Onze rivieren en meren zitten vol leven. Van kleine organismen tot vissen, alles werkt samen om een gezond ecosysteem te vormen. Maar hoe weten we hoe gezond een rivier of meer is? En kunnen we dat meten zonder overal netten uit te gooien en dieren te storen of verwonden?
Bioloog Charlotte Van Driessche onderzoekt dit via een innovatieve methode, die gebruik maakt van omgevings-DNA of eDNA. Wij gingen haar opzoeken op één van haar veldonderzoeken ergens diep in West-Vlaanderen.
Na een treinrit en een rit met een deelfiets arriveren we aan de rand van een bos, waar Charlotte en haar collega Hanne ons staan op te wachten. “Wij zijn klaar om water te scheppen in ons volgend poeltje”, zeggen ze. “Kom mee!”
DNA filteren met een boormachine
Aan de poel neemt Charlotte met een stok van wel zeven meter lang waterstalen die ze verzamelt in de emmer die Hanne draagt. Met behulp van die stok hoeven ze zelf niet in het water te gaan en verstoren ze de omgeving zo min mogelijk. Ze stappen de oever rond tot de emmer helemaal vol is. Daarna filtert Hanne het water zodat enkel het DNA overblijft.
Charlotte: “Om het DNA uit het water te halen, gebruiken we de ‘Vampire Sampler’. Dat is een boormachine met een speciale kop op die het water door een filter trekt. Uiteindelijk houden we enkel de kleine filter met eDNA over die we meenemen naar het labo voor verdere analyses.”
“Om het DNA uit het water te halen, gebruiken we de ‘Vampire Sampler’. Dat is een boormachine met een speciale kop op die het water door een filter trekt.
Diervriendelijk én efficiënt onderzoek met een paar druppels water
Eenmaal de filter met daarop het eDNA veilig in de koelbox zit, vertelt Charlotte wat eDNA precies is. “eDNA is het DNA dat dieren en planten achterlaten in hun omgeving via bijvoorbeeld huidcellen, uitwerpselen of slijm. Met dat DNA kunnen we precies zien welke soorten in het water leven, zonder ze fysiek te moeten vangen.”
“Gebruikelijk worden vissen opgespoord en onderzocht door ze eerst te vangen. Hierbij gebruikt men technieken als elektrisch vissen of fuikvangsten. Het voordeel bij die techniek is dat je meteen ziet over welke vissen het gaat. Ook kan je de vissen meteen tellen, meten en wegen, wat waardevolle informatie oplevert over de lokale vispopulatie. Na het meten en wegen, worden de vissen terug vrijgelaten. Helaas overleven niet alle vissen dit proces, en wordt ook de leefomgeving van de vissen verstoord.”
“Werken met eDNA-gebaseerde technieken kan een oplossing bieden, omdat we hierbij de leefomgeving van de vissen niet verstoren. Bovendien is deze opsporingstechniek ook veel efficiënter: wij doen zo’n tien à vijftien locaties per dag, terwijl je met elektrisch vissen maar een drietal locaties kunt doen in diezelfde tijdspanne.”
“Deze opsporingstechniek is wel iets complexer dan traditionele vangsttechnieken. We komen pas achteraf bij de labo-analyses te weten welke soorten er juist aanwezig waren. Maar uit onderzoek van ons team blijkt dat we in de eDNA-resultaten niet alleen de soorten terugvinden die we bij afvangst zien, maar ook soorten die nog niet gekend waren voor die specifieke locatie. Het is dus een snelle en nauwkeurige methode die het ecosysteem niet beschadigt. Is het geen fascinerend idee dat we met een paar druppels water een hele wereld aan biodiversiteit kunnen ontdekken zonder iets of iemand te verstoren?”
Zeldzame én ongewenste dieren opsporen in Vlaamse rivieren
Met het eDNA dat Charlotte en Hanne verzamelen, hopen ze mogelijke problemen in onze wateren vroeger te kunnen opsporen, wat tijdig beheer mogelijk maakt.
Charlotte: “Binnen mijn doctoraatsonderzoek bekijk ik of we het eDNA-signaal kunnen vertalen in een score die de ecologische kwaliteit van het water aangeeft. De waterkwaliteit in Vlaanderen verbetert geleidelijk maar voldoet op veel plaatsen nog steeds niet aan de Europese normen. Vaak zien we problemen altijd nèt te laat, bijvoorbeeld wanneer een vissoort afneemt. Als we dat vroeger zouden zien, kunnen we het probleem misschien nog oplossen. Uiteindelijk hoop ik dat eDNA-technieken wereldwijd ingezet zullen worden om de watergezondheid te meten en op te volgen, zodat we onze natuur beter kunnen beschermen en herstellen.”
“Het coole aan de techniek is dat ze zo gevoelig is. Dat is handig voor zeldzame soorten: als die passeren en een paar schubben verliezen, kunnen wij dat al meten, zonder die soort ooit met het blote oog gezien te hebben. Zo kunnen we vlot populaties van bedreigde en zeldzame dieren opsporen, zoals de kamsalamander en de grote modderkruiper.”
“Soms vinden we ook eDNA van ongewenste soorten. Zo vonden we bij een routinescreening ook ver buiten het reeds gekende verspreidingsgebied het eDNA terug van de Amerikaanse stierkikker, brulkikker in de volksmond. Deze informatie helpt bij het bestrijden van deze invasieve exoot.”
"Het coole aan de techniek is dat ze zo gevoelig is. Dat is handig voor zeldzame soorten: als die passeren en een paar schubben verliezen, kunnen wij dat al meten, zonder die soort ooit met het blote oog gezien te hebben." (foto: INBO)
Experiment met de staafmixer uit de keuken thuis
Net als het interview bijna afgelopen is, komt Charlotte nog met een bijzonder verhaal uit haar onderzoekstraject.
Charlotte: “Ik vroeg me op een bepaald moment af of het eDNA dat ik opspoorde wel altijd van levende vissen kwam. Mensen eten natuurlijk ook gewoon vis. Wie weet ontdekten we dus DNA van vissen die door de mens zijn gegeten, dat via uitwerpselen in het rioolwater, na zuivering terug in natuurlijke waterlopen wordt geloosd.”
“Om die theorie te testen bedacht ik een ietwat degoutant experiment, dat we mochten uitvoeren in samenwerking met Aquafin. Ik kocht dode vissen bij de viswinkel en haalde klauw- en stierkikkers op bij de desbetreffende bestrijdingscampagnes om die thuis met de staafmixer tot een papje te verwerken. Dat papje heb ik dan in een waterzuiveringsinstallatie gegooid. Daarna hebben we het eDNA gemeten, zowel voor als na de waterzuivering.”
“Gelukkig was er niets van de soorten uit dat papje terug te vinden nà de waterzuivering. Stalen die we stroomafwaarts van zo’n installatie nemen tonen dus enkel de vissen die daar leven. Topresultaat, al heb ik wel een nieuwe staafmixer moeten kopen voor in m’n keuken thuis.” (lacht)
Charlotte Van Driessche is aquatisch bioloog en heeft net haar doctoraat ingediend. Hiervoor is ze verbonden aan de Terrestrische Ecologie van de UGent. Samen met haar collega Hanne Danneels werkt ze bij het team Genetische Diversiteit van het Instituut voor Natuur- en Bosonderzoek (INBO).
Read also
A ‘tree’mendous tale of natural resilience
What if trees could talk? Well, every so often they do. In doing so, they give a glimpse of the past. For example, a 250-year-old oak in the castle grounds at Elverdinge near Ypres tells us more about the First World War. The tree survived this war, despite the incessant bombs. The Woodlab at Ghent University tells us the touching story of this oak tree.
Nine things you never knew about mushrooms (or should we call them fungi? Or moulds?)
Autumn is the season for mushrooms – they are everywhere, and certainly growing in abundance in forests. But did you know that the mushrooms you see are just a very small part of a vast, gigantic, mainly subterranean network? And that without this network, other plants simply wouldn’t be able to survive?
Birds return from the south: how do they know where to go?
The advent of spring also means the return of many migratory birds after a winter in warmer countries. But in journeys that are often thousands of kilometres long, how do these birds find their way? Not with Waze or Google Maps, but thanks to the sun, a kind of built-in compass and highways.
Science or art? Researcher Kim creates unique tree scans
Kim Calders discovered his passion for scanning trees when doing his PhD in Hallerbos forest, near Brussels. As a bio-engineer, he has been travelling the world with his LiDAR scanner ever since. Along the way, he has ended up face to face with cassowaries and elephants, and collaborated with artists to make a forest sing. A story in nine pictures.
