Eco-AlpsWater

Ökosysteme in alpinen Seen und Flüssen schützen – mit innovativer ökologischer Bewertung und neuen Strategien zur Gewässerbewirtschaftung

Zielsetzung

Die traditionellen und etablierten Methoden zur Erfassung von Gewässerorganismen sollen im Rahmen des Projektes mit Erhebungen durch innovative, auf DNA-Sequenzierung basierende Methoden verglichen werden. Beispiel für die Nutzung von biologischen Daten sind die Europäische Wasserrahmenrichtlinie (2000/60/EG-EU, WRRL) zur ökologischen Zustandsbewertung und Untersuchungen zur Artenvielfalt. Ziel von Eco-AlpsWater ist es, Möglichkeiten auszuloten, die relativ arbeits- und zeitintensiven etablierten Methoden mithilfe der neuen DNA Sequenzierungsverfahren (Meta-barcoding) zu ergänzen, und wenn möglich zu verbessern. Durch Next Generation Sequencing (NGS) und automatisierte Datenverarbeitung/Datenspeicherung soll die Analyse von Umwelt-DNA (eDNA in Gewässern) ermöglicht und eine schnelle Identifizierung von Fischen über die pflanzlichen Komponenten bis Bakterien auf Artniveau durchgeführt werden.
Das Projekt ist in transnationaler Zusammenarbeit mit 12 Partnern aus 6 Ländern mit einer Laufzeit auf 3 Jahre angelegt. Hierbei bearbeitet das Landesamt für Umwelt (LfU) in Referat 84 die Floragruppen Phytoplankton und Phytobenthos in den Untersuchungsgewässern Starnberger See und Wertach. In diesen bayerischen Gewässern erfolgt parallel eine Untersuchung der Fische im Projektverbund durch das Institut für Fischerei (IFI) vom Landesamt für Landwirtschaft. Außerdem leitet das LfU die Projektarbeitsgruppe "Next generation biomonitoring and Policy (WP4,)" zur Einführung der neuen Methoden im Wassermanagement.

Ablaufschema der Bearbeitung von Umweltproben. Mehr unter nachfolgender Überschrift 'Methode'. Schema der Bearbeitung von Umweltproben im Projekt Eco-AlpsWater zur Bestimmung des Arteninventars mit den beiden Untersuchungsansätzen
Kartenausschnitt Europa mit dem Alpenraum der Anrainerstaaten und Markierung von Untersuchungsgewässern Karte zur räumlichen Verteilung der Untersuchungsgewässer (Seen und Fließgewässer) und der Projektpartner im Alpenraum

Methode

Umweltproben aus Seen und Flüssen werden im Rahmen des Managements von Wasserressourcen entnommen. Diese Proben werden mit dem durch die europäische Wasserrahmenrichtlinie etablierten Ansatz hinsichtlich des Arteninventars untersucht. Im Projekt werden die Fische und die Aufwuchs- und Planktonalgen bearbeitet. Die Methoden sind speziell auf die biologische Zielgruppe angepasst und zeitintensiv. Die gleichen Umweltproben werden mit dem eDNA Metabarcoding Ansatz analysiert. Dazu werden zuerst DNA-Sequenzen isoliert und mit einer Polymerasekettenreaktion vervielfältigt. Durch das nachfolgende Hochdurchsatz-Sequencing werden die erforderlichen DNA-Abschnitte ausgelesen und digital gespeichert. Die Barcodes werden durch eine spezielle Bioinformatik mit internationalen Gen-Datenbanken verglichen, um das Arteninventar molekularbiologisch zu ermitteln. Anschließend werden die generierten Artenlisten beider Methodenansätze miteinander verglichen und ihre Eignung zur ökologischen Bewertung geprüft.

Im Projekt werden einheitliche Vorschriften zur Probenahme und zur Sequenzierung entwickelt, die für alle Pilotgewässer (s. Karte) der 6 Alpenanrainerstaaten gelten. Durch das LfU werden der Starnberger See sowie einige weitere Seen und Teilabschnitte der Wertach in den Jahren 2019 und 2020 hinsichtlich des Phytoplanktons und des Phytobenthos beprobt. Davon wird eine Unterprobe nach den in Bayern etablierten Methoden PHYLIB für Wasserpflanzen und Aufwuchsalgen sowie PhytoSee für Planktonalgen gemäß EU Wasserrahmenrichtlinie untersucht, die andere Unterprobe wird gemäß des eDNA- Metabarcodings sequenziert. Gemeinsam erfolgt im Projektkonsortium der Vergleich der resultierenden Arteninventare. Die Ergebnisse und die Protokolle werden den 37 benannten Beobachtern aus den Wasserbehörden und der angewandten Fachöffentlichkeit fortwährend im Projektzeitraum repräsentiert.

Deutschsprachige Informationen

Projektleitung

Gesamtprojektleitung: Dr. Nico Salmaso (FEM, IT), E-Mail: nico.salmaso@fmach.it

Projektleitung (LfU, Bayern): Dr. J. Schaumburg, Dr. U. Mischke.

Laufzeit

Laufzeit: 17.04.2018 bis 16.04.2021

Projektpartner

FEM, Fondazione Edmund Mach (IT); LFUI, Leopold Franzens University Innsbruck (AT); NIB, National Institute of Biology (SI); INRA, National Institute for Agricultural Research (FR); SUPSI, University of Applied Sciences and Arts (CH); ARPAV, Regional Agency for Environmental Protection and Prevention of Vento (IT); ARSO, Slovenian Environmental Agency (SI); LFL, Bavarian State Research Center for Agriculture (DE); AGES, Austrian Agency for Health and Food Safety (AT); ISPRA, Italian National Institute for Environmental Protection and Research (IT); LfU, Bavarian Environmental Agency (DE); AFB, The French Agency for Biodiversity (FR).

Das Projekt ist ausgewählt zur Ko-Finanzierung durch die Europäische Union, Förderung durch die Europäische Union: 1.446.666,54 Euro.

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