Polardorsch ist ein wichtiger Bestandteil des Nahrungsnetzes der Arktis. Sarah Maes (KU Leuven) und Fokje Schaafsma (Wageningen Marine Research) untersuchten mit Hilfe von Kollegen der KU Leuven und des Alfred-Wegener-Instituts die Ernährung von Polardorsch aus der Barentssee. Sie taten dies, indem sie traditionelle Mikroskopie mit DNA-Analyse kombinierten. Die Studie führte zu neuen Erkenntnissen über die Ernährung von Polardorsch, die jetzt in der Zeitschrift veröffentlicht werden Fortschrittsreihe zur Meeresökologie.
Ernährungsuntersuchungen werden normalerweise durchgeführt, indem der Magen geöffnet und mit einem Mikroskop untersucht wird, was sich darin befindet, wenn das untersuchte Tier klein ist. Auf diese Weise können Forscher sehen, welche und wie viel Beute gefressen wurde. Einige Beutearten sind jedoch leichter verdaulich als andere, was zu einer möglicherweise voreingenommenen Sichtweise auf die Bedeutung bestimmter Beutearten führt.
Einige Beutearten können sogar ganz übersehen werden. Sarah Maes von der KU Leuven initiierte eine Untersuchung der Ernährung von Polardorsch mithilfe von DNA-Analysen, um dieses Problem zu lösen. Durch die Kombination dieser Methode mit traditionellen mikroskopischen Analysen konnten die Ergebnisse der beiden unterschiedlichen Methoden verglichen werden.
Untersuchung der Ernährung mittels DNA-Analyse
Der mikroskopisch untersuchte Mageninhalt wurde mittels sogenanntem DNA-Metabarcoding weiter analysiert. DNA aus dem Magen wird „gelesen“ und mit einer Datenbank verglichen, die DNA-Sequenzen vieler Tiere aus aller Welt enthält. So werden Beutetiere bekannt, die sich im Magen des Polardorschs aufgehalten haben.
Die Studie zeigte, dass sich viele Polardorsche neben der üblichen Krustentierbeute von anderen Fischarten ernährten, wahrscheinlich leicht verdaulichen Eiern oder Larven. Dies deutet darauf hin, dass Fische viel häufiger Beute sind als bisher angenommen. Eine weitere überraschende Beuteart waren Seepocken. Obwohl diese normalerweise am besten dafür bekannt sind, sich an Felsen oder Schiffen festzuhalten, haben sie Larven, die im Wasser schwimmen.
Mehrwert der Methodenkombination
Die DNA-Analyse zeigte ein breites Spektrum an Beutearten, einschließlich leicht verdaulicher Arten. Es half auch, Beutetiere, die aufgrund der Verdauung nur teilweise durch Mikroskopie erkennbar sind, auf Artenebene zu identifizieren. Außerdem war DNA von Beutetieren vorhanden, die normalerweise unter dem Mikroskop gut sichtbar sind, aber jetzt nicht gesehen wurden. Solche Beutetiere waren also bereits vollständig verdaut.
Dies zeigt, dass die DNA-Analyse Informationen über die Ernährung über einen längeren Zeitraum liefert, während die mikroskopische Analyse eine Momentaufnahme liefert. Die Kombination beider Methoden kann somit einen Einblick in die jüngsten Ernährungsumstellungen geben. Manche Informationen lassen sich nicht durch DNA-Analysen gewinnen, etwa die Anzahl einer bestimmten Beute im Magen oder das Entwicklungsstadium einer Beuteart.
Die mikroskopische Analyse des Mageninhalts liefert jedoch solche Erkenntnisse. Die Kombination beider Methoden ist daher sinnvoll, um bessere Erkenntnisse über die Bedeutung einer Art für die Ernährung und die Funktionsweise des Nahrungsnetzes zu gewinnen.
Bedeutung der Forschung
Die arktische Region verändert sich aufgrund der globalen Erwärmung rasant. Viele Studien zeigten bereits, dass sich das Verbreitungsgebiet vieler Arten in den Ozeanen nach Norden ausdehnt. Ernährungsstudien liefern Erkenntnisse über den Zustand des Nahrungsnetzes in der Arktis und ermöglichen die Überwachung von Veränderungen bei Beutearten.
Auf diese Weise kann die Anpassungsfähigkeit des Polardorschs an die Klimaerwärmung untersucht werden. Diese Informationen können für die Politikgestaltung in Bezug auf Naturschutz oder Fischerei weiterverwendet werden. Die Studie zeigt darüber hinaus, welche Informationen aus den verschiedenen Methoden gewonnen werden können und wie diese gemeinsam genutzt werden können.
Mehr Informationen:
SM Maes et al., Vergleichende visuelle und DNA-basierte Ernährungsbewertung erweitert das Beutespektrum des Polarkabeljaus Boreogadus saida, Fortschrittsreihe zur Meeresökologie (2022). DOI: 10.3354/meps14145