Globale Plattform für das Monitoring der Biodiversität
Neue Umweltvorschriften und -normen verlangen von Unternehmen, dass sie die Auswirkungen ihrer Tätigkeit auf die Artenvielfalt überwachen und kompensieren. Das ETH-Spin-off SimplexDNA hat eine Methodik entwickelt, die ein globales Biodiversitäts-Monitoring ermöglicht.
Die Ökosysteme der Erde sind aufgrund von Bevölkerungswachstum, politischen Risiken, Ressourcenabbau und CO2-Emissionen stark belastet. Wenn wir den Lebensraum Erde erhalten wollen, müssen wir zeitig handeln. Im Zuge der neuen Umweltvorschriften setzen sich grosse, international tätige Unternehmen Biodiversitätsziele, die sie dazu verpflichten, die Auswirkungen ihrer Tätigkeiten auf die biologische Vielfalt zu überwachen. Um dies zu erreichen, benötigen sie ein einfaches und skalierbares Instrument.
Das Proof-of-Life-Protokoll (PoL) von SimplexDNA schlägt ein globales System zur Überwachung der biologischen Vielfalt vor, welche durch digitale Token finanziert wird, die wiederum an DNA-Proben aus der Umwelt (eDNA) gebunden sind.
Vom Standard-Bausatz zu Franklin-Tokens
Die Überwachung der Artenvielfalt mit herkömmlichen Methoden ist punktuell, teuer und ungeeignet für die Messung der Regeneration in grossem Ausmass. Hier kommt das Proof-of-Life-Protokoll von SimplexDNA ins Spiel.
Kristy Deiner, ETH-Professorin und Mitbegründerin von SimplexDNA, erklärt: "Jede Lebensform gibt auf ihrem Weg durch die Welt einzigartige DNA ab." Diese DNA kann aus Wasser, Boden und Luft gesammelt und sequenziert werden. Die Entnahme dieser Proben muss einfach und kostengünstig sein. Dazu hat SimplexDNA ein preiswertes und genaues Probenset entwickelt, das aus einer Spritze und einem Filter besteht. Jeder kann eine Spritze aufziehen und das Wasser durch den Filter drücken. Die im Filter aufgefangene DNA wird dann extrahiert und im SimplexDNA-Labor analysiert. "Mit einer einzigen eDNA-Probe lassen sich die meisten der vielen tausend Spezies nachweisen, die an jedem Ort vorkommen", fügt Kristy hinzu.
«Eine einzige eDNA-Probe weist die meisten der vielen tausend Spezies an einem beliebigen Ort aus.»Kristy Deiner
Das Risiko, Arten zu verlieren, ist in armen Ländern besonders hoch. "Für das Monitoring mussten wir ein System finden, das weltweit funktioniert", sagt Kristy Deiner. Dafür bot sich die Blockchain-Technologie an. Ein Blockchain-Protokoll kann als Koordinationsinstrument eingesetzt werden, das die Automatisierung und Programmierung von Regeln ermöglicht. Es macht Probenahme und Analyse einfach, nachvollziehbar und überprüfbar. Alles in allem ein sehr transparentes System, was bei anderen Datenbanken nicht der Fall ist, da nicht alle Daten offen geteilt werden.
Proof-of-Life Protokoll
Jede entnommene eDNA-Probe ist mit digitalen Token verknüpft und wird durch diese finanziert. Die Token werden Franklins genannt - nach der Genetik-Pionierin Rosalind Franklin - und repräsentieren die ursprüngliche Sequenzauswertung der an einem gegebenen Ort und Zeitpunkt entdeckten Lebensformen. Auf dem Markt werden Franklins gekauft, und ein Netzwerk lokaler Probenehmer erwirtschaftet aus der Überwachung von Arten im umliegenden Ökosystem ein Einkommen (plus Lizenzgebühren). Die Franklins werden die Einrichtung einer frei zugänglichen Datenbank ermöglichen, die Veränderungen der biologischen Vielfalt im Laufe der Zeit aufzeigt.
«Neue Compliance-Mechanismen verpflichten Finanzinstitute und Unternehmen, die Auswirkungen ihrer Tätigkeit auf die Biodiversität zu überwachen und auszugleichen.»Kristy Deiner
Kristy Deiner sieht eine riesige Investitionsmöglichkeit für Franklins, da der Gesamtmarkt für Tier- und Naturschutz auf 80 Milliarden Dollar pro Jahr geschätzt wird. "Dieser Betrag wird steigen, da neue Compliance-Mechanismen Finanzinstitute und Unternehmen dazu verpflichten, ihre Biodiversitätsrisiken zu überwachen und ihre Auswirkungen auf die Natur auszugleichen", sagt sie.
Ausblick
SimplexDNA verfolgt das Ziel, die weltweit erste offene globale Datenbank zur Überwachung der biologischen Vielfalt aufzubauen, die auf der Sequenzierung von eDNA beruht. Das PoL-Protokoll wird von einem unabhängigen Gremium entwickelt und beaufsichtigt. SimplexDNA ist der primäre Sequenzierer von Franklins und hat Labors in Winterthur. Das Leitungsgremium ist für die Finanzierung, die Organisation, die Rekrutierung und die Öffentlichkeitsarbeit verantwortlich.
Derzeit ist SimplexDNA aktiv auf der Suche nach einer Finanzierung für den Aufbau und die Erweiterung des Franklin. Ziel ist es, mit Hilfe modernster molekularer und digitaler Technologie eine langfristige Plattform zur Überwachung der biologischen Vielfalt zu schaffen, die der Erde - und letztlich allen menschlichen und anderen Lebensformen - dient.
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