Globale Veränderungen der Fischvielfalt durch Umwelt-DNA sichtbar gemacht
Eine internationale Studie unter Federführung der Universität Zürich, der Eawag sowie der Yunnan-Universität analysiert mithilfe von Umwelt-DNA (eDNA) die weltweite Artenvielfalt von Fischen in Flussökosystemen. Die Untersuchung zeigt, wie klimatische Bedingungen und menschliche Einflüsse die Biodiversität in diesen Lebensräumen beeinflussen. Insbesondere in wärmeren Regionen steigt die Artenvielfalt mit der Größe der Flusseinzugsgebiete deutlich an, während anthropogene Aktivitäten diesen Effekt abschwächen.
Hintergrund und Bedeutung der Studie
Die weltweite Biodiversität ist bedroht, da Artenzahlen zurückgehen und sich die Zusammensetzung von Lebensgemeinschaften verändert. Für eine fundierte Umweltpolitik und nachhaltige Schutzmaßnahmen sind verlässliche Daten über den Zustand und die Dynamik biologischer Vielfalt essenziell. Diese Daten fehlen jedoch häufig, vor allem in abgelegenen, artenreichen Gebieten wie den Tropen. Zudem erfolgen Veränderungen in vielen Ökosystemen schneller als herkömmliche Erhebungsmethoden erfassen können.
Methodik: Umwelt-DNA aus 113 Flusssystemen
Die Studie basiert auf der Analyse von eDNA, einem innovativen Verfahren, bei dem genetische Spuren aus Wasserproben verwendet werden, um die in einem Gewässer vorhandenen Fischarten zu identifizieren. Insgesamt wurden Daten von fast 2000 Probenahmestellen in 113 Flusssystemen auf fünf Kontinenten ausgewertet.
Yan Zhang, Postdoktorandin an der Yunnan University, betont: „Um die biologische Vielfalt effektiv zu schützen, sind umfassende Daten über deren Zustand und Veränderungen notwendig. Unsere Forschung zeigt, wie technologische Fortschritte das Verständnis der Biodiversität auf globaler Ebene verbessern können.“
Einfluss von Klima und menschlichen Aktivitäten auf Biodiversitätsmuster
Die Untersuchung offenbart, dass in wärmeren Klimazonen die Artenvielfalt mit zunehmender Einzugsgebietsgröße stärker zunimmt. Dieser Zusammenhang wird jedoch durch menschliche Eingriffe abgeschwächt. Florian Altermatt, Professor für Gewässerökologie an der Universität Zürich und der Eawag, erklärt: „Die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten variieren regional und erfordern daher differenzierte Schutzstrategien.“
Neben der Artenvielfalt reagieren auch weitere Biodiversitätsaspekte wie funktionelle und genetische Diversität empfindlich auf menschliche Einflüsse, insbesondere in größeren Einzugsgebieten. Besonders betroffen ist die phylogenetische Diversität, welche die evolutionären Beziehungen zwischen Arten beschreibt. Veränderungen traten vor allem in kleineren Flusseinzugsgebieten auf. Yan Zhang ergänzt: „Die Reaktionen der Biodiversität auf Umweltfaktoren und anthropogene Belastungen sind komplex und differieren je nach Biodiversitätsdimension.“
Vorteile der eDNA-Methode für die Biodiversitätsüberwachung
Die Studie unterstreicht das Potenzial von eDNA als effizientes Instrument zur schnellen und großflächigen Erfassung von Biodiversität. Im Gegensatz zu traditionellen Methoden wie Kiemennetzen oder Elektrofischerei ist keine Entnahme von Fischen erforderlich. Stattdessen werden Wasserproben entnommen, aus denen DNA extrahiert und sequenziert wird, um artspezifische genetische Marker zu identifizieren.
Florian Altermatt hebt hervor: „Die Biodiversitätsforschung entwickelt sich zunehmend zu einer datengetriebenen Wissenschaft, die durch die Integration großer Datenmengen neue Erkenntnisse ermöglicht – auch für die globale Biodiversitätspolitik.“
Durch die frühzeitige Erkennung von Veränderungen in der biologischen Vielfalt kann eDNA die Entwicklung gezielter Schutzmaßnahmen für Ökosysteme unterstützen und internationale Biodiversitätsziele, wie das Globale Rahmenwerk für biologische Vielfalt, fördern. Altermatt fasst zusammen: „Unsere Ergebnisse liefern nicht nur wissenschaftliche Erkenntnisse, sondern auch wichtige Grundlagen für politische Entscheidungen zum Schutz von Süßwasserökosystemen.“
Kontaktinformationen der wissenschaftlichen Ansprechpartner
- Prof. Dr. Florian Altermatt
Institut für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften, Universität Zürich
Abteilung Aquatische Ökologie, Eawag
Tel.: +41 58 765 55 92
E-Mail: florian.altermatt@uzh.ch - Prof. Dr. Xiaowei Zhang
State Key Laboratory of Vegetation Structure, Function and Construction
School of Ecology and Environmental Science, Yunnan University, China
Tel.: +86 151 51 88 12 87
E-Mail: zhangxw@ynu.edu.cn
Originalpublikation
Yan Zhang, Heng Zhang, …, Xiaowei Zhang, Florian Altermatt: A unified analysis of global riverine eDNA reveals common associations of fish biodiversity with drainage characteristics. Nature Ecology & Evolution, Juni 2026. DOI: https://doi.org/10.1038/s41559-026-03106-1
Weiterführende Informationen
https://www.news.uzh.ch/de/articles/media/2026/fisch-biodiversitaet.html
