Wissenschaftler von CSIRO, Australiens nationaler Wissenschaftsbehörde, haben das erste vollständige Genom des seltenen und schwer fassbaren Gefleckten Handfisches (Brachionichthys hirsutus) sequenziert – eines vom Aussterben bedrohten Meeresfisches, der in Tasmanien endemisch ist.
Einst reichlich vorhanden an der Südostküste Tasmaniens, ist die Zahl der Arten zurückgegangen. Im Jahr 1996 wurde er als erster Meeresfisch auf die Liste der vom Aussterben bedrohten Art gesetzt.
Wissenschaftler schätzen mittlerweile, dass weniger als 2.000 Individuen noch in freier Wildbahn leben.
Der rasche Rückgang des Gefleckten Handfischs wird auf historische Fischereipraktiken, Küstenentwicklung, Klimawandel und die Ankunft invasiver Arten zurückgeführt.
Das Genom ist ein entscheidendes Werkzeug, das zur Erhaltung der Art benötigt wird, und es bedurfte einer koordinierten Anstrengung unter der Leitung der Applied Genomics Initiative (AGI) des CSIRO.
Der leitende Forschungswissenschaftler des CSIRO, Dr. Gunjan Pandey, sagte, die Genomsequenz werde die laufenden Bemühungen zur Steigerung der Populationszahlen und zur Überwachung der genetischen Vielfalt unterstützen.
„Das Genom hilft uns zu verstehen, wie ein Organismus funktioniert“, sagte Dr. Pandey.
„Es bietet eine Grundlage für das Verständnis der Genexpression im täglichen Leben und bietet Einblicke in ihre Evolutionsgeschichte.“
„Mit dem Genom können wir bei der Artenerkennung helfen, Populationen überwachen und sogar die Lebensdauer der Fische abschätzen.“
Die leitende Forscherin Carlie Devine, die sich auf die Erhaltung und Bewirtschaftung des Gefleckten Handfischs spezialisiert hat, sagte, dass diese reichhaltigen genetischen Informationen dazu beitragen werden, die Erhaltungsstrategie langfristig zu beeinflussen.
„Erhaltungsmaßnahmen werden ausgeweitet und umfassen auch die Genetik. Wir erkennen an, dass ein multidisziplinärer Ansatz neben der Ökologieforschung für eine wirksame Erhaltung bedrohter Arten unerlässlich ist“, sagte Devine.
Dr. Pandey sagte, die Gelegenheit, das Genom des schwer fassbaren Tieres zu sequenzieren, habe sich ergeben, als ein gefleckter Handfisch eines natürlichen Todes in Gefangenschaft verstarb.
„Meeresarten wie der Gefleckte Handfisch sind bekanntermaßen schwierig zu handhaben“, sagte Dr. Pandey.
„Die DNA wird schnell abgebaut und mit Mikroorganismen kontaminiert.
„Das macht die Zusammenstellung eines reinen Genoms äußerst schwierig.“
Mithilfe eines sogenannten Low-Input-Protokolls konnte das Team das komplette Genom aus einer kleinen Menge minderwertiger DNA sequenzieren. Dies geschah in Zusammenarbeit mit der Biomolecular Resource Facility der Australian National University.
„Wir sind eines von nur drei Teams weltweit, die dieses Protokoll verwenden“, sagte Dr. Pandey.
„Wir haben den gesamten Prozess – von der Einrichtung des Labors bis zur Bioinformatik-Software – angepasst, um aus minderwertiger DNA ein hochwertiges Genom zu sequenzieren.
„Was früher sechs bis zwölf Monate dauerte, können wir jetzt in wenigen Tagen erreichen. Diese Technologie ist vielversprechend für unser Verständnis und den Schutz gefährdeter Arten in Australien und auf der ganzen Welt.“
CSIRO-Wissenschaftler überwachen den Gefleckten Handfisch seit 1997 und behalten neun lokalisierte Populationen im Derwent-Mündungsgebiet im Auge.
Der vielschichtige Ansatz von CSIRO zur Erhaltung des Gefleckten Handfischs umfasst ein Zuchtprogramm für Gefangenschaft sowie innovative Ansätze zur Wiederherstellung des Lebensraums.