Speuren naar DNA-sporen

14 april 2023

Een emmertje water uit de Waddenzee scheppen, meer hoefden schoolkinderen eind september niet te doen om erachter te komen welke vis er in de Waddenzee zwemt. Met de moderne techniek eDNA wordt dat in het laboratorium achterhaald.

Unesco eDNA-expeditie

‘Waar zit eigenlijk DNA in’, vraagt Wouter van der Heij, marien bioloog van de Waddenvereniging aan de schoolkinderen op de vissersboot die klaarligt voor vertrek. Het is een lastige vraag voor de kinderen van groep 7 en 8 van basisschool Sint Sebastianus in Ilpendam, die vandaag meedoen aan de Unesco eDNA-expeditie. Er verschijnen toch een paar vingers. ‘In je lichaam’, antwoordt er eentje correct. ‘En ook in je haar, en in huidcellen die loslaten en zelfs in je plas en je poep’, vult Van der Heij aan. ‘Dat geldt ook voor vissen. En zo kunnen we hun DNA terugvinden in het water zonder dat we de vis zelf hoeven te vangen.’
Ziedaar de eenvoudige uitleg van de vernieuwende techniek eDNA. Het is die techniek die Unesco dit jaar inzet in 25 mariene werelderfgoedgebieden wereldwijd, waaronder de Waddenzee. De organisatie wil daarmee meer zicht krijgen op én aandacht vragen voor de biodiversiteit in deze bijzondere gebieden.

Monsters nemen

‘De methode kan een interessante aanvulling zijn op het onderzoek dat al plaatsvindt’, vertelt Van der Heij terwijl we uit de kust varen en de kinderen zich opmaken voor het onderzoekswerk dat ze straks gaan verrichten. ‘De visstand wordt al vele jaren gemonitord met fuiken die het hele jaar door op slechts enkele plekken worden bekeken, en een jaarlijks bemonstering van de hele Waddenzee met een sleepnet. Maar dat geeft nog weinig inzicht in welke soorten wanneer aanwezig zijn. Bemonstering met de eDNA-techniek is een eenvoudige en relatief goedkope manier om de visstand veel vaker te monitoren.’
De eerste groep kinderen heeft plaatsgenomen in het kleine bijbootje en vaart even later met schipper en bioloog de open zee op. Een stukje van het moederschip af scheppen de kinderen voorzichtig water uit de Waddenzee om er straks het eDNA uit te kunnen filteren. ‘Probeer niet met je vingers in het opgevangen water te zitten’, waarschuwt Van der Heij een van de kinderen. ‘Dan komt jouw DNA erin en denken de mensen in het laboratorium straks dat jij hier rondzwemt.’ De kinderen giebelen en scheppen enthousiast verder tot er voldoende water in het emmertje zit.

Ruiken aan vissen

Voor veel van de kinderen lijkt het een wat ongrijpbaar begrip te blijven, dat achtergebleven onzichtbare DNA in het water. Als terug op de grote boot het sleepnet uitgaat en weer wordt opgehaald vol met garnalen, krabben en visjes, gaat de expeditie wat meer leven. De klas luistert gebiologeerd rond de opvangbak naar de uitleg over de vangst. Na het ruiken aan vissen, het bestuderen van de onderkant van een krab en het oppakken van garnalen, moet ook nog wat serieus wetenschappelijk werk verricht worden. Het eerder opgevangen zeewater wordt door de kinderen opgezogen via een speciale filter dat het DNA eruit filtert. Het achtergebleven DNA wordt goed verpakt en opgestuurd naar de universiteit van Leuven, waar zal blijken welk leven zich in het water heeft bevonden.
Unesco wil met de techniek niet alleen zicht krijgen op de visfauna op dit moment, maar ook op veranderingen door klimaatverandering. ‘Als het over klimaatverandering gaat, hebben we het in Nederland vaak over de zeespiegelstijging’, zegt Van der Heij. ‘Maar er zijn ook andere gevolgen te verwachten in de Waddenzee, zoals opwarming van het water en verandering van het zoutgehalte. Dat kan grote gevolgen hebben voor vissen, dus het is goed om dat te monitoren. Goede zaak dat Unesco daartoe nu een aanzet doet.’

Hoe werkt eDNA?

Met Environmental DNA (kortweg eDNA) kan bepaald worden of in het water een bepaalde soort leeft, zonder die soort ook maar te zien. Dat komt doordat alle dieren er DNA-sporen achterlaten door verloren huidschilvers, urine of ontlasting. Een watermonster met hierin deze DNA-sporen wordt gefilterd en het opgevangen DNA wordt in een laboratorium vermeerderd met behulp van de PCR-methode, ook bekend van de coronatesten van de GGD. Daarna volgt het ‘sequencen’ van het DNA, het bepalen in welke volgorde de vier basen waaruit erfelijk materiaal bestaat, in het bewuste DNA voorkomen. Dit leidt tot een soort streepjescode, er wordt daarom ook wel gesproken over DNA barcoding. Vergelijking met een grote database waarin de streepjescodes van alle soorten zijn verzameld, verklapt welke soort recent in het bemonsterde water heeft rondgezwommen.

Biodivers marien werelderfgoed

De bemonstering van de visstand van de Waddenzee is onderdeel van een wereldwijde eDNA-expeditie van Unesco, de organisatie van de Verenigde Naties die de Waddenzee uitriep tot Unesco Werelderfgoed. In maar liefst 25 mariene werelderfgoederen over de hele wereld wordt zo’n zelfde bemonstering gedaan.
Julia Busch van het Common Wadden Sea Secretariat (CWSS) coördineert namens Unesco de bemonstering in de gehele Waddenzee, die ook in Denemarken en in de drie deelstaten van Duitsland plaatsvindt. ‘Het is geweldig dat we dit met alle partners in de Waddenzee gezamenlijk doen’, zegt Busch. ‘Op al deze plekken zijn ook schoolkinderen en jongeren betrokken bij het nemen van de monsters. Die betrokkenheid en ook bewustwording over de biodiversiteit in ons werelderfgoed is ook het belangrijkste van deze expeditie. Daarnaast heeft het natuurlijk een wetenschappelijke waarde. Mogelijk vinden we sporen van zeldzame haaien of roggen, of misschien wel vissen die al heel lang niet meer in de Waddenzee zijn waargenomen.’

Uit het WADDEN magazine
Dit artikel is verschenen in het WADDEN magazine van december 2022. Tekst Koen Moons met foto’s van Henk Postma.