Kæmpeprojekt: Alt liv i de danske have skal kortlægges med DNA-test
Alt, hvad der svømmer forbi Danmarks mere end 8.000 km kystlinje, vil forskerne nu kortlægge. Lige fra mikroskopiske bakterier til gigantiske hvaler.

Havet er bogstaveligt talt en suppe af DNA, og det har Philip Francis Thomsen og kolleger fundet ud af at udnytte til at kortlægge, hvilke dyr der lever langs de danske kyster. (Video: Rasmus Kragh Jacobsen/ Kristian Højgaard Nielsen, Videnskab.dk)

I det sjældent fantastiske danske sommervejr har mange nydt en dejlig svalende dukkert. Men vandet skjuler en hemmelighed.

»Man tænker jo ikke på det, men du svømmer rundt i DNA fra alle danske fisk – og der er meget mere DNA, end vi troede indtil for få år siden,« siger ekspert i miljø-DNA, lektor Philip Francis Thomsen fra sektion for genetik, økologi og evolution, Institut for Bioscience ved Aarhus Universitet.

Lad os bare sige det, som det er - vandet er fyldt med tis, afføring og overfladeceller fra fisk, hvaler, vandmænd, muslinger, krabber, børsteorme, ålegræs, tang osv. Det hele efterlader et usynligt spor af arvemateriale (DNA), som driver rundt i flere uger.

Havet er bogstaveligt talt en DNA-suppe og det har Philip Francis Thomsen og kolleger fundet ud af at udnytte.

Uden hverken fiskekrog eller trawl vil de nu med et nyt, stort projekt, 'KYST SEKVENS – miljøDNA undersøgelser af Danmarks marine biodiversitet', kortlægge alt, hvad der lever langs hele Danmarks kyster.

DNA-Danmarkskort over livet i havet

»Det er et DNA-Danmarkskort over havet - simpelthen en artsliste over, hvad vi har, og hvor det findes,« siger Philip Francis Thomsen.

Alt mellem mikroskopiske bakterier og gigantiske hvaler kan læses i en liter vand, men mere end blot at katalogisere arterne handler projektet om at forstå den verden, vi lever i, og hvad vi gør ved den.

»Der er meget fokus på biodiversitet i disse år, hvor vi ser et stort tab af biodiversitet i hele verden - det gælder også Danmark. Med det her projekt vil vi lægge en grundlinje for, hvad der findes nu, og samtidig finde ud af, hvilke faktorer der er de vigtige for fordelingen af biodiversiteten i danske have,« siger Philip Francis Thomsen.

Havene er ikke bare det dårligst kendte miljø blandt videnskabsfolk, men også blandt menigmand, og derfor glæder samarbejdspartner fra Danmarks Naturfredningsforening, Simon Leed Krøs, sig over projektet.

»Det er rigtig spændende at få opmærksomhed på livet ved kysterne. De færreste har et forhold til arterne i havet, udover at det er nogen, man spiser. Der et kæmpe behov for at fortælle, hvad der lever derude, og hvad det er, vi skal passe på,« siger Simon Leed Krøs.

Miljø-DNA: Sådan gør forskerne

En liter havvand sprøjtes gennem et filter, hvor DNA'et holdes tilbage, og samtidig tages prøver af havbundens sediment (aflejringer).

I laboratoriet frigøres DNA'et, udvalgte gener opformeres, og DNA-sekvensen kortlægges.

Ved at sammenligne med databaser over kendte arters DNA kan forskerne se, hvilke arter DNA'et stammer fra.

Hvis DNA'et ikke allerede er i databasen, kan forskerne stadig skelne det som en ny art og dermed også få indblik i ukendte dele af biodiversiteten.

Miljø-DNA kaldes også eDNA (environmental DNA) - læs mere om metoden her.

DNA hænger i vandet som usynlige fodspor

Projektet med DNA-havkortet er blevet født, i takt med at forskerne har opdaget, at DNA-molekyler fra alle levende væsener ikke bare nedbrydes og forsvinder i miljøet, men bliver hængende som usynlige fodspor fra dyr og planter.

Philip Francis Thomsen er en af pionererne bag de nye metoder, og sammen med kolleger fra Center for GeoGenetik ved Københavns Universitet viste de som de første, at man kan kortlægge DNA fra store dyr i havet.

De har f.eks. kortlagt fiske-DNA fra havvand ved Helsingør og vist, at man med miljø-DNA fra en enkelt vandprøve finder flere af de arter, som lever i Øresund, end man gør med en traditionel metode som trawl.

Med eksperimenter har de vist, hvordan miljø-DNA fra fisk svømmer rundt i flere uger, inden det forsvinder, og derfor kan give et øjebliksbillede af de lokale bestande, både langs kysten og i oceanerne.

DNA rummer mange oplysninger

Forskerne har også fundet en grov sammenhæng mellem antal DNA-sekvenser og bestandenes størrelse, hvilket kan give et relativt indtryk af, om der f.eks. er flere sild end torsk i et område – men dog ikke præcist, hvor stor en bestand er.

Til gengæld får forskerne det hele med, så de med en liter vand ikke bare finder fiske-DNA, men DNA fra encellede alger, tang, muslinger, blæksprutter, hvaler og sågar vandfugle som ænder og svaner.

Som et sjovt eksempel nævner Philip Francis Thomsen, at de engang fandt DNA af fuglen rødstrubet lom (Gavia stellata) i Øresund.

»Da vi så tjekkede ornitologernes hjemmeside med fugleobservationer, kunne vi se, at en bestand af rødstrubet lom var landet der, hvor vi tog prøven. Det passede nærmest med dagen,« siger Philip Francis Thomsen.

DNA kan bruges til at overvåge nye arter

En anden overraskelse var sardin-DNA tilbage i 2012, hvor fisken ikke var etableret i danske farvande.

»Vi vidste ikke, hvor det DNA kom fra - måske havde nogen smidt en pizza med sardiner i havet,« griner han.

Men fire år senere var sardin blevet almindelig i Øresund, og forskerne tror nu, at de spottede begyndelsen af sardinens indtog i Danmark.

»Miljø-DNA kan bruges til at overvåge, om nye arter kommer til Danmark - vi ser f.eks. invasive arter som dræbergopler og sortmundet kutling, der er en fisk, som spreder sig helt vildt og skaber store problemer for den naturlige fauna, vi har,« siger Philip Francis Thomsen.

Indsamler DNA ved 100 kyster i Danmark

Overvågning med miljø-DNA ligger dog ude i fremtiden. I første omgang vil forskerne indsamle prøver fra omtrent 100 kystområder i Danmark og derigennem få et billede af, hvor stor biodiversiteten er, og hvordan den varierer, både fra sted til sted med forskellige typer havbund og med årstiderne.

Forskere vil desuden afdække, hvilke faktorer der bestemmer biodiversiteten forskellige steder langs kysten, og tager derfor prøver ved de samme typer miljø - sandbund, stenmoler, tangskove mm. - forskellige steder i Danmark.

»Vi ved noget om faktorerne for fisk, men for mange af de andre grupper ved vi ikke, hvad der er afgørende for, hvordan arterne fordeler sig,« siger Philip Francis Thomsen.

Får hjælp af borgerne

Forskerne skal dels selv indsamle prøverne, og dels får de hjælp fra frivillige 'citizen scientists' af Danmarks Naturfredningsforenings 130.000 medlemmer, der gør det muligt at indsamle prøver fra hele landet på samme dag.

Det vil give et videnskabeligt helt enestående øjebliksbillede af, hvad der lever langs hele Danmarks kyst.

På sigt håber forskerne, at miljø-DNA kan blive starten på en serie af indsamlinger, så man over et årti eller mere kan følge biodiversitetens udvikling.

Hjælper naturbeskyttelsen?

Den nye metode kommer i rette tid, fordi biodiversiteten i havene er under pres, og med de traditionelle metoder er det vanskeligt at få et komplet billede af livet.

»Her kan vi komme bredt rundt og se effekterne i dybden. Vi glæder os til resultaterne og håber, at det på sigt vil føre til en bedre beskyttelse af livet i havet,« siger Simon Leed Krøs og peger f.eks. på, at de vil kunne se, om biodiversiteten i beskyttede havområder, som f.eks. Vadehavet, rent faktisk også har det bedre end i ubeskyttede områder.

Om forskningsprojektet

Projektet: 'KYST SEKVENS – miljøDNA undersøgelser af Danmarks marine biodiversitet' skal løbe over tre år og er kommet i stand med en bevilling på 7,5 mio. kr. fra Velux Fonden.

Projektet begynder i oktober 2018, og i 2019 begynder de store indsamlinger af havprøver.

På sigt kan alle indsamle DNA globalt

Også i det globale perspektiv kan miljø-DNA være med til at revolutionere biologernes arbejde med at kortlægge livet på Jorden.

Selv om forskerne har beskrevet arter i de sidste 300 år, siden den store svenske biolog Carl von Linné begyndte at sætte naturen i system, har man stadig kun kortlagt omkring 10 procent af alle de arter, som, man mener, lever på Jorden.

Tallet er i dag oppe på knap 2 millioner arter - så der vil gå mange hundrede år endnu, inden man er i mål med kortlægningen vha. de traditionelle metoder.

»De store perspektiver i fremtiden er jo, at det forhåbentlig ikke kun vil være en lille gruppe af forskere, som har mulighed for at gå ud og studere naturen,« siger Philip Francis Thomsen.

»Med miljø-DNA kan det hele standardiseres, og det er så relativt enkelt at tage en vandprøve, at folk fra hele verden måske kan gå ud og tage en prøve, hvor de bor.«

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.