Onzichtbaar maar wel aanwezig! Soorten in kaart brengen met Environmental DNA
STOWA Gentechnieken-dag Presentatie is eigendom van RAVON en SPYGEN Enkel voor eigen gebruik deelnemers. Niks uit deze presentatie mag zonder toestemming vooraf worden overgenomen
Onzichtbaar maar wel aanwezig! Soorten in kaart brengen met Environmental DNA
Jelger Herder
Veel soorten zijn lastig te vinden • Knoflookpad • zeer zachte roep onderwater • weinig dieren / lage dichtheid • korte koorperiode • Grote modderkruiper • Verlandende vegetaties, moerassen • Verstopt zich in de modder bij gevaar • Exoten • Amerikaanse brulkikker • Exotische grondels aan invasiefront
Nieuwe methode: Environmental DNA • Dieren die in het water leven laten daarin DNA achter via: • huidcellen • urine • faeces
eDNA
eDNA verzamelen met watermonsters • Oplossend vermogen van water • Snel en efficiënt monsteren
Monsters checken op eDNA in het lab • Met Polymerase Chain Reaction (PCR) en primer • PCR vermeerdert alleen DNA dat aan primer gebonden is • Primer bindt alleen aan DNA van de doelsoort • dna-code gelijk binnen alle subpopulaties • dna-code uniek voor de doelsoort • Er wordt dus enkel DNA vermeerderd als er DNA van de doelsoort aanwezig is in het monster
Environmental DNA afbraak in water • DNA breekt binnen 3 weken af in water! • Aantonen van DNA is dus aantonen recente aanwezigheid Lab experiment
Veld experiment
Dejean et al., 2011
eDNA grote modderkruiper • RAVON samen met Spygen • Succesvol primers ontwikkeld • 12 wateren getest • 4 hoge dichtheid • 4 lage dichtheid • 4 controle • 87,5 % trefkans • 15 á 20 minuten inspanning • buiten ideale tijd van het jaar! Ontwikkelen en het testen van primers is cruciaal • bioinformatisch testen • in het lab testen • in het veld testen
Herder et al., 2011
eDNA bij Amerikaanse brulkikkers • Eerste toepassing van de methode (Ficetola et al., 2008)
• Vervolg studie naar verspreiding (Dejean et al., in press) Eitjes, larven, roepende dieren
Environmental DNA
7/49 wateren = 14 procent
38/49 wateren = 78 procent
Dichtheden bepalen met eDNA • qPCR machine meet hoeveelheid DNA in monsters • Hoeveelheid DNA is significant gerelateerd aan dichtheid doelsoort (Thomson et al., 2011) • Nog geen absolute dichtheden • Onderzoek nodig • Relatieve verschillen • Bronpopulaties vs zwervers
?
Soorten Momenteel zijn er primers beschikbaar voor: • Grote modderkruiper • Knoflookpad • Kamsalamander • Amerikaanse brulkikker • Gevlekte witsnuitlibel • Otter • Rode Amerikaanse rivierkreeft • Gevlekte Amerikaanse rivierkreeft • Humus kieuwpootkreeft
Voordelen environmental DNA • Hogere detectiekans • Kostenefficiënt • Soortspecifiek • Geen verstoring • Geen exoten / ziektes • Betere nulwaarnemingen
Partnerschap
• 25 professionals • 2000 vrijwilligers • kennis ecologie en verspreiding soorten • ervaring grote projecten
• Uitvinder eDNA • Jarenlange ervaring • Speciaal laboratorium • Protocollen voor werken eDNA
Samen garant voor Hoge kwaliteit
Onderzoek • Primers voor meer soorten (met o.a. zoogdiervereniging en vlinderstichting) • o.a. noordse woelmuis, waterspitsmuis en groene glazenmaker • Optimaliseren van monsterstrategie • Dichtheden uit monsters bepalen (ijklijnen) • Hele soortenlijsten genereren
Genereren soortenlijst uit watermonster • Universele primer voor soortgroep i.p.v. soortspecifieke primer • Al het DNA van een soortgroep wordt vermeerderd • Daarna DNA codes uitlezen met multi-sequencer • DNA codes vergelijken op computer Reeds succesvol getest voor amfibieën en vissen in Frankrijk resultaten uit Nederland op korte termijn - Verwachte kosten ~ €400 per locatie Trade-off tussen aantal soorten/groepen en het detecteren van zeldzame soorten
Dejean et al., in preparation 2012
? ? ?
Huidige toepassingen -
Is een soort echt weg of slechts niet waargenomen? Flora- en faunawet Natura2000 gebieden Bij ruimtelijke ingrepen, omvangrijke projecten
Toepassingen toekomst - Ecologische beoordeling Kader richtlijn water - Gestandaardiseerde monitoring van wateren
Toepassingen toekomst - Early warning system voor exoten • Met eDNA om de paar kilometer een monster nemen • Soortenlijst hoe ver zijn exoten opgetrokken? • worden inheemse beschermde vissen bedreigd?
Vragen?
? ? ? ?? www.environmental-dna.nl
