Het boreale woud is essentieel voor Canada en de wereld, koolstof opslaan, het zuiveren van water en lucht en het reguleren van het klimaat. Maar het is tot nu toe een moeizame en tijdrovende onderneming gebleken om de gezondheid van dit kwetsbare bioom in de gaten te houden.

Geavanceerde DNA-metabarcoderingstechnologie ontwikkeld door de Universiteit van Guelph kan het monitoringproces helpen versnellen en verbeteren, volgens een nieuwe studie die vandaag is gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten .

"We halen veel meer informatie uit DNA, en we waren in staat om de gegevens en de interpretaties van de gegevens te reproduceren die de standaard morfologiebenadering opleverde, " zei co-auteur van de studie Mehrdad Hajibabaei, een professor in U of G's Department of Integrative Biology.

In de studie, onderzoekers vergeleken het gebruik van geavanceerde DNA-metabarcoderingstechnologie - het identificeren van DNA van veel waterorganismen tegelijk - met hands-on identificatie van ongewervelde exemplaren, decennia lang gebruikt om de biodiversiteit van ecosystemen te beoordelen.

Nauwkeurige en tijdige informatie over het boreale ecosysteem is nog nooit zo dringend nodig geweest, volgens boswetenschappers. Stijgende temperaturen in het boreale gebied leiden tot degradatie van permafrost, evenals meer intense droogtes en bosbranden. Klimaatverandering zorgt ervoor dat bosbranden heviger branden, meer broeikasgassen de atmosfeer in pompen.

Echter, federale wetenschappers zijn uitgedaagd door de enorme hoeveelheid biomonitoring die nodig is voor het Canadese bosintegriteitsprogramma, zei Hajibabei.

"Ze moeten de gezondheid van dit bos beoordelen, en een manier om dat te doen is door te kijken naar de aanwezigheid van ongewervelde dieren in de stromen."

De gezondheid van beekjes is een indicator van de algehele gezondheid en biodiversiteit van bossen. De beproefde maar tijdrovende aanpak was om handmatig monsters te verzamelen en vervolgens indicatororganismen te identificeren.

"Natural Resources Canada wilde de aanpak gaan gebruiken - DNA-metabarcodering - waar mijn laboratorium al geruime tijd onderzoek naar doet, ' zei Hajibabei.

"Ze hebben ons benaderd en we zijn deze samenwerking gestart. Het belang van dit werk is zowel om deze aanpak in een realistisch scenario te verwerken als om te voorzien in de behoeften van Canadian Forest Service voor tijdige monitoring."

Metabarcoding is snel en zeer effectief in het detecteren van veel verschillende waterorganismen in water, zei Hajibabei.

Het handmatig identificeren van ongewervelde dieren kost tijd en vereist experts, waarvan de resultaten niet altijd consistent zijn, hij voegde toe.

Een ander belangrijk aspect van het werk is dat het kan worden toegepast op een omgevingsgradiënt, het meten van fluctuaties in omstandigheden op basis van verschillende stressoren en processen, zei Hajibabei.

De studie omvatte wetenschappers van U of G's Centre for Biodiversity Genomics and Natural Resources Canada's Great Lakes Forestry Centre in Sault Ste. Marie.

De studie noemt metabarcoding "een potentieel transformatieve benadering van biomonitoring, ontdekking van biodiversiteit en beoordelingen van de gezondheid van ecosystemen."

De bevindingen geven Natural Resources Canada meer vertrouwen in DNA-monitoring, zei Hajibabei. "Het is duidelijk dat als ze elke vorm van impact willen beperken, er is altijd vraag naar snellere en meer high-throughput benaderingen."