German Barcode of Life (GBOL)

Ziel von GBOL ist es, jede Tier-, jede Pflanzen- und jede Pilzart in Deutschland anhand einer spezifischen DNA-Barcode-Sequenz zu erfassen. In einer DNA-Barcode-Referenzdatenbank werden genetischer Fingerabdruck, Gewebeprobe und Belegexemplar hinterlegt und öffentlich verfügbar gemacht (siehe auch https://bolgermany.de).

Das GBOL-Projekt wird seit 2011 sehr erfolgreich von einem Konsortium verschiedener Naturkundemuseen und Forschungsinstitute durchgeführt. Das Zoologische Forschungsmuseums Alexander Koenig (ZFMK) – Leibniz-Institut zur Analyse des Biodiversitätswandels in Bonn koordiniert das Vorhaben. Durch die Aktivierung der taxonomischen Expertise in Deutschland und die engen Kooperationen innerhalb der EU sind auch artenreiche Insektengruppen wie Käfer und Schmetterlinge in der Datenbank gut abgebildet und zuverlässig auf Artebene molekular bestimmbar. Für kleinere Gruppen wie Wildbienen, Wanzen oder Zikaden konnte eine sehr hohe Abdeckung von oft über 90 % der Arten erzielt werden. Inzwischen wird die Datenbank bereits kommerziell und wissenschaftlich genutzt.

Mit der digitalen Verfügbarkeit des artspezifischen Barcodes ist es möglich, automatisierte und kostengünstige Werkzeuge zu entwickeln, mithilfe derer die Identifikation von Tier- und Pflanzenarten nicht nur schneller, sondern auch zuverlässiger erfolgen kann. Daraus ergeben sich vielfältige mögliche Anwendungsgebiete. Hierzu zählen z. B. das Biodiversitätsmonitoring (Bewertung von Naturschutzmaßnahmen, Überwachung invasiver Arten, Analyse von Mischproben, usw.), das Entdecken neuer Arten, die Erforschung ökologischer Zusammenhänge, die Lebensmittelüberwachung (Aufdeckung von Etikettenschwindel), die Zollkontrolle (Identifikation illegaler Organismeneinfuhr) oder die Identifikation schwer bestimmbarer Lebensstadien (z. B. Larven, Eier). Erste konkrete Anwendungen wurden bereits im Rahmen der zweiten Förderphase des Projektes bearbeitet.

Megadiverse Insektenordnung bedeutend für die Gesamtdiversität

In den ersten beiden Förderphasen wurden bereits große Fortschritte und Erfolge erzielt, in der gegenwärtigen dritten Förderphase (GBOL III: Dark Taxa) werden die noch verbliebenen Lücken bearbeitet. So ist derzeit nur knapp die Hälfte der ca. 33.000 Insektenarten Deutschlands molekular erfasst. Ursache hierfür sind zwei Hauptursachen: Zum einen handelt es sich bei den meisten noch fehlenden Arten um Vertreter megadiverser Insektenordnungen, insbesondere der Diptera (Fliegen und Mücken) und der Hymenoptera (Bienen, Wespen und Ameisen), die alleine in Deutschland mit etwa 9.500 bzw. 9.800 Arten vertreten sind. Zum anderen sind für große Teile dieser beiden Insektengruppen in Deutschland kaum Expertinnen oder Experten vorhanden.

Die funktionale Bedeutung megadiverser Insektenordnungen in Ökosystemen ist bislang noch weitgehend unbekannt und wird vermutlich stark unterschätzt. Es sind aber gerade diese Insektengruppen, deren Anteil an der tatsächlich gefundenen Gesamtdiversität in Umwelt- und Massenproben enorm ist (oft über 70 % der gefundenen Individuen). Die meisten der Individuen megadiverser Insektenordnungen lassen sich mangels taxonomischer Expertise nicht auf Artniveau bestimmen oder gehören zu Arten, die wissenschaftlich bisher nicht oder völlig unzureichend dokumentiert sind. Diese Arten werden als „Dark Taxa" bezeichnet. Von besonderer Bedeutung sowohl hinsichtlich Individuen- als auch Artenzahl sind hierbei die Mücken und die parasitoiden Wespen (Arten, die sich an oder in anderen Insekten entwickeln). „Dark Taxa" können aktuell nicht in Arbeiten im Bereich Biodiversitätsmonitoring, Naturschutz oder Ökologie einbezogen werden. Auch ihre Rolle und ihr Nutzen in natürlichen und menschengemachten Ökosystemen und ihre mögliche Gefährdung sind schwer zu evaluieren. Im Hinblick auf den aktuellen dramatischen Insektenrückgang und Biodiversitätsverlust sind diese Aspekte jedoch von enormer Wichtigkeit.

An diesem Punkt setzt das Vorhaben „GBOL III: Dark Taxa" an, die dritte Förderphase der GBOL-Initiative. GBOL III: Dark Taxa ist eine international einzigartige Barcoding- und Taxonomie-Initiative, die Aufschluss über den unbekannten Anteil der Artenvielfalt geben möchte.

Die drei übergeordneten Ziele von GBOL III: Dark Taxa sind:

• Verbesserung der Größe und der Qualität der deutschen DNA-Barcode-Referenzbibliothek, die öffentlich zur Nutzung für die Wissenschaft, die Öffentlichkeit und die Wirtschaft zugänglich ist
• Erforschung der „Dark Taxa" mit einem integrativen taxonomischen Ansatz in einem internationalen Netzwerk
• Ausbildung einer neuen Generation von Taxonominnen und Taxonomen und Insektenexpertinnen und Insektenexperten.

Mit dem GBOL-Projekt übernimmt Deutschland als Wissenschaftsnation eine führende Rolle in einem internationalen Konsortium aus Naturkundemuseen, zoologischen und botanischen Gärten, Herbarien, Forschungseinrichtungen und Projekten wie CaBOL und BIOSCAN, einem Vorhaben der Forschungsallianz iBOL. Gemeinsame Ziele sind ein verbessertes Verständnis und ein verbesserter Schutz von Biodiversität, unter Nutzung einer vollständigen DNA-Barcode-Bibliothek des Lebens.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das GBOL-Projekt mit ca. 16,9 Mio. Euro.