Torrey Rodgers durchstreift den panamaischen Regenwald und hält einen Eimer mit verfaultem Schweinefleisch in der Hand. Der Naturwissenschaftler hat die Mission, Fliegen zu sammeln - Hunderte und Hunderte, wenn er Glück hat. Fernab von Dschungelschädlingen sieht er diese summenden, schillernden grünen Insekten als hilfreiche Laborassistenten, die es ihm ermöglichen, eine Bestandsaufnahme der Bewohner bedrohter Regenwälder rund um den Globus vorzunehmen.
Eine Möglichkeit, die Gesundheit eines Waldes zu messen, besteht darin, seine biologische Vielfalt oder den Reichtum an Pflanzen und Tieren, die darin vorkommen, zu messen. Wissenschaftler beginnen mit dieser Art der Waldzählung, um die Wilderei zu überwachen oder den Fortschritt der Erhaltungsbemühungen aufzuzeichnen. Aber Regenwälder sind eine besondere Herausforderung: Sie müssen kilometerweit durch dichtes Grün streifen und nach schwer fassbaren Tieren suchen, die möglicherweise nur nachts herauskommen, und oh ja, sie stecken voller Dinge, die Sie töten können.
Das ist der Grund, warum es normalerweise von Ökologen gemacht wird, die sich mit dem Dschungel-Ökosystem und der dort lebenden Fauna auskennen. Diese Zoologen wissen, wie man durch das ungezähmte Land navigiert, tages- und nachtaktive Kreaturen genau identifiziert und versteckte Kamerafallen aufstellt, um die schwer zu fassenden Wildtiere zu fotografieren. Das Problem ist, dass diese Art von Experten für Waldtrekking und Tierkunde so selten sind wie die Wildtiere, die sie beobachten.
Und ohne eine solche Volkszählung sind Umweltschutzbemühungen vergeblich. „Sagen Sie, Sie schlagen ein Naturschutzgebiet vor und Sie haben Unmengen von Ressourcen in den Schutz dieses Gebiets gesteckt. Hat irgendetwas davon tatsächlich funktioniert? Verlieren wir Arten oder haben wir positive Auswirkungen? “, Fragt Rodgers, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter am Department of Wildland Resources der Utah State University.
Aus diesem Grund hat Rodgers einige unwahrscheinliche Helfer angeworben, die seine Wildtieruntersuchungen für ihn durchführen: Aasfliegen. Für diese Aasfresser ist der Regenwald ein riesiges Buffet mit Gerichten von Kadavern über eiternde Wunden lebender Tiere bis hin zu allen erdenklichen Arten von Kot. Jeder Biss protokolliert eine bestimmte DNA-Probe dieser Mahlzeit im Darm der Fliegen, bis sie am anderen Ende herauskommt. Jetzt können Forscher, wie Rodgers und seine Kollegen in einer kürzlich in der Zeitschrift Molecular Ecology Resources veröffentlichten Studie berichten, mit dieser DNA eine Zählung der schwer fassbaren Säugetiere des Dschungels erstellen.
Owen McMillan, ein Evolutionsbiologe am Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) in Panama, der an der Studie mitgewirkt hat, erkennt an, dass Rodgers Plan, die Vielfalt eines gesamten Regenwaldes nur mit Fliegenfängen einzufangen, unorthodox ist. "Es klingt vielleicht lächerlich", sagt er, "aber es ist nicht so, wenn Sie darüber nachdenken, wie diese Fliegen ihren Lebensunterhalt verdienen."
Als in der Luft lebende Futtersucher können mit dieser Fliegenfamilie praktisch alle Arten von Regenwaldtieren gefangen werden. Die DNA jedes Organismus ist in seiner gesamten biologischen Substanz vorhanden, vom Blut bis zum Kot, und liefert einen identifizierbaren genetischen Marker. Wenn Forscher die gesamte DNA eines Regenwaldes untersuchen könnten, hätten sie ein vollständiges Bild von allem, was dort lebt. "Hier kommen die Fliegen zum Einsatz", sagt Rodgers. "Sie gehen raus und probieren für uns."
Im Jahr 2015 reiste Rodgers nach Barro Colorado Island, einer dicht bewaldeten Insel mitten im Panamakanal, und stellte seine Fliegenvermessungsidee auf die Probe. Er baute 16 einfache Fliegenfallen aus zwei Plastikwasserflaschen, die wie eine Sanduhr miteinander verbunden waren. Jedes enthielt ein Stück Schweinefleisch als Köder, das von einem Fliegengitter größtenteils außer Reichweite der Fliegen gehalten wurde.
Nach einigen erfolglosen Versuchen erfuhr Rodgers, dass die Fliegen wählerische Esser waren. Sie bevorzugten Fleisch, das in der Sonne gelegen hatte, bis es den süßen Fleck von einfach ranzigem Funk erreichte. "Sie werden sehr schnell dazu kommen, Fleisch zu verrotten", sagt er, "ich musste es vorfaulen, was ziemlich widerlich war."
Nachdem er die Ernährungsgewohnheiten der Fliegen herausgefunden hatte, füllten sich die Fallen so schnell mit inhaftierten Fliegen, dass er sie zweimal am Tag einbetten musste. Unglücklicherweise erwies es sich für sie als fataler Fehler, das verrottete Schweinefleisch zu probieren: Rodgers brachte sie zurück ins Labor, ließ sie blitzschnell einfrieren, schnitt sie in Stücke und zermahlen sie zu einer Paste, um die DNA aus ihren Eingeweiden extrahieren zu können .
Um selbst die seltensten Tiere im Darm der Fliegen zu entdecken, müsste er eine DNA-Amplifikationstechnik anwenden, um bestimmte Regionen nur aus den aufgenommenen Säugetierzellen zu vermehren. Das Ziel war es, bestimmte molekulare Marker herauszusuchen, die Regionen im Genom sind, die als Barcodes dienen. Diese kurzen Fragmente können mit einer Datenbank von über 5.000 Säugetieren und einer kleineren Datenbank von Arten verglichen werden, von denen bekannt ist, dass sie auf der Insel existieren.
Innerhalb von drei Monaten sammelte er mehr als 1.000 Fliegen. Dabei sammelte er genug Darm-DNA-Daten, um sie mit acht Jahren traditioneller Erhebungen zu vergleichen, die zuvor auf der Insel gesammelt wurden. Wie Rodgers vorausgesagt hatte, kamen die Fliegen herum; Die Forscher entdeckten 20 Säugetierarten, vier Vogelarten und eine Echsenart. "Es war überraschend genau", sagt McMillan. "Mindestens so genau wie ein Spaziergang durch den Wald."
Darüber hinaus waren die Daten weitaus umfangreicher als in den vorherigen Umfragen, da durch DNA-Sequenzierung Millionen von Datenpunkten generiert wurden. "Sie müssen noch Dinge herausfiltern, die im Wesentlichen Lärm sind ... wie Schweinefleisch", sagt McMillan. Sobald sie gefiltert waren, spiegelten die aus dem Darm der Fliegen amplifizierten Säugetier-DNA-Fragmente die Artenzusammensetzung wider, die im Regenwald auf Barro Colorado Island zu erwarten war.
Es gab jedoch einige bemerkenswerte Ausnahmen. Seltsamerweise fanden sie keine Barcodes, die zu den drei häufigsten Säugetieren passten: Es gab keine Spur des Nagetieragouti, des waschbärenähnlichen Nasenbären oder des Brocket, der wie ein gedrungener Verwandter von Hirschen aussieht. Rodgers glaubt, dass dies mit der Voreingenommenheit seiner Laborassistenten zu tun hat. Der Agouti-Kot ist zum Beispiel für Fliegen nicht besonders appetitlich. "Es ist wirklich schwer und vielleicht schwieriger und weniger ansprechend", sagt er.
Conrad Gillett, ein Entomologe an der Universität von Hawaii, der auch molekulare Techniken zur Untersuchung von Insektendärmen einsetzt, war sich einig, dass die Ernährungsgewohnheiten der Fliegen eine erhebliche Verzerrung darstellen könnten. Andere Studien haben Käfer wie Mücken und Mistkäfer verwendet, Gilletts Insekt der Wahl, und könnten Regenwalduntersuchungen hinzugefügt werden, um die nachgewiesene Vielfalt der Säugetiere zu erhöhen.
Dennoch ist dies eine schnelle und effektive Methode zur Erfassung der Vielfalt, die in vielen Umgebungen eingesetzt werden kann, sagt Gillett. "Es ist definitiv etwas, das es wert ist, untersucht zu werden", sagt Gillett. „Im Moment bin ich mir nicht sicher, ob [Fliegen] ausschließlich für eine Umfrage herangezogen werden können, aber als Ergänzung absolut. Es ist etwas, das berücksichtigt werden muss. “Die Einfachheit der Technik macht sie noch attraktiver. "Es ist nur Schweinefleisch im Wald hängen", sagt McMillan.
Nachdem McMillan diese Vermessungsmethode in einem gut untersuchten Wald ausprobiert hatte, hofft er, dass der Ansatz auch in anderen Umgebungen angewendet werden kann, in denen die Fauna immer noch ein Rätsel ist. Dies wird eine weitere Herausforderung darstellen: Im Gegensatz zu Barro Colorado sind viele Wälder mit Tieren gefüllt, die noch benannt werden müssen, geschweige denn mit einem DNA-Barcode. Mit zunehmender Verbreitung von DNA-Barcodes und wachsenden Datenbanken sind die Forscher jedoch der Ansicht, dass sie auch seltene Arten nachweisen können, die sich aus konservatorischer Sicht nur schwer nachvollziehen lassen.
"Da Barro Colorado Island so lange von so vielen Wissenschaftlern untersucht wurde, kann man es in einen breiteren Kontext stellen", sagt McMillan.
Besser noch, es gibt keinen bedrohten Wald auf der Erde, der keine Fliegen hat. „Diese Fliegengruppe ist weltweit präsent. Sie sind in jedem einzelnen Lebensraum verbreitet “, sagt Rodgers. Dank dieser kreativen Wissenschaftler und ihrer hirnrissigen Idee müssen wir diese allgegenwärtigen Insekten möglicherweise nicht nur als lästige Plagegeister betrachten, sondern als wertvolle Naturschützer.
