Op DNA gebaseerde biomonitoring is afhankelijk van soortspecifieke segmenten van het DNA van organismen voor hun taxonomische identificatie en vordert snel voor het monitoren van gemeenschappen van ongewervelde dieren in een verscheidenheid aan ecosystemen. De gebruikte analytische benaderingen variëren van detectie van één soort tot grootschalige analyse van milieumonsters, grotendeels afhankelijk van de focus van het genereren van gegevens. Echter, voor zoetwatersystemen, er is vaak een gebrek aan aandacht voor het optimale monstertype voor het maximaliseren van de detectie van macro-invertebraten.

Ecologie, levensfase en habitatvoorkeur (d.w.z. benthische of waterkolom) van macro-invertebraten beïnvloedt uiteindelijk de snelheid van DNA-detectie, afhankelijk van de genomen bemonsteringsaanpak. Op DNA gebaseerde biomonitoringgegevens verzameld voor zoetwatermacro-invertebraten zijn vaak gericht op de detectie van bio-indicatorgroepen Ephemeroptera (eendagsvliegen), Plecoptera (steenvliegen), Trichoptera (caddisflies) en Odonata (libellen en waterjuffers), om de gezondheidstoestand van zoetwatersystemen af ​​te leiden.

In hun larvale stadium, deze macro-invertebraten - gewoonlijk EPTO genoemd - bezetten het benthos in rivieren, meren, vijvers, en wetlands. Dit overwegende, watermonsters zijn voorgesteld als een surrogaatbron van DNA van macro-invertebraten, ondanks het gebrek aan begrip of water voldoende taxonomisch herstel van macro-invertebraten biedt, met name van EPTO-groepen.

Dit behandelen, een recente samenwerking tussen het Hajibabaei Lab (Centre for Biodiversity Genomics, University of Guelph) en wetenschappers van Environment and Climate Change Canada resulteerden in een paper in PLOS One onderzoek naar het herstel van macro-invertebraten, in het bijzonder EPTO, in ondiepe open water wetlands door matched water en bulk-weefsel DNA-monsters te vergelijken.

Algemeen, ze ontdekten dat zeer weinig taxa werden gedeeld tussen bulk-benthos en watermonsters, met een veel grotere rijkdom aan macro-invertebraten taxa teruggewonnen uit benthos. Vooral EPTO-groepen waren sterk geassocieerd met bulk-benthosmonsters, met beperkte EPTO-families gedetecteerd in alle overeenkomende watermonsters.

"Deze ongerepte, wetland studiesysteem is uitstekend geschikt voor het vergelijken van de relatieve detectie van deze taxa zonder de invloed van waterstroming, " zei hoofdauteur prof. Mehrdad Hajibabaei. De studie illustreert hoe steekproefkeuze een kritische factor is voor een uitgebreide beoordeling van de totale biodiversiteit van macro-invertebraten. "Dit onderzoek is van vitaal belang voor het informeren van grootschalige projecten zoals STREAM, waar nu een groot aantal benthische macro-invertebratengegevens wordt gegenereerd met behulp van een gestandaardiseerde op DNA gebaseerde methodologie."

"De detecteerbaarheid van soorten is een belangrijke overweging bij het ontwerpen van biomonitoringprogramma's, " zei dr. Donald Baird, co-auteur en onderzoekswetenschapper bij het Canadese directoraat Waterwetenschap en -technologie voor milieu en klimaatverandering. "Onze studie toont duidelijk aan dat DNA-watermonsters voor toegang tot macro-invertebraten geen vervanging zijn voor het verzamelen van bulkorganismen, omdat de meeste taxa van kritische indicatoren eenvoudigweg niet worden gedetecteerd als we weten dat ze aanwezig zijn."

Het elimineren van valse negatieven en positieven is cruciaal voor het creëren van hoogwaardige basisgegevens voor het bepalen van de gezondheidsstatus van Canadese stroomgebieden. "Er is behoefte aan consistentie van biomonitoringgegevens bij het beoordelen van de totale biodiversiteit, en bulk-benthosmonsters bieden voldoende taxonomische dekking die zowel kosteneffectief als efficiënt is, " zei dr. Chloe Robinson, co-auteur en projectmanager voor STREAM.

Deze studie benadrukt het cruciale karakter van het kiezen van representatieve bemonsteringsmethoden om de DNA-vangst van doelorganismen te maximaliseren en tegelijkertijd te voorkomen dat de diversiteit wordt verdund, geïnformeerde beslissingen over de gezondheid van zoet water mogelijk te maken.