geheimnisse seit Tausenden von Jahren bewahrt hat.“ Die in der internationalen Fachzeitschrift Molecular Ecology veröffentlichte Forschungsarbeit stellt eine neue Methode zur Gewinnung von Genomdaten aus kleinen Wirbeltierresten vor, die keine sichtbaren Schäden am darunter liegenden Knochen verursacht.

„Dies wird nicht nur die Analyse von Materialien in Museumssammlungen erleichtern, die zu klein sind, um zerstörerisch entnommen zu werden, sondern auch von selteneren und wertvolleren Materialien, sowohl in kultureller als auch in wissenschaftlicher Hinsicht“, sagt Scarsbrook. Die Studie, die Scarsbrook im Rahmen seines Masterstudiums an der Fakultät für Zoologie durchführte, verwendete zeitgenössische und ausgestorbene Populationen von Hoplodactylus-Geckos als Fallstudie und stellt das erste mitochondriale Genom dar, das für eine neuseeländische Eidechse gewonnen wurde. Die neu sequenzierten DNA-Daten ermöglichten es den Forschern zu verstehen und zu zeigen, wie tektonische Aktivitäten, Klimawandel und menschliche Einflüsse die Populationen des Duvaucel-Geckos (Hoplodactylus duvauceli) regional in Neuseeland beeinflusst haben.

„Ein paläontologischer Neubeginn“

„Die weitreichenden Unterschiede zwischen den Populationen der Nord- und Südinsel spiegelt die langfristige Isolation vor der Entstehung der Cookstraße wider, während die Populationen der Südinsel genetische Brüche aufweisen, die geografisch mit der maximalen Eisbedeckung während des Höhepunkts der letzten Eiszeit übereinstimmen“, erklärt Scarsbrook. „Der erhebliche Verlust an genetischer Vielfalt sowohl in den Populationen der Nord- als auch der Südinsel ist ein Beweis für den Einfluss des Menschen und eingeführter Raubtiere. Unsere Forschung hat bedeutende und direkte Auswirkungen auf das Erhaltungsmanagement des Duvaucel-Geckos.“

Der Leiter und Mitautor der Studie, Dr. Nic Rawlence vom Otago Palaeogenetics Laboratory, sagt, dass eines der Ergebnisse dieser Forschung darin besteht, dass das Wissen über die neuseeländischen Geckos zur Zeit der Ankunft der Menschen nun eine reine Weste hat.

„Früher dachte man, dass man die Knochen verschiedener Geckoarten nur anhand ihrer Größe unterscheiden kann, aber erstaunlicherweise haben CT-Scans und alte DNA gezeigt, dass wir verschiedene Geckos allein anhand ihrer Form unterscheiden können – die Größe wurde mit dem Bade ausgeschüttet“, sagt Dr. Rawlence.

„Es stellte sich heraus, dass die Größe doch keine Rolle spielt, was bedeutet, dass das, was wir über Neuseelands Geckos zur Zeit der Ankunft des Menschen wissen, nun ein paläontologischer Neubeginn ist“.

Scarsbrook, der derzeit seinen Doktor im Rahmen des Paläogenomik- und Bioarchäologie-Forschungsnetzes an der Universität Oxford vollendet, sagt, dass die Forschung auch ein Beispiel für den Prozess ist, der zu wissenschaftlichen Fortschritten führt.

„Wir versuchten zunächst, mit einer anderen Methode mitochondriale Genome zu gewinnen, und nach monatelanger Arbeit im Labor gelang es uns nicht, brauchbare Daten zu erhalten.

„Das zeigt, dass Beharrlichkeit im Angesicht des Scheiterns der Schlüssel zu wissenschaftlichen Fortschritten ist.“

Dr. Rawlence sagt, dass das fortlaufende Forschungsprogramm diese neuen Techniken nutzen wird, um in Zusammenarbeit mit dem Department of Conservation und den Māori iwi die verlorene ökologische Geschichte der neuseeländischen Geckos und Skinke (bei denen die größenbasierte Identifizierung Wissenschaftler verwirrt hat) sowie der Frösche und Tuatara zu rekonstruieren.

„Die langfristige Erhaltung endlicher Exemplare ist für Kuratoren weltweit von großer Bedeutung. Was Lachie entwickelt hat, wird nicht nur molekulare Geheimnisse lüften, sondern möglicherweise auch große Teile naturgeschichtlicher und archäologischer Sammlungen auf der ganzen Welt einer ähnlichen genetischen Analyse unterziehen.“

Nach einer Pressemitteilung der University of Otago

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