Naturen kræver konstant overvågning, for at truede arter ikke forsvinder mellem hænderne på os. Det betyder, at der hele tiden skal holdes øje med, hvilke arter er truede, hvilke arter får det bedre, og hvilken indflydelse et motorvejsbyggeri eksempelvis har på levevilkårene for klokkefrøer og oddere.
Den slags spørgsmål bliver i dag forsøgt besvaret af eksperter i felten.
Problemet er dog ofte, at det både er dyrt, ineffektivt eller sågar destruktivt udelukkende at bruge ekspertviden i felten, når der skal holdes øje med naturen.
Derfor foreslår en gruppe internationale forskere med dansk deltagelse nu, at politikere skal til at kigge i retning af det såkaldte miljø-DNA (EnvironmentalDNA – eDNA), når de laver strategier for, hvordan vi i fremtiden skal beskytte miljøet.
Ved at bruge miljø-DNA i naturovervågning kan man eksempelvis tage en halv liter vand fra en sø og ud fra en analyse af den samlede mængde DNA i vandprøven afgøre, om der findes klokkefrøer, oddere eller guldsmede i søen, uden at forskere skal på længerevarende ophold i felten.
DNA-metoder kan også fortælle noget om fiskebestandenes velbefindende i havene eller tilstedeværelsen af ulve på den jyske hede.
»Miljø-DNA giver os et øjebliksbillede af situationen i et givent miljø netop nu. Derved kan miljø-DNA bruges til hurtigt at afgøre tilstedeværelsen af eller manglen på givne arter i et økosystem, hvor de burde være. Miljø-DNA kan også bruges til at finde invasive arter, så vi kan reagere på dem hurtigt, inden de breder sig. Det gør, at man kan målrette naturbevaringsarbejde langt bedre, når vi på et tidspunkt i fremtiden begynder at bruge metodemn i naturovervågning,« fortæller postdoc Philip Francis Thomsen fra Center for Geogenetik, Naturhistorisk Museum, Københavns Universitet.
Philip Francis Thomsen har sammen med forskere fra Stanford University og University of Washington i USA netop offentliggjort en artikel i Science om deres visioner for fremtidens naturovervågning ved hjælp af DNA.
Miljø-DNA har vist sit værd
Brugen af DNA, til at finde ud af hvilke arter der lever i et givent miljø, har vundet stort indpas de seneste år.
Blandt andet har franske forskere brugt miljø-DNA til at finde ud af, hvilke vandhuller er beboet af den invasive amerikanske oksefrø.
Philip Francis Thomsen har sammen med kollegaer fra Københavns Universitet lavet et studie, hvori de ud fra en spand vand fra havet ud for Helsingør kunne afgøre, hvilke arter der var til stede i området. I alt fandt de DNA fra 15 arter, der inkluderede torsk, ål, rødspætter, skrubber og overraskende nok også sardiner.
Miljø-DNA finder man også i jorden, når forskellige dyr efterlader afføring, urin og smider hår eller hud. Derfor kan miljø-DNA potentielt også bruges til at finde ud af, om der i et givent område lever eksempelvis ræve, harer eller ulve.
»Man kan bruge miljø-DNA i alle tænkelige økosystemer. Derfor bør det også inddrages i systematisk naturovervågning i hele verden,« siger Philip Francis Thomsen.
Undgår flere problemer
Ved at bruge miljø-DNA i naturovervågning, kommer man ifølge Philip Francis Thomsen rundt om flere problemer i den nuværende overvågning, der faktisk til tider er ret så mangelfuld.
-
Den nuværende naturovervågning kræver eksperter i de givne dyre- eller plantearter. Specielt i de artsrige troper kan det være svært at finde eksperter i præcis de dyr, som man gerne vil overvåge.
-
Det kan i nogen sammenhænge være mere omkostningseffektivt at anvende DNA-analyser, hvor mange forskellige dyre- og plantearter kan analyseres samtidig ud fra en enkelt prøve, da de alle efterlader DNA-spor i naturen.
-
Naturovervågning er meget svær at standardisere, da forskellige personer kan have forskellige måder at gribe optællingen af en given art an.
- Naturovervågning kan nogle gange være særdeles destruktiv på det givne miljø, som man ønsker at beskytte. Eksempelvis er man ved at gå bort fra tidligere anvendte metoder til naturovervågning som trawl og brug af gift over koralrev. Derfor mangler man nye metoder, som kan overvåge disse områder.
»Alle de problemer kommer vi rundt om ved at benytte miljø-DNA. Det bliver billigere og billigere at lave DNA-analyser. Det er nemt at standardisere. Det går lynhurtigt, og det er meget mere skånsomt for miljøet at udtage en vandprøve i et koralrev fremfor at trawle henover det,« forklarer Philip Francis Thomsen, der dog også understreger, at miljø-DNA kun skal bruges som supplement til den nuværende naturovervågning, der på mange områder ikke kan erstattes af en miljø-DNA-profil.
Kan identificere antallet af dyr
Når forskerne vil bruge miljø-DNA til at undersøge, om et givent dyr er i miljøet, udtager de en prøve af fra det område og matcher det fundne DNA op mod en database.
Hvis det fundne DNA matcher DNA'et fra et dyr i databasen, kan forskerne konkludere, at dyret er til stede i miljøet. Da DNA forsvinder fra vandmiljøet i løbet af få uger, giver miljø-DNA et øjebliksbillede af naturens tilstand i et sø- eller havområde fremfor at sige noget om, hvordan tilstanden var for et halvt eller et helt år siden.
Forskerne kan endda afgøre, hvor mange dyr der er tilstede netop nu.
I et tidligere studie har Philip Francis Thomsen vist, at mængden af DNA i en prøve kan relateres direkte til antallet af dyr.
»Vi kan selvfølgelig ikke sige, at der er 372 haletudser i en sø, men vi kan kigge på flere forskellige søer og finde ud af, hvilke søer der ser ud til at have den største og mindste bestand af haletudser. Dermed kan vi pege på, hvilke søer vi skal tage ekstra hensyn til. Man kan også forestille sig, at miljø-DNA i fremtiden kan bruges til at kigge på mængden af fisk i havene. Det kvantitative aspekt er en af miljøDNA's helt store styrker,« forklarer Philip Francis Thomsen og fortsætter:
»Selvom der selvfølgelig er en række tekniske udfordringer forbundet med brugen af miljø-DNA, som forskere fra hele verden lige nu arbejder på at finde løsninger til, er perspektiverne enorme og ligger nærmere år end årtier ude i fremtiden.«
Kollega er begejstret
Seniorforsker Rasmus Ejrnæs, Institut for Bioscience ved Aarhus Universitet, er projektleder på forskningsprojektet Biowide, hvor forskerne kortlægger biodiversiteten i Danmarks landbaserede natur ved blandt andet traditionel naturkortlægning og undersøgelse af miljø-DNA.
Rasmus Ejrnæs har ikke deltaget i det nye studie, men han har læst det og er helt enig i forskernes konklusioner:
»Det er vanvittigt spændende. Det er som at få en kikkert eller et mikroskop i hånden for første gang. Vi får adgang til en verden af dyr, planter og svampe, som vi ikke har adgang til normalt. Vi har fået et værktøj til at finde og bestemme arter, som det normalt koster kassen at finde. Det er helt sikkert den vej, vi skal gå i fremtiden. Det er meget perspektivrigt,« siger Rasmus Ejrnæs.
Rasmus Ejrnæs vil dog nødig se, at analyse af miljø-DNA erstatter klassisk feltarbejde.
»Det vil være ærgerligt, hvis DNA-analyser erstatter den gamle kultur for at se naturen, som den er. Det er nu engang mere magisk at se dyrene ude i naturen, fremfor at se deres DNA-sekvenser. Man kan derfor ønske sig, at naturhistorien består i sin egen ret. De to discipliner bør kunne eksistere side om side. Miljø-DNA bør kun erstatte en række rutineprægede monitoreringer og de meget omkostningstunge studier,« slutter Rasmus Ejrnæs.
