Klimaatverandering roept veel belangrijke vragen op, niet in het minst hoe het dieren en planten beïnvloedt:passen ze zich aan, geleidelijk naar andere gebieden migreren of uitsterven? En wat is de rol van menselijke activiteiten? Dit geldt niet in de laatste plaats voor Groenland en de rest van het Noordpoolgebied, die naar verwachting de grootste gevolgen van klimaatveranderingen zullen ondervinden.

"We weten verrassend weinig over mariene soorten en ecosystemen in het noordpoolgebied, aangezien het vaak kostbaar en moeilijk is om veldwerk te doen en de biodiversiteit in dit gebied te monitoren, ", zegt universitair hoofddocent zeezoogdieren en initiatiefnemer van de studie Morten Tange Olsen van het GLOBE Institute van de Faculteit der Gezondheids- en Medische Wetenschappen, Universiteit van Kopenhagen.

Om deze vragen te beantwoorden, onderzoekers van de Universiteit van Kopenhagen, De Universiteit van Aarhus en het Greenland Institute of Natural Resources verzamelden watermonsters in West-Groenland met de hulp van lokale jagers en vissers. Hun methode is eenvoudig:ga de zee op in een kleine boot en verzamel water in flessen. De inhoud, echter, is veel complexer. De flesjes met zeewater bevatten zogenaamd milieu-DNA, die inzicht kunnen geven in de invloed van klimaatveranderingen en menselijke activiteiten op de biodiversiteit. De onderzoekers hebben ervoor gekozen om zich te concentreren op de Groenlandse walvis, die een sleutelsoort vormt in het Arctische ecosysteem en daarom een ​​goede indicator is voor veranderingen in watertemperaturen en zee-ijsbedekking.

"De watermonsters bevatten genoeg DNA van Groenlandse walvissen om hun aanwezigheid vast te stellen. genetische diversiteit, de samenstelling van de bevolking en de migratiepatronen. Je kunt de mariene biodiversiteit van het noordpoolgebied in de gaten houden door simpelweg in een kleine boot te gaan en water in flessen te verzamelen, die vervolgens wordt geanalyseerd in het DNA-laboratorium. Op deze manier, we in staat zijn om in de gaten te houden hoe mensen en klimaatveranderingen de Groenlandse walvis en ander zeeleven in het Noordpoolgebied beïnvloeden, ", zegt Morten Tange Olsen.

Voetafdruk in een fles

Samen met lokale jagers en vissers in Qeqertarsuaq (Godhavn), de onderzoekers verzamelden in mei 2017 en 2018 meer dan 100 watermonsters van één liter uit Disko Bay in West-Groenland. het zee-ijs is net gebroken en Groenlandse walvissen bezoeken het gebied om te foerageren. De monsters werden verzameld van kleine boten langs transecten en specifiek in de 'voetafdruk' van Groenlandse walvissen - de kleine rimpelingen op het wateroppervlak die ontstaan ​​​​wanneer de walvissen komen ademen en weer duiken.

"Er is veel meer Groenlandse walvis-DNA in zo'n voetafdruk dan in een willekeurig watermonster dat tegelijkertijd in hetzelfde gebied is verzameld. Je kunt het Groenlandse walvis-DNA in een voetafdruk vinden minstens 10 minuten nadat de walvisduif is gedoken, " zegt Natasja Lykke Corfixen, die hielp bij het opzetten van de studie als onderdeel van haar masterscriptie aan de Faculteit Wetenschappen van de Universiteit van Kopenhagen en het Groenland Instituut voor Natuurlijke Hulpbronnen.

Door de DNA-methoden in het laboratorium te optimaliseren, de onderzoekers hopen het hele genoom van de walvis te kunnen sequensen op basis van watermonsters. "Tot nu toe zijn we erin geslaagd om mitochondriale genomen uit de watermonsters te sequensen, en we testen momenteel verschillende methoden om het hele genoom van de walvis vast te leggen, evenals de genomen van de algen en schaaldieren die deel uitmaken van hun voedselketen, " zegt promovendus aan het GLOBE Institute Dóra Székely.

Gezondheid en genetica op basis van een watermonster

De onderzoekers hopen dat door het optimaliseren van DNA-extractie en sequencing-protocollen, en meer te leren over het verband tussen genen, gedrag en gezondheid, ze zullen uiteindelijk in staat zijn om de methode te gebruiken om de gezondheidsstatus van de Groenlandse walvis en vele andere dieren te controleren.

"Het gebied van Environmental DNA maakt een snelle ontwikkeling door en wordt steeds vaker gebruikt voor monitoring van de biodiversiteit in meren, rivieren, wetlands en, tot op zekere hoogte, de zee. We hebben laten zien dat de methode ook bruikbaar is in het noordpoolgebied, en dat het kan worden gebruikt om niet alleen de aanwezigheid van een soort te volgen, maar ook de diversiteit en bewegingspatronen. Door deze eenvoudige methode verder te ontwikkelen, kunnen we onze kennis over mariene biodiversiteit aanzienlijk vergroten, en hopelijk de impact van zowel klimaatveranderingen als menselijke activiteiten, ", zegt Morten Tange Olsen.