Automatische monitoring van biodiversiteit in de Noordzee via eDNA (ZERO-IMPACT)

Is het doenbaar om de aanwezigheid van mariene diersoorten op basis van “environmental” DNA (eDNA) in zeewater te detecteren? Het project ZERO-impact heeft deze onderzoeksvraag positief beantwoord. Het doel was om een innovatieve, duurzame en automatische methode te ontwikkelen om mariene soorten en de in zee aanwezige biodiversiteit te detecteren op een betrouwbare en minder invasieve manier. Er zijn diverse voordelen aan deze eDNA-techniek: 1/doordat enkel zeewater wordt verzameld om de aanwezigheid van soorten te detecteren worden de organismen zelf niet verstoord of gedood, 2/ er is slechts één staalname methode nodig om verschillende groepen organismen (vissen, ongewervelden, plankton) te bestuderen, en 3/ door de bemonstering van zeewater te automatiseren, kunnen continue tijdsreeksen voor mariene biodiversiteit en vispopulaties worden verkregen.

ZERO-impact heeft de ruimtelijke en temporele patronen van eDNA in de Noordzee onderzocht om de goede toestand van het marien milieu efficiënt(er) op te volgen. Het potentieel van eDNA monitoring binnen de visserijsector werd onderzocht via gerichte case studies om de paaiperiode van vissen, de spatperiode van schelpdieren en de aanwezigheid van toxische algen en schadelijke parasieten nabij schelpdierkweekinstallaties in kaart te brengen. Verder werden de eerste stappen gezet naar een geautomatiseerde bemonstering van eDNA in zeewater.  

Het project heeft aangetoond dat eDNA een niet-invasief alternatief levert t.o.v. een typische boomkor staalname om ruimtelijke en temporele patronen in visgemeenschappen te onderzoeken. Ondanks de vele zeestromingen in het ondiepe Belgische deel van de Noordzee toont het project aan dat eDNA dispersie beperkt is en dat er wel degelijk lokale patronen in vispopulaties kunnen worden gedetecteerd. Binnen het project werden dPCR assays ontwikkeld voor een aantal commercieel belangrijke soorten zoals tong, schol, wijting en oesters. Het kwantificeren van eDNA op basis van maandelijkse staalnames toont aan dat de paaiperiode van tong in het Belgische deel van de Noordzee gereflecteerd wordt in eDNA, maar dat een meer gedetailleerd staalname design nodig is om die paaiperiode te karakteriseren. Voor het detecteren van toxisch algensoorten blijkt eDNA een grotere resolutie te hebben dan de klassieke flow cytometrische analyse. De assays voor de oesters en hun mogelijke pathogenen (Bonamia en Marteilia) zijn  geoptimaliseerd. Er is duidelijk potentieel om de aanwezigheid van deze soorten met eDNA in het veld vast te stellen. Tenslotte zijn de onderzoekers erin geslaagd om een automatische eDNA sampler te ontwikkelen die doorheen de tijd autonoom zeewater kan filteren en het eDNA kan fixeren. Dit opent de deur om eDNA data te verzamelen met een hoge temporele resolutie.