Met een enkel monster van water of bodem kunnen onderzoekers het DNA analyseren van alles wat in die omgeving leeft. Tijdens haar onderzoek heeft Ph.D. kandidaat Beilun Zhao ontdekte een manier om niet alleen de soort, maar ook de leeftijd van de soort in een watermonster te analyseren. De methode toonde zijn eerste succes bij de grote vijverslak en is de eerste stap naar een geheel nieuwe wereld van milieuonderzoek.

Elk levend wezen laat sporen van DNA achter, waar ze ook gaan. Dat betekent dat je met één monster lucht, bodem of water kunt zien welke dieren in die omgeving leven. Analyse van dit zogenaamde milieu-DNA (eDNA) gaf tot nu toe alleen informatie over wat voor soort soorten er in die omgeving leven. Zhao ontdekte een nieuwe methode om ook informatie te krijgen over de leeftijd van de soorten die in een aquatisch milieu leven.

"Dit gaat veel verder dan de aan- of afwezigheid van een soort", zegt hoogleraar Milieubiologie en promotor van Zhao, Peter van Bodegom. "Informatie over de leeftijd van een groep is essentieel in veel natuurbeschermings- en ecologische studies. We willen weten hoe de soort zich gedraagt, hoe de populatie evolueert en of ze zich voortplant. of herstelpogingen daadwerkelijk succesvol geweest?"

Het begin van een nieuw tijdperk in milieuonderzoek

Zhao gebruikte een methode om informatie te krijgen over de verschillende leeftijdscategorieën van de grote vijverslak. "Voor het eerst konden we leeftijdsklassen scheiden van een watermonster", zegt Zhao. "Voorlopig hebben we het alleen getest met deze ene soort slakken. Maar het feit dat het mogelijk is, brengt een heleboel nieuwe onderzoeksmogelijkheden met zich mee."

De grote vijverslak is een veel voorkomende soort in aquatische milieus en is daarom een ​​goed voorbeeld voor onderzoek. “In ons onderzoek werden de leeftijdsklassen gescheiden in watertanks. Vervolgens zullen we moeten kijken hoe we de leeftijdsklassen kunnen analyseren als ze allemaal bij elkaar zijn. Voorlopig hebben we slechts vier leeftijdsklassen getest, dus we willen dit zeker verhogen. En dan moeten we natuurlijk verder gaan en kijken naar verschillende soorten om de methode op toe te passen."

Om de informatie over leeftijd te krijgen, analyseerde Zhao een soort DNA-modificatie die methylering wordt genoemd. Met deze methode keek ze naar de eDNA-methylering van de soort op vier leeftijdsklassen. Dat kan omdat dieren afhankelijk van hun leeftijd een ander methyleringspatroon van het eDNA achterlaten.

"Deze methode zou uiteindelijk ook kunnen worden gebruikt om ziekten en aanpassingen veroorzaakt door omgevingsveranderingen op te sporen. Als bijvoorbeeld de temperatuur verandert, verandert ook de methylering in ons lichaam."

Een nieuwe tool in de eDNA-toolbox

Beide promotoren van Zhao, Van Bodegom en universitair docent Krijn Trimbos werken al jaren met eDNA en zijn erg enthousiast over de ontdekking. "De eDNA-toolbox is de afgelopen tien tot vijftien jaar redelijk stabiel gebleven", zegt Trimbos. "Dit opent een geheel nieuwe richting die je kunt toepassen op milieu- en ecologische studies en de ontbrekende informatie kunt invullen. Leeftijd is zo'n centrale eigenschap van de bevolkingsopbouw. ​​Als je daar op een dag gezondheid aan kunt toevoegen, krijg je een heel diep inzicht in hoe het met de soort gaat."

Huidig ​​onderzoek met eDNA geeft nu al de mogelijkheid om diersoorten dier- en milieuvriendelijker te onderzoeken. "In plaats van een specifiek biomonitoringschema te moeten doorlopen, zoals proberen alle vissen in de omgeving te vangen, kun je één monster nemen en alles weten", zegt Trimbos. "Met de extra informatie over leeftijd wordt dit eenvoudiger en veel completer."

Zhao is erg enthousiast over verder onderzoek naar deze methode. "Het is de eerste keer dat we informatie kunnen vinden die verder gaat dan het soort soort. Dat is heel interessant. En deze techniek is ook erg goedkoop, dus het kan op grote schaal worden toegepast. Het is nogal tegenstrijdig om de soort te vangen en pijn te doen als je informatie wilt krijgen over ze voor een milieustudie. Met eDNA in het algemeen en deze extra methode kan onderzoek veel gemakkelijker worden gedaan zonder de vissen pijn te doen." + Verder verkennen

DNA gebruiken om vissoorten te zoeken