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Aug 05, 2023

Das Forschungsteam der U of I identifiziert Eisbären anhand der in Pfotenabdrücken gefundenen DNA

Als Andrew Von Duyke, ein in Fairbanks, Alaska stationierter Wildbiologe, Jennifer Adams, eine Forscherin an der University of Idaho, um Hilfe bei einem Forschungsprojekt bat, das Folgendes beinhaltete:

Als Andrew Von Duyke, ein in Fairbanks, Alaska stationierter Wildbiologe, Jennifer Adams, eine Wissenschaftlerin an der University of Idaho, um Hilfe bei einem Forschungsprojekt mit Eisbären bat, antwortete sie mit „Ja“. Von Duyke arbeitete an einer Methode zur Identifizierung von Eisbären mithilfe der DNA, die in schneebedeckten Bärenspuren zurückblieb. Das war im November 2020.

Zur gleichen Zeit im nächsten Jahr war das Forschungsteam, zu dem auch Justin Crawford und Lori Quakenbush vom Alaska Department of Fish and Game in Fairbanks gehörten, schließlich erfolgreich.

„Wir haben unsere ersten erfolgreichen Ergebnisse zu Geschlecht und Personenidentifikation im November 2021 dokumentiert“, sagte Adams in einer E-Mail. „Unseres Wissens ist dies das erste Mal, dass Eisbären oder andere Arten anhand von aus Schnee gesammelter Umwelt-DNA einzeln identifiziert und geschlechtsspezifisch bestimmt wurden.“

Warum sollte man sich für die Erforschung alaskischer Eisbären an Wissenschaftler aus Idaho wenden?

„Unser Labor hier an der University of Idaho ist auf Wildtiergenetik spezialisiert und insbesondere auf die Gewinnung von DNA aus Dingen, die Tiere in der Umwelt hinterlassen“, sagte Lisette Waits, Adams Kollegin und Professorin für Wildtierwissenschaften an der UI. „Wir haben uns den Ruf erarbeitet, dass wir in der Lage sind, DNA aus Dingen zu extrahieren, die anderen Menschen nicht möglich sind.“

Da die teilnehmenden Wissenschaftler durch eine beträchtliche geografische Lücke getrennt waren, erforderte die Forschung viel Koordination. Mitarbeiter in der indigenen Stadt Utqiagvik, früher bekannt als Barrow, Alaska, sammelten Eisbären-DNA, indem sie die äußerste Schneeschicht von den Spuren abkratzten. Der Schnee würde dann an Forscher des Alaska Department of Fish and Game in Fairbanks geschickt. Dort würden Crawford und Quakenbush den Schnee schmelzen und filtern. Diese Filter, die jetzt Eisbärenzellen enthalten, wurden dann nach Moskau, Idaho, verschifft, wo Adams und Waits dann die DNA analysieren konnten.

Neben der Leitung von DNA-Laborarbeiten an der Universität konnte Adams auch körperlich an der Sammlung von Schneeproben in Alaska beteiligt sein.

Im April dieses Jahres verbrachte Adams eine Woche lang in einer Forschungseinrichtung außerhalb von Utqiagvik, der nördlichsten Stadt der Vereinigten Staaten. Sie musste sich in drei Lagen Kleidung einpacken, als sie und ihre Kollegen mit Schneemobilen auf das Meereis fuhren, um Schnee von den Spuren der Eisbären zu sammeln.

„Das ist der nördlichste Ort, an dem ich je war“, sagte Adams in einem Interview. „Auf dem Meereis zu sein, das war wunderschön und atemberaubend und einfach ein absolut fantastisches Erlebnis.“

Eisbären werden seit 2008 von den USA als gefährdete Tierart eingestuft.

Laut der veröffentlichten Arbeit der Forschungsgruppe „sind Eisbären auf Meereis angewiesen, um zu jagen, zu reisen und sich fortzupflanzen.“ Das Schrumpfen des Meereises in der Arktis bedeutet einen Rückgang der lebenserhaltenden Ressourcen für die Bären, wodurch die Tiere landeinwärts in von Menschen besiedelte Gebiete gedrängt werden.

Wissenschaftler überwachen Populationen anhand von DNA-Proben, um wichtige Informationen für den Schutz der Eisbären zu liefern.

„Die genetische Analyse, die wir durchführen und die wir in diesem Artikel vorgestellt haben, kann dabei helfen, all diese Fragen zu beantworten: Wo sind die Tiere, wie viele sind in einer Population vorhanden und wie genetisch gesund sind sie im Hinblick auf den Grad der genetischen Variation? und Bewegung von Einzelpersonen“, sagte Waits. „All diese Informationen sind äußerst wichtig bei der Entwicklung eines Schutz- und Bewirtschaftungsplans.“

Diese Pilottechnik ist eine Reaktion auf eine Reihe von Hindernissen, mit denen Forscher bei der Überwachung der Eisbärenpopulation konfrontiert waren.

„Traditionelle Methoden zur Überwachung von Eisbären bestehen darin, in einem Hubschrauber herumzufliegen, nach Eisbären zu suchen, sie einzuschläfern, damit die Menschen mit den Bären umgehen können, eine genetische Probe zu entnehmen und ihnen ein Funkhalsband anzulegen. “, sagte Waits.

Für die Helikopter-Methode zum Sammeln von Informationen über Eisbären ist Meereis erforderlich.

Diese Methode ist nicht nur zeitaufwändig und teuer, „der Klimawandel führt auch zu weniger Meereis, und das macht die Anwendung der traditionellen Methoden für Eisbären auch viel schwieriger“, sagte Waits.

Traditionelle Methoden zur Gewinnung von DNA haben auch bei indigenen Gemeinschaften in Alaska Besorgnis erregt, die die Art traditionell jagen, um ihren Lebensunterhalt zu verdienen, und die die Eisbären respektieren und ehren.

„Viele indigene Völker empfinden diese Art des Umgangs mit Tieren als respektlos und unterstützen diese Art von Arbeit nicht wirklich“, sagte Waits.

In ihrer veröffentlichten Studie heißt es: „Flugverbotszonen“ rund um Subsistenzgemeinden an den Küsten Alaskas wurden als Teil von Konfliktvermeidungsabkommen eingerichtet, um Lärmbelästigungen in Jagdgebieten zu reduzieren. Solche Beschränkungen schließen Hubschrauber häufig vom Zugang zu Gebieten aus, in denen sich Tiere – darunter auch Eisbären – aufhalten.“

Es gibt andere Möglichkeiten, wie Wissenschaftler DNA-Proben erhalten können. Forscher können Bären mit Muktuk anlocken, einem traditionellen einheimischen Essen aus Walspeck und -haut, damit sie eine Haar- oder Speichelprobe entnehmen können.

Darüber hinaus „gibt es Forscher in Kanada, die Eisbären mithilfe genetischer Techniken untersuchen und dazu Kotproben sowie Gewebe von geernteten Eisbären verwenden“, sagte Waits.

Dennoch ist keine dieser Techniken perfekt und keine effizient genug, um als einzige Quelle genetischer Informationen zu dienen.

„Diese Methode wird immer in Kombination mit anderen Methoden verwendet“, sagte Adams. „Es geht darum, eine Art Sweet Spot zu finden, an dem die meisten Daten mit dem geringsten Risiko sowohl für die Bären als auch für die Biologen gewonnen werden.“

Die Berichterstattung von Roberta Simonson ist Teil des Teen Journalism Institute, finanziert von der Bank of America mit Unterstützung der Innovia Foundation.

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