Category Archives: Barcoding Fauna Bavarica

Die genetische Bibliothek bayerischer Hundert- und Tausendfüßler (Chilopoda, Diplopoda) – ein Werkzeug für Taxonomie und Umweltforschung

Anhand von DNA-Barcodes lässt sich die Mehrheit aller Tierarten eindeutig charakterisieren und sogar identifizieren. Im Rahmen des vom Bayerischen Staatsministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst geförderten Projekts „Barcoding Fauna Bavarica“, das zur Jahreswende 2011/2012 die Sequenzierung der zehntausendsten Art vermeldet hat, sind nun die ersten Daten zu Hundert- und Tausendfüßlern (Chilopoda und Diplopoda) Bayerns erhältlich. Gegenwärtig umfasst der Bestand schon über 80% der in Bayern vorkommenden Arten, von denen sich auch die meisten durch die Barcodes bis zur Art bestimmen lassen.

Hundert- und Tausendfüßler sind zwar unscheinbare, aber auch sehr interessante Tiere. Bei nicht wenigen Arten ist die Taxonomie schwer zu durchschauen. Mit den genetischen Barcodes steht dem Taxonomen ein neues Merkmal zu Verfügung, das es erlaubt, Artdefinitionen und – abgrenzungen neu zu prüfen und zu revidieren.

Polydesmus complanatus illyricus Verhoeff, 1894. Foto: Jörg Spelda

Bei vielen Arten ließen sich bisher nur die reifen Männchen sicher bestimmen. Die DNA-Sequenzen erlauben nun auch die Zuordnung von Jungtieren, Weibchen und sogar Eiern.

Außerdem gibt es in den Alpen eine große Zahl von Endemiten, die während und/oder nach den Eiszeiten entstanden sind. Ihre Evolution und ihre Abgrenzung von den im Flachland lebenden Schwesterarten läßt sich mit Hilfe der neuen Daten auch auf genetischer Ebene genau analysieren.

Nicht zuletzt sind Hundert- und Tausendfüßler wichtige Bioindikatoren für Bodentypen und allgemein die Gegebenheiten des Untergrunds. Mit den Barcodes wird zukünftig eine schnelle und effiziente Bestimmungshilfe für Fragen der Umweltforschung zur Verfügung stehen.

Die Myriapoden-Barcodes sind ein Teilprojekt von iBOL, dem International Barcode of Life, in dessen Sequenzierzentrum die Barcodes erstellt werden. Die Daten stehen in der Online-Datenbank Bold (Barcode of Life Data Systems) Forschern weltweit zur Verfügung.

Spelda J, Reip HS, Oliveira-Biener U, Melzer RR (2011) Barcoding Fauna Bavarica: Myriapoda – a contribution to DNA sequence based identifications of centipedes and millipedes (Chilopoda, Diplopoda). Zookeys 156: 123-139.

Nr. 10.000 kommt aus dem Bayerischen Wald

Nr. 10.000, die Langhornbiene Eucera longicornis.

Nr. 10.000, die Langhornbiene Eucera longicornis.

Das Tier ist eine Langhornbiene mit dem wissenschaftlichen Namen Eucera longicornis. Die Art repräsentiert die 10.000ste Probe im Teilprojekt „Bienen und Wespen“ des ehrgeizigen Projektes „Barcoding Fauna Bavarica“. Die Langhornbiene ist spezialisiert auf Blüten von Wicken und kommt zwar in Bayern vor, ist jedoch nicht sehr häufig. Das Tier mit der Nummer 10.000 wurde im Bayerischen Wald in der Nähe von Freyung gesammelt.

Mit dem Projekt “Barcoding Fauna Bavarica” erstellen Forscher der Zoologischen Staatsammlung in München eine genetische Bibliothek aller bayerischer Tierarten. Seit Projektbeginn vor drei Jahren konnten sie dabei Proben von mehr als 10.000 Hautflügler-Individuen auswerten. Diese Proben repräsentieren rund 2.000 Arten und damit ein Fünftel der deutschen Hautflüglerarten. Zu den Hautflüglern oder Hymenoptera gehören vor allem Schlupfwespen und Erzwespen, die in der biologischen Schädlingsbekämpfung oder als natürliche Gegenspieler von Schadinsekten in der Land- und Forstwirtschaft eine immense Rolle spielen.

Eine weitere sehr wichtige Gruppe der Hautflügler sind die Stechimmen. Neben den für die Bestäubung von Blüten sehr wichtigen Wildbienen und Hummeln sind das zum Beispiel  Grab-, Falten- oder Goldwespen. In Deutschland kommen etwa 1100 Stechimmenarten vor, knapp die Hälfte gehören wie die Langhornbiene zu den Wildbienen. Landschaftsökologen nutzen diese Insektengruppe als wichtige Bioindikatoren in der Naturschutzplanung und sind darauf angewiesen, diese Art schnell, kostengünstig und zuverlässig bis zur Art bestimmen zu können.

Ein Meilenstein im Barcoding der deutschen Großschmetterlinge

Der abgebildete Segelfalter ist ein in Bayern stark gefährdeter Ritterfalter (Rote Liste 2), der Schlehengebüsche an trockenwarmen, sonnenexponierten Stellen (z.B. Weinberge) liebt. Diese Art ist die erste in einer Liste von 1372 Arten deutscher Großschmetterlinge (Tagfalter und Nachtgroßfalter), deren Daten und DNA-Signalsequenzen kürzlich von der ZSM veröffentlicht wurden (Zeitschrift SPIXIANA 34 (1): 47-58, BOLD-Datenbank und GenBank). 94% des Gesamtartenbestandes konnten im Projekt „Barcoding Fauna Bavarica“ mit Unterstützung des Bayerischen Staatsministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst erfolgreich sequenziert werden. Diese Daten ermöglichen es nun, deutsche Großschmetterlinge inklusive deren Larvalstadien objektiv und sicher per DNA zu bestimmen. Im Falle des Segelfalters stellte sich heraus, dass er genetisch vollkommen mit den südeuropäischen Populationen übereinstimmt. Bei vielen anderen Arten zeigen sich jedoch typische regionale Muster mit denen man bisweilen sogar einzelne Populationen unterscheiden kann.

BFB (Barcoding Fauna Bavarica) sequenziert nun Wirbeltierparasiten

Im Rahmen eines groß angelegten Programmes zum DNA Barcoding von Wirbeltierparasiten gab die Zoologische Staatssammlung den Startschuss zur Aufsammlung von Vogelparasiten wie Zecken, Federlinge, Läuse, Flöhe, Milben, Lausfliegen u.s.w.. Das Projekt wird von der Ornithologischen Gesellschaft e.V. unterstützt, eine länderübergreifende Zusammenarbeit mit verschiedensten Institutionen wie z.B. Vogelwarten, Vogelkliniken und Universitäten wird angestrebt. Ziel ist es, eine vollständige DNA-Bibliothek aller in Deutschland vorkommenden und möglicherweise einwandernden Parasiten zu erstellen und online verfügbar zu machen. Damit kann ein Frühwarnsystem für mögliche Übertragungswege von Krankheiten und potentielle Neuankömmlinge (Neozoa) eingerichtet werden. Zudem können Wirtsspezifität und Ausmaß von Wirtswechsel besser untersucht werden, was ebenfalls von hoher gesundheitsrelevanter Bedeutung ist. Beispielsweise wurde das West-Nil-Virus 1997 erstmals in der Tschechei nachgewiesen, und 2008 in Österreich. Dieses Virus wird durch Vögel (auch Zugvögel) übertragen, wobei neben Mücken auch Zecken als Brückenvektoren (Krankheitsüberträger von einem Wirt zum anderen) in Frage kommen.
Kontaktadresse für Fragen bzw. für die Mitarbeit: Dipl.-Biol. Markus Unsöld (Markus.Unsoeld@zsm.mwn.de), Dr. Axel Hausmann (axel.hausmann@zsm.mwn.de).

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BFB (Barcoding Fauna Bavarica) is hunting for vertebrate parasites
Vertebrate parasites are a major focus of the BFB Project (DNA barcoding Fauna Bavarica). The Bavarian State Collection (ZSM) has launched a campaign for collecting ectoparasites of birds which is supported by the Ornithological Association of Munich; national and international cooperation with other organisations and institutions like ‘Vogelwarten’, ‘bird hospitals’, universities a.s.o. is envisaged. It is our aim to create a comprehensive DNA library for all parasites occurring in Germany and neighboring countries and to provide access to those data in an online database. These data will be the basis for a pre-warning system for possible pathways of disease vectors and for potentially immigrating new parasite species (Neozoa). Furthermore, health-relevant questions about host-specifity and extent of host-shifts can be studied much more effectively. The West Nile Virus, for instance, was introduced to the Czech Republic in 1997, to Austria in 2008. This virus is transmitted by birds (also migrating birds), with mosquitoes as main vectors transferring disease from one host to another, but Acari (Ixodidae) playing a certain role, too.
Contact addresses for questions or for cooperation: Dipl.-Biol. Markus Unsöld (Markus.Unsoeld@zsm.mwn.de), Dr. Axel Hausmann (axel.hausmann@zsm.mwn.de).

Der „Schmalbindige Breitflügel-Tauchkäfer” nach über 25 Jahren erneut in Bayern nachgewiesen !

Graphoderus bilineatus (DeGeer). Foto: Jörg Gebert

Im Rahmen einer Gemeinschaftsexkursion von Mitarbeitern, Doktoranden und Postdoktoranden der Zoologischen Staatssammlung, im April 2011, konnte dieser in ganz Deutschland sehr seltene und stark gefährdete Schwimmkäfer an einem seiner historischen bayerischen Fundorte nach über 25 Jahren erneut nachgewiesen werden!

Nach ersten Erkenntnissen, basierend auf historischen Sammlungsbelegen der ZSM, handelt es sich bei dem isolierten Vorkommen um eine kleine, aber anscheinend über viele Jahrzehnte stabile Population. Der deutsche Name „Schmalbindiger Breitflügel-Tauchkäfer” wurde erst vor wenigen Jahren im Rahmen der FFH-Arten Diskussion eingeführt. Graphoderus bilineatus ist eine Charakterart für schwach bis mäßig Nährstoff führende, bis zu einem Meter tiefe, größere Standgewässer mit pflanzenreichen Uferzonen wie z. B. Flachseen, Altarme, Moorweiher, Teiche und Gräben, sowie Kies- und renaturierte Kohlegrubengewässer. Der Schmalbindige Breitflügel-Tauchkäfer ist eine eurosibirische Art, die von Mittel- und Nordeuropa ostwärts bis Westsibirien verbreitet ist. Zahlreiche historische Fundmeldungen  belegen, dass G. bilineatus in Deutschland einst weit verbreitet und nicht selten war. Nach 1990 ist G. bilineatus allerdings lediglich an 30 Fundorten in sieben Bundesländern nachgewiesen worden. Trotz der noch immer lückenhaften Kenntnisse über die rezente Verbreitung dieses Käfers, kann davon ausgegangen werden, dass G. bilineatus seine Schwerpunktverbreitung in der heutigen Bundesrepublik im Norden und Osten des Landes hat (Mecklenburg-Vorpommern, Brandenburg, Sachsen und Sachsen-Anhalt). Die uns vorliegenden DNA-Sequenzdaten werden es künftig erlauben, auch die Larvalstadien dieser Art eindeutig zu bestimmen.

Der „Schmalbindige Breitflügel-Tauchkäfer” ist eine Art der Flora-Fauna Habitatrichtlinie.

Barcoding Fauna Bavarica – 2 Jahre Erfolg

Das BFB Projekt – die Ansammlung genetischer Signaturen für unsere heimische Fauna – sagt *DANKE* allen, die uns in den letzten 2 Jahren geholfen haben, BFB zur größten Barcoding Initiative in Europa zu machen. Die vielen taxonomischen Überraschungen, die BFB zu Tage gefördert hat, werden in den nächsten Monaten publiziert. BFB hat gezeigt, wie umfangreiche taxonomische Expertise und moderne Sequenziertechnik Hand in Hand nachhaltig helfen, unsere heimische Artenvielfalt besser zu verstehen.

* Nach nur 24 Monaten hat BFB annährend 5000 Arten genetisch charakterisiert * Ein Mega-Erfolg, wie wir finden!

Barcoding Fauna Bavarica – Art des Monats

Der Scharlach-Plattkäfer
Art der Flora-Fauna Habitatrichtlinie (FFH)

CUCUJIDAE, Plattkäfer
Cucujus cinnaberinus (Scopoli), 1763
Diese in Nord- und Mitteleuropa verbreitete Art war aus Deutschland bis vor wenigen Jahren nur aus dem bayerischen Alpen- und Voralpengebiet bekannt. In den letzten 15 Jahren ist diese in ganz Deutschland vom Aussterben bedrohte (Rote Liste Deutschland 1), hübsche und markante, 11-15 mm lange Art deutlich häufiger geworden, was auf ein verbessertes Totholzangebot zurückzuführen sein dürfte. Der hier abgebildete Käfer wurde am 11.8.2010 von J. Hofmann als Larve unter der Rinde eines gefällten Pappelstamms bei Augsburg-Gablingen eingetragen. Nach erfolgreicher Verpuppung schlüpfte drei Wochen später der Käfer.

Cucujus cinnaberinus lebt unter morschen, feuchten Rinden stehender oder liegender Stämme zahlreicher Baumarten. Laubhölzer, insbesondere Pappeln, werden wohl bevorzugt. Die sehr stark abgeflachten Larven sehen den Larven der Feuerkäfer (Gattung Pyrochroa) sehr ähnlich und lassen sich sehr viel leichter als die Imagines finden.

Eine Gewebeprobe der Art wird im Rahmen des Projekts „Bavarica Fauna Barcoding“ zu unserem Projektpartner nach Kanada geschickt. So wird es Zukunft möglich sein, alle Larvalstadien des Scharlachkäfers schnell und sicher von den häufigen und nicht gefährdeten Feuerkäferarten zu unterscheiden. Ein nicht zu unterschätzender Vorteil, wenn es um den effizienten Schutz dieser noch immer recht unbekannten FFH-Art geht.
(L. Hendrich, Foto: J. Hoffmann) – siehe http://www.faunabavarica.de/presse/art-des-monats

Cucujus_cinnabarinus_JHoffmann