Nieuws
De lucht zit vol met DNA!
Dieren verliezen huidschilfers, slijm en haren die in de lucht terecht komen: zou je die kunnen opvangen en analyseren om de lokale biodiversiteit in beeld te brengen? Dat vroeg een Deens onderzoeksteam zich af. Het team plaatste een luchtsampler in een dierentuin en wat bleek: van bijna alle dieren die daar werden gehouden werd het DNA teruggevonden in de lucht.
Waar in een dierentuin de dieren in hoge dichtheden in hokken of kooien bij elkaar zitten, bleef de vraag echter nog open of deze methode ook zou kunnen werken in de vrije natuur1. Een team wetenschappers van Wageningen Environmental Research heeft dit nu beantwoord.
Het klinkt misschien nog een beetje als sciencefiction, maar de techniek om DNA uit de omgeving te halen om de biodiversiteit te meten wordt al routinematig gebruikt. Zo is het een beproefde methode om via DNA in een watersample te weten te komen welke vissen of andere waterdieren er voorkomen, of kan via een grondmonster worden bepaald welk bodemleven er in de grond zit. Dit zogenoemde eDNA (‘environmental DNA’) heeft als grote voordeel dat de dieren zelf niet gevangen hoeven te worden en het dus een niet-invasieve manier om diversiteit te meten is.
154 soorten geïdentificeerd
Om te kunnen testen of DNA in de lucht een goed beeld geeft van de aanwezige wilde dieren in de omgeving werden op drie verschillende plekken in Nederland gedurende één week luchtsamples genomen, met verschillende typen luchtsamplers (Figuur 1). Doordat deze samplers een windvaan hebben, draaien ze mee met de wind en vangen door middel van aanzuiging deeltjes uit de lucht op. Ze kunnen gedurende één week samplen en verzamelen dagelijks één sample. Ook werden er cameravallen geplaatst rondom de luchtsamplers om te zien of de geziene soorten ook daadwerkelijk werden teruggevonden.
En wat bleek? Alle dieren die werden gezien op de cameravallen (9 soorten zoogdieren en 7 soorten vogels) werden ook teruggevonden in de luchtsamples. En dat niet alleen: ze werden ook daadwerkelijk gevonden op dagen waarop de betreffende dieren op de camera werden gezien. Ook bleek dat de zogeheten ‘Burkard spore trap’ veruit het beste werkte van de drie geteste apparaten, met de meeste soorten en grootste overlap met camerabeelden. Toch werden soms ook (grote) dieren gemist, zoals een edelhert die op de cameravallen bij Radio Kootwijk een aantal dagen te zien was en niet werd teruggevonden met alle samplers.
Het mooie van de eDNA resultaten was echter dat er ook een hele schat aan extra soorten werd gevonden in de luchtsamples, 154 in totaal met maar liefst 113 vogelsoorten, 33 soorten zoogdieren en zelfs 4 soorten vissen en 4 soorten amfibieën. Onderzoeker Marcel Polling, die dit onderzoek leidde: “Het mooie van deze lijst was dat de soorten ook duidelijk gerelateerd zijn aan het habitat waar de samplers stonden. Zo werden er in Radio Kootwijk op de Veluwe relatief veel meer soorten gevonden die voornamelijk in het bos voorkomen dan op de andere locaties en bij Randwijk waar vlakbij een rivier loopt ook duidelijk meer watervogels dan op de andere locaties.”
Een spannende nieuwe techniek in ontwikkeling
Dit onderzoek toont een vernieuwende techniek om de biodiversiteit van gewervelden in een omgeving in beeld te brengen. Tegelijkertijd roept het ook ontzettend veel vragen op: “Wat we niet weten is: van hoever kan dit DNA komen?” aldus Polling. “Hoe lang blijft het in de lucht voordat het afbreekt? Als een vogel één keer overvliegt, vangen we daar dan meteen het DNA van op?” Er werd bijvoorbeeld ook veel DNA van gedomesticeerde dieren gevonden, vooral van kip en rund, maar ook van allerlei exoten. Voor de meeste kon de bron snel gevonden worden: zo werd in samples van Radio Kootwijk DNA van de Nieuw-Zeelandse roodvoorhoofdkakariki (een soort papegaai) en Japanse kwartel gevonden. Deze bleken bij navraag door een hobbyist gehouden te worden in een tuin zo’n 40 meter van de sampling locatie.
Polling: “We vonden echter ook kleine hoeveelheden DNA van enkele soorten die we nog niet thuis konden brengen, zoals magelhaenpinguin en auerhoen, mogelijk uit dierentuinen, maar aangezien die erg ver van de sampling locaties zijn lijkt dat niet mogelijk”. Het onderzoek toont dus aan dat DNA-bemonstering van lucht een veelbelovende techniek is met potentie voor brede toepassingen zoals het monitoren van biodiversiteit en het opsporen van soorten in een bepaald gebied. Het is echter voorlopig nog van groot belang om de resultaten te valideren en de techniek verder te ontwikkelen alvorens het kan uitgroeien tot een robuuste en breed inzetbare tool voor ecologisch onderzoek en natuurbeheer.
Dit onderzoek werd gefinancierd door het Ministerie van Landbouw, Visserij, Voedselzekerheid en Natuur in het kader van het Kennisbasisprogramma Natuurinclusieve transities (KB-36), project KB-36-004-011.
1 Lynggaard, C., Bertelsen, M.F., Jensen, C.V., Johnson, M.S., Frøslev, T.G., Olsen, M.T. and Bohmann, K., 2022. Airborne environmental DNA for terrestrial vertebrate community monitoring. Current Biology, 32(3), pp.701-707.