Voor het eerst is met DNA aangetoond dat een zeldzame vogel ergens voorkomt zonder dat die is waargenomen. Zijn aanwezigheid blijkt uit de genetische analyse van een watermonster uit een plas waar de vogels drinken.
Die genetische techniek heet environmental-DNA, kortweg eDNA, en is sterk in opkomst. Het wordt vooral gebruikt om biodiversiteit van een leefgebied in kaart te brengen, maar kan ook worden ingezet om één specifieke soort te detecteren. Dat laatste is gedaan door Australische onderzoekers om de aanwezigheid van de Gouldamadine, een prachtvink en familie van de zebravink, aan te tonen in een verafgelegen, droog gebied in Noord-Australië.
“Vaststellen van soorten in een leefomgeving gebeurt traditioneel door in het veld soorten te verzamelen en te tellen. Maar dat gebeurt meer en meer met DNA-technieken. Dat is veel eenvoudiger en sneller. De expertise in het veld is minder nodig”, zegt Berry van der Hoorn, onderzoeker bij Naturalis Biodiversity Center. “eDNA onderzoek kan met alle levende organismen, van bacterie tot toppredator”.
Hoe werkt eDNA?
Beesten die zwemmen, badderen of drinken laten in water sporen achter van schubben, huidschilfers, haren, uitwerpselen of slijm. Die sporen bevatten kleine stukjes DNA die in het labo worden geanalyseerd. Het DNA waarop de analyse zich richt is te vergelijken met een streepjescode. Specifieke DNA fragmenten, primers genaamd, selecteren een stukje DNA, dat kenmerkend is voor een groep soorten, zoals vogels, of een voor specifieke soort, zoals de prachtvink Gouldamadine. Dit stukje DNA wordt vergeleken met een bibliotheek vol bekende soortspecifieke DNA-volgordes. Via een match of overeenkomst is vast te stellen om welke soort of soorten het gaat.
Nu wordt het met name gebruikt in het aquatisch milieu, in zoet en zout water. “Het is ontstaan om bodemvruchtbaarheid te beoordelen door te kijken naar schimmels en bacteriën in de grond. Die zijn uiterlijk moeilijk te herkennen. Daarom zijn ze daar genetische technieken gaan gebruiken. Die zijn later overgeslagen naar het water”.
De techniek wordt zowel in het water, op het land als in de lucht gebruikt. Zo zijn door de onderzoeksgroep van Van der Hoorn luchtmonsters verzameld op het gebouw van het Leidse academisch ziekenhuis. Die monsters worden geanalyseerd op allergenen, zoals pollen die hooikoorts veroorzaken. “We hebben ook vanaf een toren van 300 meter hoog boven de Amazone luchtmonsters genomen. Die analyseren we op sporen van mossen om de verspreiding ervan in kaart te brengen”.
In de Noordzee wordt onderzoek gedaan met eDNA naar de biodiversiteit aan bodemdieren op stenen, rotsen en boorplatforms. Ook de waterkwaliteit kan worden bepaald met eDNA. Handig om te weten of zwemwater veilig is en er geen ziekteverwekkers als E.coli en enterococcen in zweven. Daarnaast is het ook een elegant instrument om de invloed van de mens op de omgeving te bepalen. Zo wordt gekeken of natuurlijke oevers in Noord-Holland bijdragen aan een grotere diversiteit vergeleken met steile oeverwanden van planken. Daarvoor wordt de aanwezigheid van dansmuggen en plantaardig plankton in beide situaties onderzocht: hoe meer dansmuggen, hoe beter de waterkwaliteit.
“eDNA is een fantastische techniek, maar lost niet alle vragen op”, weet de onderzoeker. Zo zijn niet de aantallen te bepalen uit het gevonden DNA. Ook blijft de leeftijdsklasse onbekend en is het verschil tussen leven of dood evenmin vast te stellen via eDNA. “Bij menselijk DNA onderzoek zijn deze technieken al veel verder, maar die zijn er nog niet voor biodiversiteit. Die moeten we nog ontwikkelen”.
