Om aan de vraag naar zalm te voldoen, langs de kusten van Scandinavië en Schotland hebben zich veel zalmkwekerijen ontwikkeld. Deze operaties zijn onderworpen aan strikte milieuregels. Boerderijen moeten bepalen hoe hun visproductie het mariene benthische ecosysteem beïnvloedt. Daarom, ze analyseren de aanwezigheid van zogenaamde bio-indicatororganismen zoals schaaldieren en wormen op de zeebodem. Dit proces is tijdrovend en kostbaar. Onderzoekers van de Universiteit van Kaiserslautern ontwikkelen samen met collega's van de Universiteit van Genève snellere en efficiëntere methoden. Ze gebruiken het DNA van micro-organismen om veranderingen die voorheen mogelijk waren, nauwkeuriger te karakteriseren. Hun studies zijn gepubliceerd in de gerenommeerde tijdschriften Ecologische indicatoren en Bulletin over vervuiling van de zee .

Met meer dan 1,2 miljoen ton per jaar, Noorwegen is een van de grootste zalmproducenten ter wereld. Deze vissen worden ongeveer twee jaar in grote kooien voor de kust gekweekt. De voerresten en visuitscheidingen van deze operaties zinken naar de zeebodem en kunnen het benthische ecosysteem aantasten:bacteriën breken deze organische stoffen af ​​in een proces dat zuurstof verbruikt. Als resultaat, zuurstofniveaus kunnen zo laag worden dat de meeste grotere benthische organismen zoals veel wormen, schaaldieren of zee-egels kunnen deze zuurstofarme omstandigheden niet overleven.

Om deze reden, milieuautoriteiten hebben strenge regels opgelegd aan zalmkwekerijen. "De wateruitwisseling van oceaanstromingen moet voldoende zijn om de vissen van zuurstof te voorzien en zoveel mogelijk organisch afval af te voeren, " merkt professor Dr. Thorsten Stoeck op, een ecoloog aan de Universiteit van Kaiserslautern. "Bovendien, milieuvoorschriften staan ​​alleen significante milieueffecten direct onder de viskooien toe. Op zeer korte afstand van de boerderij moet de omgeving zich herstellen."

Om te testen hoe het bentische ecosysteem wordt beïnvloed door landbouwactiviteiten, boeren moeten monsters nemen van de oceaanbodem. "De organismen die op de zeebodem leven, zijn indicatoren voor de gezondheid van ecosystemen, " voegt Dr. Stoeck toe. Echter, het proces van soortidentificatie vereist experts in taxonomie en is duur en zeer tijdrovend; het kan bijna 6 maanden duren voordat de resultaten binnen zijn:te lang voor maatregelen om maatregelen te nemen als het ecosysteem zwaar wordt belast.

Het onderzoeksteam van Stoeck ontwikkelt momenteel in samenwerking met collega's in Zwitserland (Universiteit van Genève) een eenvoudiger, snellere en kostenefficiëntere methode in hun laboratoria op de campus van Kaiserslautern. De onderzoekers verzamelen monsters bij boeren en isoleren micro-organismen zoals ciliaten en bacteriën. De wetenschappers gebruiken het DNA van deze microben voor de procedure. "Hun genetisch materiaal is als een vingerafdruk; het is uniek voor elk individu, ", zegt de ecoloog. "De resultaten zijn binnen slechts een week beschikbaar." Deze kleine dieren maken het mogelijk om nauwkeurigere conclusies te trekken over de mate van vervuiling dan conventionele methoden. "Veel grotere organismen kunnen niet overleven in zuurstofarme omstandigheden, " merkt Stoeck op. "Microben zijn doorgaans resistenter. Velen kunnen verschillende graden van vervuiling en verontreinigingen verdragen en kunnen zich sneller aanpassen aan veranderende omstandigheden."

Het doel van het project is om een ​​database te maken met de DNA-vingerafdrukken van een breed scala aan micro-organismen. "We kunnen een systeem van DNA-barcodes maken, analoog aan de streepjescodes die worden gebruikt voor voedingsproducten in de supermarkt, " vervolgt Stoeck, wiens team sedimentmonsters verzamelt van viskwekerijen over de hele wereld. "Met deze barcodes kunnen de boeren snel de gezondheidstoestand van het ecosysteem in de buurt van de viskwekerijen identificeren."

Op de lange termijn, bijvoorbeeld, boeren kunnen mogelijk een DNA-chip gebruiken voor een geautomatiseerde analyse van sedimentmonsters direct ter plaatse. Het verzamelen van barcodes geeft hen actuele informatie over de toestand van de oceaan, waardoor boeren sneller op problemen kunnen reageren. Bij de huidige monitoringprogramma's wordt meestal alleen gekeken naar de omgevingsomstandigheden voordat de vissen in de kooien worden geplaatst en vervolgens op het hoogtepunt van de productie.