Zephyrnet-logo

Milieu-DNA is overal. Wetenschappers verzamelen het allemaal.

Datum:

In de late In de jaren tachtig gebruikte Tamar Barkay in een federale onderzoeksfaciliteit in Pensacola, Florida, modder op een manier die revolutionair bleek op een manier die ze zich destijds nooit had kunnen voorstellen: een ruwe versie van een techniek die nu veel wetenschappelijke velden opschudt. Barkay had verschillende moddermonsters verzameld: een uit een reservoir in het binnenland, een andere uit een brakke baai en een derde uit een laaggelegen zoutwatermoeras. Ze stopte deze sedimentmonsters in glazen flessen in het laboratorium en voegde er vervolgens kwik aan toe, waardoor er een soort giftig slib ontstond.

Barkay werkte destijds voor de Environmental Protection Agency en wilde weten hoe micro-organismen in de modder interageren met kwik, een industriële verontreinigende stof. allen de organismen in een bepaalde omgeving – niet alleen het kleine deel dat met succes in petrischalen in het laboratorium zou kunnen worden gekweekt. Maar de onderliggende vraag was zo fundamenteel dat het nog steeds een van de fundamentele vragen in de biologie is. Zoals Barkay, die nu met pensioen is, het in een recent interview uit Boulder, Colorado verwoordde: “Wie is daar?” En, net zo belangrijk, voegde ze eraan toe: “Wat doen ze daar?”

Dergelijke vragen zijn vandaag de dag nog steeds relevant, gesteld door ecologen, volksgezondheidsfunctionarissen, natuurbeschermingsbiologen, forensische beoefenaars en degenen die de evolutie en oude omgevingen bestuderen – en ze drijven epidemiologen en biologen van schoenleer naar verre uithoeken van de wereld.

De 1987 papier Barkay en haar collega's publiceerden in de Tijdschrift voor microbiologische methoden een methode geschetst-"Directe DNA-extractie uit het milieu" – waarmee onderzoekers een volkstelling zouden kunnen houden. Het was een praktisch hulpmiddel, zij het nogal rommelig, om te detecteren wie daarbuiten was. Barkay gebruikte het de rest van haar carrière.

Tegenwoordig wordt de studie aangehaald als een eerste glimp van eDNA, of omgevings-DNA, een relatief goedkope, wijdverspreide, potentieel geautomatiseerde manier om de diversiteit en verspreiding van het leven te observeren. In tegenstelling tot eerdere technieken, waarmee DNA van bijvoorbeeld één organisme kon worden geïdentificeerd, verzamelt deze methode ook de kolkende wolk van ander genetisch materiaal eromheen. De afgelopen jaren is het vakgebied flink gegroeid. “Het heeft een eigen tijdschrift”, zegt Eske Willerslev, een evolutionair geneticus aan de Universiteit van Kopenhagen. 'Het heeft zijn eigen samenleving, een wetenschappelijke samenleving. Het is een gevestigde waarde geworden.”

'We zijn allemaal schilferig, toch? Er vallen voortdurend stukjes celresten af.”

eDNA dient als surveillance-instrument en biedt onderzoekers een manier om het schijnbaar niet-detecteerbare te detecteren. Door eDNA, of mengsels van genetisch materiaal (dat wil zeggen fragmenten van DNA, de blauwdruk van het leven) te bemonsteren in water, grond, ijskernen, wattenstaafjes of vrijwel elke denkbare omgeving, zelfs ijle lucht, is het nu mogelijk om te zoeken naar een specifiek organisme of stel een momentopname samen van alle organismen op een bepaalde plaats. In plaats van een camera op te zetten om te zien wie 's nachts het strand oversteekt, haalt eDNA die informatie uit voetafdrukken in het zand. "We zijn allemaal schilferig, toch?" zei Robert Hanner, een bioloog aan de Universiteit van Guelph in Canada. "Er vallen voortdurend stukjes celresten af."

Als methode om de aanwezigheid van iets te bevestigen, is eDNA niet feilloos. Het organisme dat in eDNA wordt gedetecteerd, leeft bijvoorbeeld mogelijk niet daadwerkelijk op de locatie waar het monster is verzameld; Hanner gaf het voorbeeld van een passerende vogel, een reiger, die een salamander at en vervolgens een deel van zijn DNA uitpoepte, wat een reden zou kunnen zijn waarom signalen van de amfibie aanwezig zijn in sommige gebieden waar ze nooit fysiek zijn gevonden.

Toch heeft eDNA het vermogen om te helpen bij het opsporen van genetische sporen, waarvan sommige in het milieu terechtkomen, wat een spannende – en mogelijk huiveringwekkende – manier biedt om informatie te verzamelen over organismen, inclusief mensen, tijdens hun dagelijkse bezigheden.

...

Het conceptuele De basis voor eDNA – uitgesproken als EE-DEE-EN-AY, niet ED-NUH – dateert honderd jaar geleden, vóór de komst van de zogenaamde moleculaire biologie, en wordt vaak toegeschreven aan Edmond Locard, een Franse criminoloog die in de vroege jaren 20ste eeuw. In een reeks van papieren gepubliceerd in 1929, stelde Locard een principe voor: elk contact laat een spoor achter. In wezen brengt eDNA het principe van Locard naar de 21e eeuw.

De eerste decennia concentreerde het veld dat uitgroeide tot eDNA – inclusief het werk van Barkay in de jaren tachtig – zich grotendeels op het microbiële leven. Terugkijkend op zijn evolutie leek het erop dat eDNA zich maar langzaam uit de spreekwoordelijke modder wist te krabbelen.

Pas in 2003 werd de methode een succes verdwenen ecosysteem. Onder leiding van Willerslev haalde het onderzoek uit 2003 oud DNA uit minder dan een theelepel sediment, waarmee voor het eerst de haalbaarheid werd aangetoond van het detecteren van grotere organismen met de techniek, waaronder planten en wolharige mammoeten. In hetzelfde onderzoek onthulde sediment verzameld in een grot in Nieuw-Zeeland (die met name niet bevroren was) een uitgestorven vogel: de moa. Wat misschien wel het meest opmerkelijk is, is dat deze toepassingen voor het bestuderen van oud DNA voortkwamen uit een enorme hoeveelheid mest die honderdduizenden jaren geleden op de grond was gevallen.

Willerslev was een paar jaar eerder op het idee gekomen toen hij nadacht over een recentere stapel mest: tussen zijn masterdiploma en zijn doctoraat in. in Kopenhagen bevond hij zich op losse schroeven, terwijl hij worstelde om botten, skeletresten of andere fysieke exemplaren te bemachtigen om te bestuderen. Maar op een herfst staarde hij uit het raam naar ‘een hond die op straat poept’, herinnert hij zich. De scène zette hem ertoe aan na te denken over het DNA in de ontlasting, en hoe dit door de regen wegspoelde en geen zichtbaar spoor achterliet. Maar Willerslev vroeg zich af: 'Zou het kunnen dat het DNA zou kunnen overleven?' Dat heb ik vervolgens opgezet om erachter te komen.”

Het artikel toonde de opmerkelijke persistentie van DNA aan, dat, zo zei hij, veel langer in het milieu overleeft dan eerdere schattingen suggereerden. Willerslev heeft sindsdien eDNA geanalyseerd in bevroren toendra in het hedendaagse Groenland, daterend van 2 miljoen jaar geleden, en hij werkt aan monsters uit Angkor Wat, het enorme tempelcomplex in Cambodja dat vermoedelijk in de 12e eeuw is gebouwd. “Het zou de slechtste DNA-conservering moeten zijn die je je kunt voorstellen”, zei hij. ‘Ik bedoel, het is warm en vochtig.’

Maar, zei hij, "we kunnen DNA eruit halen."

eDNA heeft het vermogen om genetische sporen te helpen opsporen en biedt een spannende (en mogelijk huiveringwekkende) manier om informatie over organismen te verzamelen terwijl ze hun dagelijkse werkzaamheden uitvoeren.

Willerslev is nu bepaald niet de enige die een potentieel hulpmiddel ziet met schijnbaar onbeperkte toepassingen – vooral nu de vooruitgang onderzoekers in staat stelt grotere hoeveelheden genetische informatie te sequencen en analyseren. ‘Het is een open venster voor heel veel dingen,’ zei hij, ‘en veel meer dan ik kan bedenken, dat weet ik zeker.’ Het waren niet alleen oude mammoeten; eDNA zou hedendaagse organismen kunnen onthullen die zich in ons midden schuilhouden.

Wetenschappers gebruiken eDNA om wezens in alle soorten en maten te volgen, of het nu om een ​​enkele soort gaat, zoals kleine stukjes invasieve algen, palingen in Loch Ness of een blinde, in het zand levende mol die al bijna 90 jaar niet meer is gezien? onderzoekers bemonsteren hele gemeenschappen, bijvoorbeeld door te kijken naar het eDNA dat wordt aangetroffen op de bloesems van wilde bloemen of het eDNA dat in de wind waait als proxy voor alle bezoekende vogels, bijen en andere dierlijke bestuivers.

...

De volgende De evolutionaire sprong voorwaarts in de geschiedenis van eDNA kreeg vorm rond de zoektocht naar organismen die momenteel in de aquatische omgevingen van de aarde leven. In 2008 werd een kop verscheen: "Water behoudt het DNA-geheugen van verborgen soorten." Het kwam niet uit de supermarktkrant, maar uit het gerespecteerde vakblad Chemistry World, waarin het werk van de Franse onderzoeker Pierre Taberlet en zijn collega's wordt beschreven. De groep zocht naar bruin-groene brulkikkers, die meer dan 2 kilo kunnen wegen en, omdat ze alles op hun pad maaien, in West-Europa als een invasieve soort worden beschouwd. Bij het vinden van brulkikkers waren meestal bekwame herpetologen betrokken die met een verrekijker de kustlijn afspeurden en vervolgens na zonsondergang terugkeerden om naar hun oproepen te luisteren. De 2008 papier stelde een eenvoudigere manier voor: een onderzoek waarvoor veel minder personeel nodig was.

"Je zou DNA van die soort rechtstreeks uit het water kunnen halen", zegt Philip Thomsen, een bioloog aan de Universiteit van Aarhus (die niet bij het onderzoek betrokken was). "En dat heeft het veld van milieu-DNA echt op gang gebracht."

Kikkers kunnen moeilijk te detecteren zijn, en ze zijn uiteraard niet de enige soort die zich onttrekt aan de meer traditionele detectie met laarzen op de grond. Thomsen begon te werken aan een ander organisme dat metingen op notoire wijze verwart: vis. Er wordt wel eens gezegd dat het tellen van vissen vaag lijkt op het tellen van bomen, behalve dat ze vrij rondlopen, op donkere plaatsen, en dat de vistellers hun telling doen terwijl ze geblinddoekt zijn. Milieu-DNA liet de blinddoek vallen. Een beoordelen uit de gepubliceerde literatuur over de technologie – hoewel er kanttekeningen bij werden geplaatst, waaronder imperfecte en onnauwkeurige detecties of details over de overvloed – bleek dat eDNA-onderzoeken naar zoetwater- en zeevissen en amfibieën in aantal groter waren dan de terrestrische tegenhangers (7:1).

In 2011 promoveerde Thomsen, toen een Ph.D. kandidaat in het laboratorium van Willerslev, publiceerde een papier waaruit blijkt dat de methode kan detecteren zeldzaam en bedreigde soorten, zoals die welke in Europa weinig voorkomen, waaronder amfibieën, zoogdieren zoals de otter, schaaldieren en libellen. “We hebben aangetoond dat alleen een borrelglas water echt genoeg was om deze organismen te detecteren,” vertelde hij Undark. Het was duidelijk: de methode had directe toepassingen in de natuurbehoudsbiologie voor de detectie en monitoring van soorten.

In 2012 verscheen het tijdschrift Molecular Ecology een speciale uitgave over eDNA, en Taberlet en verschillende collega's schetsten een werkdefinitie van eDNA als elk DNA dat uit omgevingsmonsters wordt geïsoleerd. De methode beschreef twee vergelijkbare, maar enigszins verschillende benaderingen: Je kunt een vraag met ja of nee beantwoorden: is de brulkikker (of wat dan ook) aanwezig of niet? Het doet dit door de metaforische streepjescode te scannen, korte DNA-sequenties die specifiek zijn voor een soort of familie, zogenaamde primers; de kassascanner is een veelgebruikte techniek die kwantitatieve real-time polymerasekettingreactie of qPCR wordt genoemd.

Wetenschappers gebruiken eDNA om wezens in alle soorten en maten te volgen, of het nu gaat om kleine stukjes invasieve algen, palingen in Loch Ness of een blinde, in het zand levende mol die al bijna 90 jaar niet meer is gezien.

Een andere benadering, algemeen bekend als DNA-metabarcoding, spuugt in wezen een lijst uit van organismen die in een bepaald monster aanwezig zijn. "Je stelt een beetje de vraag: wat is hier?" zei Thomsen. “En dan krijg je alle bekende dingen, maar je krijgt ook enkele verrassingen, toch? Omdat er soorten waren waarvan je niet wist dat ze daadwerkelijk aanwezig waren.”

Men streeft ernaar de speld in een hooiberg te vinden; de andere probeert de hele hooiberg bloot te leggen. eDNA verschilt van meer traditionele bemonsteringstechnieken waarbij organismen, zoals vissen, worden gevangen, gemanipuleerd, gestrest en soms gedood. De verkregen gegevens zijn objectief; het is gestandaardiseerd en onbevooroordeeld.

"eDNA zal op de een of andere manier een van de belangrijke methodologieën in de biologische wetenschappen blijven", zegt Mehrdad Hajibabaei, een moleculair bioloog aan de Universiteit van Guelph, die pionierde in de metabarcoding-aanpak, en die getraceerd vissen op zo'n 9,800 meter onder de Labradorzee. “Elke dag zie ik iets opborrelen dat niet bij mij opkwam.”

...

In recente jaren, het vakgebied eDNA is uitgebreid. Dankzij de gevoeligheid van de methode kunnen onderzoekers omgevingen bemonsteren die voorheen onbereikbaar waren, bijvoorbeeld door eDNA uit de lucht te vangen – een aanpak die de beloften van eDNA en de potentiële valkuilen ervan benadrukt. EDNA uit de lucht lijkt te circuleren op een mondiale stofgordel, wat wijst op de overvloed en alomtegenwoordigheid ervan, en het kan worden gefilterd en geanalyseerd om planten en landdieren te monitoren. Maar eDNA dat met de wind meewaait, kan tot onbedoelde besmetting leiden.

In 2019 heeft Thomsen bijvoorbeeld liet twee flessen ultrapuur water achter in de open lucht - de ene in een grasland en de andere vlakbij een zeehaven. Na een paar uur bevatte het water detecteerbaar eDNA geassocieerd met vogels en haring, wat erop wijst dat sporen van niet-terrestrische soorten zich in de monsters hebben gevestigd; de organismen woonden duidelijk niet in de flessen. “Dus het moet uit de lucht komen,” vertelde Thomsen aan Undark. De resultaten suggereren een tweeledig probleem: ten eerste kunnen sporenmateriaal zich verplaatsen, waarbij twee organismen die in contact komen, zich vervolgens met het DNA van de ander kunnen sjouwen, en het feit dat bepaald DNA aanwezig is, betekent niet dat de soort daadwerkelijk aanwezig is. .

Bovendien is er ook geen garantie dat de aanwezigheid van eDNA aangeeft dat een soort leeft, en er zijn nog steeds veldonderzoeken nodig, zei hij, om het broedsucces van een soort, zijn gezondheid of de status van zijn leefgebied te begrijpen. Tot nu toe vervangt eDNA dus niet noodzakelijkerwijs fysieke observaties of collecties. In een ander onderzoek, waarin de groep van Thomsen verzamelde Edna op bloemen om te zoeken naar bestuivende vogels, was meer dan de helft van het in het artikel gerapporteerde eDNA afkomstig van mensen, een besmetting die de resultaten mogelijk vertroebelde en het moeilijker maakte om de betreffende bestuivers op te sporen.

Op dezelfde manier ontdekte een team van de Universiteit van Florida dat eerder zeeschildpadden bestudeerde aan de hand van de eDNA-sporen die in mei 2023 achterbleven terwijl ze langs het strand kruipen gepubliceerde een artikel dat menselijk DNA opleverde. De monsters waren intact genoeg om belangrijke mutaties te detecteren die ooit zouden kunnen worden gebruikt om individuele mensen te identificeren, wat suggereert dat de biologische surveillance ook onbeantwoorde vragen opriep over ethische tests op mensen en geïnformeerde toestemming. Als eDNA als zegennet zou dienen, zou het zonder onderscheid informatie over de biodiversiteit naar boven halen en onvermijdelijk eindigen met, zoals het artikel van het UF-team het uitdrukte, ‘menselijke genetische bijvangst’.

Hoewel de privacykwesties rond voetafdrukken in het zand tot nu toe vooral hypothetisch lijken te zijn, is het gebruik van eDNA in juridische geschillen met betrekking tot wilde dieren niet alleen mogelijk, maar zelfs al een realiteit. Het wordt ook gebruikt in strafrechtelijke onderzoeken: in 2021 bijvoorbeeld een groep Chinese onderzoekers gerapporteerd Uit het eDNA dat uit de broek van een vermoedelijke moordenaar was verzameld, bleek, in tegenstelling tot zijn beweringen, dat hij waarschijnlijk naar het modderige kanaal was geweest waar een lijk was gevonden.

De zorgen over off-target eDNA, in termen van nauwkeurigheid en de reikwijdte ervan in de menselijke geneeskunde en forensisch onderzoek, benadrukken een andere, veel bredere tekortkoming. Zoals Hanner van de Universiteit van Guelph het probleem beschreef: “Onze regelgevingskaders en ons beleid lopen vaak minstens tien jaar of langer achter op de wetenschap.”

“Elke dag zie ik iets opborrelen dat niet bij mij opkwam.”

Tegenwoordig zijn er talloze potentiële regelgevende toepassingen voor het monitoren van de waterkwaliteit, het evalueren van de gevolgen voor het milieu (inclusief offshore windparken en olie- en gasboringen tot de meer alledaagse ontwikkeling van stripcentra), soortenbeheer en handhaving van de Endangered Species Act. In een civiele rechtszaak De Amerikaanse Fish and Wildlife Service, ingediend in 2021, evalueerde of er in een bepaald stroomgebied een bedreigde vis bestond, met behulp van eDNA en meer traditionele bemonstering, en ontdekte dat dit niet het geval was. De rechtbanken zeiden dat het gebrek aan bescherming van het agentschap voor dat stroomgebied gerechtvaardigd was. De vraag lijkt niet te zijn of eDNA stand hield in de rechtszaal; het deed. “Maar je kunt echt niet zeggen dat iets niet bestaat in een omgeving”, zegt Hajibabaei.

Hij recent gemarkeerd de kwestie van validatie: eDNA leidt een resultaat af, maar heeft meer gevestigde criteria nodig om te bevestigen dat deze resultaten daadwerkelijk waar zijn (dat een organisme daadwerkelijk aanwezig of afwezig is, of in een bepaalde hoeveelheid). A reeks bijzondere ontmoetingen want wetenschappers hebben gewerkt aan het aanpakken van deze kwesties van standaardisatie, die volgens hem onder meer protocollen, Chain of Custody en criteria voor het genereren en analyseren van gegevens omvatten. In een beoordelen van eDNA-onderzoeken ontdekten Hajibabaei en zijn collega's dat het veld verzadigd is met eenmalige onderzoeken, of proof-of-concept-onderzoeken die proberen aan te tonen dat eDNA-analyses werken. Onderzoek blijft grotendeels op zichzelf staan ​​in de academische wereld.

Als zodanig vragen beoefenaars die eDNA in een toegepaste context willen gebruiken soms om de maan. Komt de soort op een bepaalde locatie voor? Hajibabaei zei bijvoorbeeld dat iemand hem onlangs vroeg of hij de aanwezigheid van een parasiet volledig kon weerleggen, wat bewees dat deze niet op een aquacultuurbedrijf was verschenen. "En ik zeg: 'Kijk, ik kan op geen enkele manier zeggen dat dit 100 procent is.'"

Zelfs met een rigoureus analytisch raamwerk, zegt hij, zijn de problemen met valse negatieven en valse positieven bijzonder moeilijk op te lossen zonder een van de dingen te doen die eDNA ondervangt: meer traditionele verzameling en handmatige inspectie. Ondanks de beperkingen begint een handvol bedrijven de techniek al te commercialiseren. Toekomstige toepassingen kunnen een bedrijf bijvoorbeeld helpen bevestigen of de brug die het bouwt schadelijk zal zijn voor lokaal bedreigde dieren? een aquacultuurbedrijf bepalen of de wateren waar het zijn vissen kweekt, besmet zijn met zeeluizen? of een landeigenaar die benieuwd is of nieuwe aanplant een breder scala aan inheemse bijen aantrekt.

Het probleem is nogal fundamenteel gezien de reputatie van eDNA als een indirecte manier om het niet-detecteerbare op te sporen – of als een oplossing in situaties waarin het simpelweg niet mogelijk is om een ​​net te dompelen en alle organismen in de zee te vangen.

“Het is erg moeilijk om sommige van deze scenario’s te valideren”, zei Hajibabaei. “En dat is eigenlijk de aard van het beestje.”

...

Edna opent veel mogelijkheden en beantwoordt een vraag die oorspronkelijk door Barkay (en ongetwijfeld vele anderen) werd gesteld: “Wie is daar?” Maar het geeft steeds vaker hints die leiden tot de vraag: "Wat doen ze daar?" vraag ook. Elizabeth Clare, hoogleraar biologie aan de York University in Toronto, doet onderzoek naar biodiversiteit. Ze zei dat ze vleermuizen overdag op één plek heeft zien nestelen, maar door eDNA uit de lucht te verzamelen, kon ze ook afleiden waar vleermuizen 's nachts socialiseren. In een andere studies, eDNA van gedomesticeerde honden opgedoken in rode vossenuitwerpselen. Het leek erop dat de twee hondachtigen niet met elkaar kruisten, maar onderzoekers vroegen zich wel af of hun nabijheid tot verwarring of kruisbesmetting had geleid, voordat ze uiteindelijk tot een andere verklaring kwamen: vossen aten blijkbaar hondenpoep.

Dus hoewel eDNA het gedrag van dieren niet inherent onthult, maakt het vakgebied volgens sommige verhalen wel stappen in de richting van het verschaffen van aanwijzingen over wat een organisme zou kunnen doen en hoe het in een bepaalde omgeving met andere soorten interageert: het verzamelen van informatie over gezondheid zonder direct te observeren. gedrag.

Neem een ​​andere mogelijkheid: grootschalige biomonitoring. De afgelopen drie jaar hebben meer mensen dan ooit tevoren deelgenomen aan een gedurfd experiment dat al loopt: het verzamelen van milieumonsters uit openbare riolen om virale Covid-19-deeltjes en andere organismen die mensen infecteren op te sporen. Technisch gezien omvat de bemonstering van afvalwater een verwante aanpak die eRNA wordt genoemd, omdat sommige virussen alleen genetische informatie hebben opgeslagen in de vorm van RNA, in plaats van DNA. Toch gelden dezelfde principes. (Studies suggereren ook dat RNA, dat bepaalt welke eiwitten een organisme tot expressie brengt, gebruikt zou kunnen worden om de gezondheid van ecosystemen te beoordelen; organismen die gezond zijn, kunnen totaal andere eiwitten tot expressie brengen dan die welke onder stress staan.) Naast het monitoren van de prevalentie van ziekten, kan afvalwater surveillance laat zien hoe een bestaande infrastructuur die ontworpen is om één ding te doen – riolen zijn ontworpen om afval te verzamelen – kan worden omgevormd tot een krachtig hulpmiddel om iets anders te bestuderen, zoals het opsporen van ziekteverwekkers.

Clare heeft de gewoonte om precies dat te doen. ‘Persoonlijk ben ik een van die mensen die de neiging hebben om hulpmiddelen te gebruiken – niet op de manier waarop ze bedoeld zijn’, zei ze. Clare was een van de onderzoekers die een leemte in het onderzoek opmerkte: er werd veel minder eDNA-werk gedaan aan terrestrische organismen. Dus begon ze te werken met wat je een natuurlijk filter zou kunnen noemen, dat zijn wormen die bloed van zoogdieren zuigen. “Het is een stuk eenvoudiger om duizend bloedzuigers te verzamelen dan om de dieren te vinden. Maar ze hebben bloedmaaltijden in zich en het bloed draagt ​​het DNA van de dieren waarmee ze omgingen”, zei ze. “Het is alsof je een stel veldassistenten voor je hebt die onderzoek doen.” Toen dacht een van haar studenten hetzelfde voor mestkevers, die nog gemakkelijker te verzamelen zijn.

Clare leidt nu een nieuwe toepassing voor een ander continu monitoringsysteem – waarbij gebruik wordt gemaakt van bestaande luchtkwaliteitsmonitors die verontreinigende stoffen meten, zoals fijn stof, en tegelijkertijd eDNA uit de lucht zuigen. Eind 2023 had ze nog maar een kleine set monsters, maar ze had al ontdekt dat deze reeds bestaande hulpmiddelen, als bijproduct van routinematige monitoring van de luchtkwaliteit, ook dienst deden als filters voor het materiaal waarnaar ze op zoek was. Het was min of meer een gereguleerd, transcontinentaal netwerk dat op een zeer consistente manier monsters verzamelde gedurende lange perioden. "Je zou het dan kunnen gebruiken om tijdreeksen en gegevens met hoge resolutie op hele continenten op te bouwen", zei ze.

Alleen al in Groot-Brittannië, zegt Clare, zijn er naar schatting 150 verschillende locaties een bekende hoeveelheid lucht zuigen, elke week, het hele jaar door, wat neerkomt op zo'n 8,000 metingen per jaar. Clare en haar co-auteurs hebben onlangs een kleine subset hiervan geanalyseerd – 17 metingen op twee locaties – en konden meer dan 180 verschillende taxonomische groepen identificeren, meer dan 80 verschillende soorten planten en schimmels, 26 verschillende soorten zoogdieren, 34 verschillende soorten vogels, plus minstens 35 soorten insecten.

Er bestaan ​​zeker andere ecologische onderzoekslocaties voor de lange termijn. De VS beschikken over een netwerk van dergelijke faciliteiten. Maar hun onderzoeksgebied omvat niet een wereldwijd verspreide infrastructuur die de biodiversiteit voortdurend meet – inclusief de doortocht van trekvogels boven het hoofd en de uitbreiding en inkrimping van soorten als gevolg van de klimaatverandering. Het is waarschijnlijk dat eDNA het gedistribueerde netwerk van mensen, die realtime, tempo-ruimtelijke observaties met hoge resolutie vastleggen op websites als eBird of iNaturalist, eerder zal aanvullen dan verdringen. Als een wazig beeld van een geheel nieuw sterrenstelsel dat in zicht komt, blijft de huidige resolutie laag.

"Het is een soort algemeen verzamelsysteem, wat vrijwel ongehoord is in de biodiversiteitswetenschap", zegt Clare. Ze verwees naar het vermogen om eDNA-signalen uit het niets te halen, maar het sentiment sprak over de methode als geheel: "Het is niet perfect", zei ze, "maar er is niets anders dat dat echt doet."

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op Undark. Lees de originele artikel.

Krediet van het beeld: Ondonker + DALL-E

spot_img

Laatste intelligentie

spot_img