In einem Teebeutel befindet sich DNA von 100 Insektenarten. Dies ist kein Teebeutel, es ist eine Farm!

Es heißt, dass es noch furchterregender sei, einen halben Wurm zu essen, als einen Wurm zu essen. Aber tatsächlich ist es schon ziemlich gewissenhaft, die Fehler erkennen zu können!

Kaffee und Schokolade enthalten beispielsweise mehr Insektenfragmente, als wir uns vorstellen können – wir wissen es nur nicht! (Und das ist immer noch qualifiziert...)

Nach den Prüfnormen der US-amerikanischen Food and Drug Administration gilt Schokolade als qualifiziert, wenn die durchschnittliche Anzahl an Insektenfragmenten pro 100 g weniger als 60 beträgt.

Manche Leute denken vielleicht, es sei gut, dass ich weder Schokolade noch Kaffee mag. Also ... können Sie dem Tee entkommen?

Eine kürzlich in Biology Letters veröffentlichte Studie ergab, dass grüne Teebeutel DNA von mehr als 400 Insektenarten enthalten! !

Helfen! Ich möchte Tee trinken, keine Insekten-Sojamilch …

Handelt es sich hierbei um ein Problem mit der Qualität des Tees oder ist es einfach ein unvermeidliches, alltägliches Phänomen, dem niemand entgehen kann?

1. DNA ≠ Insektenexistenz

Der in dieser Studie an Teebeuteln durchgeführte Test wird als Umwelt-DNA-Test (eDNA) bezeichnet. Als Untersuchungsobjekt dient die gesamte, direkt aus dem Teebeutel extrahierte DNA. Anschließend werden mithilfe einiger molekularbiologischer Methoden die Sequenzinformationen dieser DNAs gewonnen und die erhaltenen DNA-Fragmente mit der Datenbank bekannter Arteninformationen verglichen und analysiert, um die Artenklassifizierungsinformationen zu identifizieren, zu denen sie gehören.

eDNA-Erkennung basierend auf Next-Generation-Sequenzierungstechnologie

Quelle: pexels

Zunächst einmal können Sie sicher sein, dass das Vorhandensein von Insekten-DNA in Teebeuteln nicht bedeutet, dass sich im Tee Fragmente dieser Insekten befinden . Tatsächlich können diese Insekten ihre DNA hinterlassen, indem sie sich einfach nur kurz auf den Blättern ausruhen.

Genauso wie Menschen, die auf der Straße gehen, große Mengen menschlicher DNA hinterlassen können, wenn sie schwitzen, Haare verlieren oder die Umgebung berühren.

Laut Statistik verliert ein Mensch im Durchschnitt etwa 2*107 Hautzellen pro Stunde und jede Zelle enthält eine unvorstellbare Anzahl an DNA-Fragmenten. Auch wenn es sich nur um ein winziges Insekt handelt, verteilt es sein Exoskelett, seine Sekrete und sogar seinen an DNA-Fragmenten reichen Kot im Laufe seines Lebens an seinem Lebensraum .

Daher kann die im Teebeutel nachgewiesene DNA nur beweisen, dass der Besitzer der DNA einmal in dieser Umgebung aufgetaucht ist, aber es bedeutet nicht, dass sie sich noch immer im Teebeutel befindet. Es ist, als ob die DNA des Mörders am Tatort gefunden wurde, es dem Mörder jedoch unmöglich ist, gehorsam am Tatort zu bleiben.

Da durch Tests nicht nachgewiesen werden kann, dass diese Insekten tatsächlich in den Teebeuteln vorhanden sind, warum wollen Wissenschaftler diese Teebeutel dann testen? Dabei handelt es sich tatsächlich um den tatsächlichen Nutzen von eDNA-Tests: die Entdeckung von Spuren biologischen Lebens durch Umweltproben.

2. Die kleine Welt im Teebeutel

Ursprünglich wollte das Forschungsteam die Insektenökologie im örtlichen Anbaugebiet erforschen und arbeitete daher intensiv daran, an verschiedenen Stellen des Feldes Proben zu sammeln, um eDNA zu extrahieren.

Leider stellten sie fest, dass in der Natur vorkommende DNA-Fragmente leicht durch ultraviolette Strahlen zerstört oder durch Regen weggespült werden.

Frau Mieke van der Heyde sammelt Proben für die eDNA-Analyse

Quelle: Curtin University

Im Gegensatz dazu können DNA-Fragmente in Proben, die in einer trockenen und dunklen Umgebung gelagert werden, stabiler erhalten bleiben. Aber wo können wir Proben in solch großer Menge und hoher Qualität finden?

Plötzlich fiel den Forschern ein anderes Pflanzenprodukt ein, das trocken und dunkel gelagert wurde: Tee.

Wissenschaftler haben neue Versuche gestartet. Im Vergleich zum Sammeln von Pflanzenproben in der freien Natur ist das Sammeln von Teeproben viel einfacher und man kann sie nach Belieben in Einkaufszentren pflücken. Sie wählten schließlich drei im Handel erhältliche Teesorten aus, zwei Grüntees (Camellia sinensis) und einen Löwenzahntee (Taraxacum sp.).

Anders als bei der typischen Extraktion von eDNA-Proben verwendeten sie nicht die traditionelle Methode, bei der die Teeblätter wiederholt gewaschen und die DNA-Partikel herausgefiltert werden, sondern extrahierten die DNA direkt aus den zerkleinerten Teeblättern.

Daher umfasst die vorgeschlagene DNA nicht nur die Arthropoden, die auf der Oberfläche der Teeblätter vorhanden sein können, sondern auch die DNA der Pflanzen selbst und Verunreinigungen wie Pilze, die im Boden vorhanden sein können.

Clusteranalyse von Arthropoden-DNA-Sequenzen in Teebeuteln

Quelle: pexels

Wie von den Wissenschaftlern erwartet, gelang es ihnen, eine große Menge DNA aus den Teeproben zu gewinnen und anschließend die DNA der darin enthaltenen Arthropoden zu analysieren und zu identifizieren. Schließlich stellten sie fest , dass sie in nur 100 mg Teeproben DNA-Spuren von etwa 1.000 Arthropodenarten identifizieren konnten.

Durch den Vergleich von Tee mit Proben anderer Nutzpflanzen wie Minze, Kamille und Petersilie wurde außerdem festgestellt, dass Tee 1.142 Arten einzigartiger Insekten-DNA enthält, was eine enorme Menge darstellt.

Dies ist kein Teebeutel, dies ist eine Farm!

Für die einfachen Leute bedeutet dieser Vorfall natürlich auch eine weitere traurige Tatsache: Egal, um welche Teesorte es sich handelt, niemand kann dem Insektenproblem entkommen.

eDNA-Methoden zur Bewertung der Biodiversität verschiedener Insektenarten

Quelle: pexels

Die Wissenschaftler waren von den Ergebnissen dieser Studie begeistert. Sie hatten nicht erwartet, dass der Tee die DNA-Fragmente der Arthropoden perfekt zurückhält. Dies kann daran liegen, dass der Tee bei der Verarbeitung gemahlen werden muss und dadurch DNA aus dem gesamten Anbaugebiet vermischt wird.

Die große Menge der gewonnenen Daten reichte den Forschern sogar aus, um die Veränderungen der Insektengemeinschaften in deutschen Waldökosystemen in den vergangenen 35 Jahren zu rekonstruieren.

3. Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von eDNA-Tests

Tatsächlich hat der eDNA-Test nach Jahren der Entwicklung seine Wirksamkeit in verschiedenen Bereichen bewiesen. Es kann nicht nur für Untersuchungen zur biologischen Vielfalt in der Umwelt verwendet werden, sondern auch für Untersuchungen bestimmter Organismen.

Der oben erwähnte Teebeuteltest ist eine typische Untersuchung der Umweltbiodiversität. Auch bei der Untersuchung bestimmter Organismen spielt eDNA eine große Rolle.

Im Vergleich zu den breit angelegten und flächendeckenden Umweltbiodiversitätsuntersuchungen besteht das Ziel spezifischer biologischer Untersuchungen darin, herauszufinden, ob die DNA der (einzelnen) Zielart in Umweltproben vorhanden ist. Bei der Probenverarbeitung wird üblicherweise die präzisere quantitative PCR-Technologie (qPCR) verwendet, um die Verbreitung seltener Arten in der Natur zu untersuchen und zu verfolgen.

Am 12. April 2018 führten Forscher der Washington State University in den USA in einigen Gewässern Südostasiens eDNA-Tests durch und entdeckten das Vorhandensein von DNA der vom Aussterben bedrohten Jangtse-Weichschildkröte. Sie gehen davon aus, dass es sich um die vierte Jangtse-Weichschildkröte weltweit handeln könnte, haben jedoch nur ihre DNA entdeckt und ihren wahren Körper noch nicht gesehen.

Jangtse-Riesenweichschildkröte

Fotograf: Qi Shuo

Auf der darauffolgenden ersten Konferenz zum Thema „Marine-Umwelt-DNA“ schlugen einige Wissenschaftler vor, bei der Verfolgung und Überwachung gefährdeter Arten oder der Untersuchung der marinen Biodiversität nicht länger auf traditionelle Fangmethoden zurückzugreifen, sondern verstärkt auf den Einsatz von eDNA-Nachweismethoden zu setzen.

In der Vergangenheit wurden bei Untersuchungen zur Artenvielfalt in Gewässern meist Methoden wie Fischen, Schleppnetzfischen und Tauchen eingesetzt. Erst nach einem ganzen Arbeitstag konnten die Menschen mehr als 20 verschiedene Fischarten fangen. Mithilfe von eDNA-Tests können jedoch mehr als 100 Arten in denselben Gewässern nachgewiesen werden. Die Testproben müssen lediglich aus dem Wasser entnommen werden und die Testergebnisse sind wissenschaftlicher und zuverlässiger.

Informationen aus Fischproben können durch den Nachweis von eDNA in Gewässern gewonnen werden

Quelle: pexels

Mit der Entwicklung der Gensequenzierungstechnologie wird die Effizienz von eDNA-Tests immer höher. Wenn die Kosten für die Erkennung gesenkt werden, kann die Technologie auch in anderen Bereichen stärker eingesetzt werden, beispielsweise zur Erkennung von verfälschtem Fleisch oder von Spezialprodukten mit geografischer Angabe, die als Schutzprodukte verwendet werden usw. Ich bin davon überzeugt, dass diese Technologie in Zukunft eine immer wichtigere Rolle spielen wird.

Wer gerne Tee trinkt, kann sich in Zukunft allerdings nur noch so trösten – egal, es ist halt Insekten-DNA, Katzenkot-Kaffee ist ja immer noch… oder?

ENDE

Auditexperte: Wang Guoyi, Postdoktorand für Lebensmittelsicherheit

Tadpole Musical Notation Originalartikel, bitte geben Sie beim Nachdruck die Quelle an

Herausgeber/Xiao Xitushuo