Jede Fliege zählt
Millionen Insektenarten verschwinden, bevor wir sie überhaupt entdecken. Am Berliner Naturkundemuseum beginnt ein Wettlauf gegen die Zeit – mit Hilfe von KI.
Lautlos lässt der Roboter sein Stielauge über die Petrischale gleiten. Darin: dutzende winziger schwarzer Punkte, kaum größer als Mohnkörner. „Das ist der schwierige Part“, sagt Rudolf Meier. „Der Roboter weiß nicht, wo was ist, was es ist und wie groß es ist.“
Rudolf Meier ist Insektenforscher und Evolutionsbiologe. Als Leiter des Zentrums für Integrative Biodiversitätsentdeckung am Berliner Museum für Naturkunde will er die Erfassung der Artenvielfalt revolutionieren. Das Gerät, mit dem er gerade arbeitet, nennt sich „Diversity Scanner“ und sieht auf den ersten Blick wenig spektakulär aus – ein Glaskasten, verbunden mit einem Laptop. Was die Maschine leistet, ist dennoch erstaunlich: Automatisch fotografiert, vermisst und sortiert sie Insekten und bereitet sie für die DNA-Analyse vor. Die erzeugten Bilder und Daten dienen dazu, KI-Modelle zu trainieren, die künftig Insekten eigenständig erkennen sollen. Meiers Team hat ihn gemeinsam mit Fachleuten für Robotik und Künstliche Intelligenz vom Karlsruher Institut für Technologie KIT entwickelt.
In Zeitlupe senkt sich das Kameraauge über ein Pünktchen. Kurz darauf erscheint sein Bild, zwanzigfach vergrößert, auf dem Bildschirm. Es ist eine gewöhnliche Fliege. „Diplonevra nitidula ist eine der häufigsten Arten Europas“, sagt Meier. „Wenn wir Fallen aufstellen, fangen wir sie in Massen.“
Was wir nicht kennen, können wir nicht schützen
Der Aufwand lohnt sich. Denn obwohl die Fliege weit verbreitet ist, weiß man erstaunlich wenig über sie. Dabei leisten gerade häufige Arten den Großteil der Arbeit im Ökosystem. Ihr Rückgang kann gravierendere Folgen haben als das Verschwinden einer seltenen Art mit Spezialfunktion, sagt Meier. Lange konzentrierte sich die Forschung jedoch auf sogenannte charismatische Arten: groß, auffällig oder bedroht. „Das verzerrt unser Wissen über die Natur.“ Als Beispiel nennt Meier die Natura-2000-Gebiete, das größte Schutzgebietsnetz Europas mit rund 27.000 Arealen. Sie gelten als zentrales Instrument europäischer Naturschutzpolitik. Ein Großteil der Arten bleibt unerkannt, auch wenn Organismen im Boden und im Wasser genetische Spuren hinterlassen. Denn ohne internationale Referenzdaten lassen sie sich oft keiner Art zuordnen. Sie bleiben „Dark Taxa“, Spuren unbekannter Lebensformen – und machen eine effektive Umsetzung europäischer Schutzstrategien schwierig.
Licht ins Dunkel der unerkannten Arten
Europaweit arbeiten Forschende daran, die „Dark Taxa“ zu identifizieren. Zu den zentralen Knotenpunkten dieser Forschung gehören naturwissenschaftliche Sammlungen wie die des Berliner Naturkundemuseums. Seit mehr als 150 Jahren werden hier Insekten gesammelt und dokumentiert. Diese Referenzexemplare sind entscheidend, um neue Funde zu identifizieren. Auch das Team um Rudolf Meier kooperiert international mit zahlreichen Partnern, zum Beispiel im Programm „Horizon Europe Biodiversity and ecosystem services“.
Museum für Naturkunde Berlin
Es ist eines der größten Naturkundemuseen der Welt – mitten in Berlin. Seit über 200 Jahren sammelt das Museum Tiere, Pflanzen und Fossilien: 30 Millionen Objekte, darunter rund 15 Millionen Insekten. Es zählt zu den international bedeutendsten Forschungseinrichtungen zu Evolution und Biodiversität. Das bekannteste Exponat ist ein Dinosaurierskelett von mehr als 13 Metern Höhe. Heute forscht das Naturkundemuseum auch mit Robotern und KI – und macht seine Sammlung Schritt für Schritt digital zugänglich.
Weltweit erster 3D-Scanner für Insekten
Das Berliner Naturkundemuseum bewahrt in seiner Sammlung 30 Millionen solcher Referenzexemplare. Die Hälfte davon sind Insekten: getrocknet und auf Nadeln gesteckt in entomologischen Kästen oder – wie Diplonevra nitidula – in 70-prozentigem Alkohol konserviert. Damit internationale Forschende für den Abgleich mit den Referenzexemplaren nicht extra nach Berlin kommen müssen, digitalisiert das Museum seit einigen Jahren seine Sammlung. In der Ausstellung „digitize!“ können Besucherinnen und Besucher drei Digitalisierungsgeräten sogar live zuschauen, zum Beispiel dem weltweit ersten 3D-Scanner für Insekten. 25.000 Aufnahmen macht er von einem Insekt und fügt das Bild aus annähernd 400 Perspektiven zusammen.
Angesichts des rasanten Artensterbens reiche das nicht aus, sagt Rudolf Meier. „Wir müssen Arten zehnmal schneller beschreiben. Insekten müssen digitalisiert werden wie Bücher in einer Bibliothek.“ Sein Labor versteht er als „Fabrik für Biodiversitätswissen“, in der Arterkennung zunehmend automatisiert abläuft. Roboter, DNA-Analysen und KI sollen helfen, Arten schneller zu identifizieren und ihre Verbreitung zu erfassen.
Doch die Zeit drängt. Jeden Tag verschwinden Arten, von denen wir nicht einmal wissen, dass es sie gibt. Ein Wettlauf gegen das Artensterben, bei dem es auf jedes einzelne Insekt ankommt.