Auch kleinste Versuchstiere brauchen Pflege. So auch die Wasserflohzucht von Tania Holtzem in der Forschungsgruppe für Molekulare Ökologie an der Universität Innsbruck. Regelmäßig kontrolliert die Doktorandin die Einmachgläser, in der Wasserflohpopulationen aus unterschiedlichen Seen leben, wechselt das filtrierte Seewasser aus und füttert die drei Millimeter kleinen Tierchen mit einer Algenlösung.
Das Spezielle an dieser Zucht: Ein Teil der Wasserflöhe wurde gewissermaßen aus der Vergangenheit in die Gegenwart katapultiert. Viele Dauereier dieser Krebsgattung, die mit wissenschaftlichem Namen Daphnia heißt, sinken auf den Boden der Seen hinab. Dort werden sie von Sedimenten zugedeckt, überleben jahrzehntelang als sogenannte Dauerstadien und stellen für Biologinnen wie Tania Holtzem eine ungeahnte Informationsquelle dar.
Die Evolutionsspezialistin ist Teil eines SeeWandel-Projekts zur Resilienz von Wasserflohpopulationen. Sie nutzt das biologische Archiv auf dem Seeboden als Zeitmaschine und vergleicht das Erbgut von verschiedenen Daphnien-Generationen aus unterschiedlichen Sedimentschichten. So lässt sich zum Beispiel studieren, wie sich die veränderten Umweltbedingungen auf die Evolution der Wasserflöhe ausgewirkt haben. Und es lässt sich nachvollziehen, wie nahe Verwandte wie die Daphnia longispina und die Daphnia galeata unterschiedlich gut mit den sich wandelnden Bedingungen zurechtkamen.
Ökosysteme können sich anpassen und erholen.
Tania Holtzem untersucht das Erbgut von Wasserflöhen aus dem Boden-, dem Walen- und dem Zürichsee. Diese drei voralpinen Gewässer haben eines gemeinsam: In den 1960er Jahren stieg ihr Nährstoffgehalt an, wenn auch unterschiedlich stark – und er nahm wieder ab, als die Abwasserreinigung ausgebaut und Phosphor in Waschmitteln verboten wurde.
Die Zucht in den Einmachgläsern ist also nur Mittel zum Zweck. Was die junge Forscherin wirklich beschäftigt, ist die aufgeschlüsselte DNA der Wasserflöhe. Geliefert erhält sie diese Angaben von einer auf Genomsequenzierung spezialisierten Firma in Cambridge. „Wir reinigen und filtern diese Daten mit unterschiedlicher Software und analysieren die genomischen Sequenzen der Daphnien mit bioinformatischen Methoden“, erzählt Tania Holtzem.
Hört sich kompliziert an. Und diese Seite ihrer Arbeit, so räumt die Doktorandin ein, sei nicht eben für Smalltalk an einer Bartheke geeignet. „Aber welche Bedeutung die Daphnien für das Ökosystem der Seen hat, verstehen auch Nichtspezialisten auf Anhieb.“ Tatsächlich kommt dem Wasserfloh eine Rolle zu, die seine geringe Körpergröße nicht erahnen lässt. Er ist eine Schlüsselart. Die Daphnien stellen die primäre Nahrungsquelle für Fische und für wirbellose Räuber dar, und sie sind im Seesystem für das Filtrieren der Algen zuständig.
Ich bin begeistert von der Entstehung und Anpassung der Arten.
So weit so interessant, doch was soll Tania Holtzems Arbeit schließlich an den Tag bringen? Noch ist die Analyse der Daten in vollem Gang, aber die Forscherin geht davon aus, dass das Auf-und-ab der Nährstoffkonzentration in den Seen Folgen für das Erbgut der Wasserflöhe hatte. „Ökosysteme können sich anpassen und wieder erholen“, erklärt sie, „doch die sich verändernden Umweltbedingungen in den Seen hinterlassen Spuren im Erbgut der Arten.“ Was diese Veränderungen für Folgen hat – zum Beispiel für die Fruchtbarkeit der Wasserflöhe –, werden erst zusätzliche Forschungsarbeiten zeigen.
Ihre berufliche Zukunft sieht Tania Holtzem in der Wissenschaft. Die Luxemburgerin, die einst der Berge wegen nach Innsbruck zum Studieren kam, ist „begeistert von der Entstehung und Anpassung der Arten“. Und sie könnte sich gut vorstellen, auch nach Abschluss ihrer Doktorarbeit in zwei Jahren in diesem Bereich weiterzuarbeiten. Permanente Stellen in der Forschung sind rar, das ist ihr klar, „aber ich bin zuversichtlich, dass ich meinen Platz finden werde.“
