Tropische und subtropische Regionen beherbergen die artenreichsten Ökosysteme der Welt: 80 Prozent der globalen Biodiversitätshotspots und über die Hälfte aller bedrohten Tier- und Pflanzenarten finden sich in diesen Gebieten. „Auch unsere eigene Geschichte ist eng mit den Tropen verknüpft. Vor rund 300.000 Jahren entstand im tropischen Afrika der moderne Mensch, Homo sapiens sapiens, und breitete sich von dort über den gesamten Globus aus. Heute leben über 41 Prozent der Weltbevölkerung in den Tropen und Subtropen“, erzählt Prof. Dr. Miklós Bálint, leitender Autor der Studie vom Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum und der Justus-Liebig-Universität Gießen und fährt fort: „Dennoch hat lange ein entscheidendes Werkzeug zur Erforschung dieser Regionen gefehlt: alte Umwelt-DNA.“
Alte Umwelt-DNA (aeDNA) bezeichnet DNA-Fragmente, die in der Umwelt über lange Zeiträume erhalten geblieben sind und von Pflanzen, Tieren, Mikroorganismen oder Menschen stammen. Sie wird nicht aus einem Organismus direkt, sondern aus Boden, Sedimenten, Wasser, Eis oder Permafrostproben gewonnen. Der vorherrschende wissenschaftliche Konsens war, dass Hitze und Feuchtigkeit genetisches Material in den Tropen und Subtropen zu schnell abbauen, um mit aeDNA arbeiten zu können. Daher konzentrierte sich der überwiegende Teil der Analyse von alten DNA-Spuren auf kalte, trockene Regionen Europas, Nordamerikas, Asiens und der Arktis. „Wir haben die biologische Geschichte der wichtigsten Ökosysteme der Erde allerdings aufgrund einer Annahme ignoriert, die sich als nur teilweise zutreffend herausstellt“, erklärt Bálint. „Unsere neuen Erkenntnisse zeigen, dass alte Umwelt-DNA in den Tropen und Subtropen in überraschend langen Zeiträumen überdauern kann, wenn wir an den richtigen Orten suchen, wie beispielsweise in Seesedimenten oder sauerstoffarmen Sümpfen.“
Dr. Justine Nakintu von der Mbarara University of Science and Technology und der Soroti University in Uganda erläutert: „In unserer Studie führen wir mehrere beeindruckende Beispiele dafür auf, was diese genetischen ‚Zeitmaschinen’ alles enthüllen können.“ Die Erstautorin führte die Studie zwischen Mai und Juli 2025 während ihres „Senckenberg Global Fellowship“ in Frankfurt durch. „Im Lake Towuti in Indonesien entdeckten Forschende zum Beispiel DNA von Pflanzen, die bis zu einer Million Jahre alt sind. In anderen Regionen wurde aeDNA genutzt, um die Ausbreitung der Landwirtschaft vor 5.300 Jahren und sogar die Geschichte von Krankheitserregern nachzuzeichnen“, so Nakintu.
In Mexiko zeigte aeDNA aus menschlichen Knochen beispielsweise, dass dort die Syphilis im 17. und 19. Jahrhundert präsent war. Außerdem konnten Salmonella enterica-Bakterien als Verursacher der „Cocolitzli“-Epidemie im Mexiko des 16. Jahrhunderts identifiziert werden. Zukünftig könnte aeDNA auch klären, ob Epidemien für den plötzlichen Zusammenbruch menschlicher Populationen zwischen 400 bis 600 n. Chr. in Zentralafrika verantwortlich waren, heißt es in der Studie.
„Die Methode ermöglicht zudem eine präzisere Rekonstruktion der Ursprünge und der weiteren Entwicklung der menschlichen Geschichte. Ein Mensch besitzt maximal 210 Knochen und 32 Zähne – die meisten davon werden nie fossil erhalten bleiben. Gleichzeitig produziert derselbe Mensch während seines Lebens Millionen von DNA-Spuren, die weitaus häufiger in der Umwelt hinterlassen werden“, fügt Bálint hinzu. Nakintu ergänzt: „Dieses Werkzeug ermöglicht es uns auch zu sehen, wie tropische Arten in der Vergangenheit auf Klimaveränderungen reagierten – was wiederum entscheidende Informationen für ihren Schutz in der Zukunft liefert. Wir können nun ganze Gemeinschaften von Pflanzen und Tieren aus einem Teelöffel Schlamm rekonstruieren, ohne seltene Fossilien finden zu müssen.“
Obwohl der Großteil der biologischen Vielfalt in den Tropen liegt, befinden sich die meisten Labore für alte Umwelt-DNA in Europa, Nordamerika und Asien. Die Autor*innen betonen, dass die Überbrückung dieser geografischen Kluft eine einzigartige Chance bietet, die Qualität wissenschaftlicher Forschung „glokal“ zu erhöhen. Der Aufbau von Kooperationen, Laboren und Trainingsprogrammen in tropischen Ländern ermögliche schnellere Analysen und – entscheidend – tiefere Einsichten. „Wenn wir die tropische Biodiversität wirklich verstehen wollen, müssen wir Wissen exportieren, nicht nur Proben“, betont Nakintu und fasst zusammen: „Dieser Ansatz verwandelt wissenschaftliche Forschung in eine gegenseitig vorteilhafte Partnerschaft. Er erweitert die globale Forschungskapazität, diversifiziert die Fragestellungen von Forschenden und stellt sicher, dass die Geschichte dieser wichtigen Ökosysteme von den Menschen rekonstruiert wird, die mit ihnen leben.“
Die Studie ist ein Ergebnis der Initiative „Senckenberg with Africa“, die die gleichberechtigte Zusammenarbeit zwischen deutschen und afrikanischen Forschenden fördert.
Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung
Originalpublikation:
Justine Nakintu, Christian Albrecht, Annett Junginger, Julius Bunny Lejju, Barbara Beatriz Moguel, Anne W.T. Muigai, Narumi Tsugeki, Friedemann Schrenk, Miklós Bálint (2025): Uncovering the tropical past: emerging evidence from ancient environmental DNA, Trends in Ecology & Evolution, https://doi.org/10.1016/j.tree.2025.11.013
