På DNA-fiskeri

Forskel på øst og vest

To fundamentale faktorer for livet i havet er saltholdigheden og temperaturen. Begge parametre blev, sammen med en række andre fysiske og kemiske parametre, målt forår og efterår på lokaliteterne. De biologiske analyser dækkede alle livets hovedgrupper: fra bakterier til dyr og alger. 

En måde at analysere biodiversitet på en lokalitet er ved at analysere sammensætningen af arter. Philip Francis Thomsen forklarer:

"Et habitat på en lokalitet består af forskellige arter med forskellige antal individer. De arter kan man så sammenligne med samme habitat og andre habitater, men på andre lokaliteter – fx mellem stenmoler og sandbund. Der vil være nogle arter, som overlapper mellem de to, og nogle arter vil være forskellige. Strandkrabben er et eksempel på en art, som findes udbredt i hele Danmark, og vi finder derfor DNA fra den i mange af de undersøgte områder."

"Når vi tager prøver hele vejen langs den danske kyst, kan vi se, at det er saltholdigheden i vandet, der bedst forklarer sammensætningen af arter. Der sker en ændring i artssammensætningen fra vest mod øst."

"Nu kunne det jo også afspejle afstanden mellem Vesterhavet og Østersøen, men vi ved, at saltholdigheden er afgørende, fordi forskellige arter har tilpasset sig forskellige saltholdigheder. Det nye er så, at det forholder sig på samme måde for mange af de undersøgte organismer på tværs af hovedgrupper – bakterier, dyr og alger. Sammensætningen af arter ændrer sig langs salinitetsgradienten."

En anden opdagelse, som forskergruppen gjorde, var at fastslå, at artsdiversiteten var ca. 20% højere på den hårde bund, dvs. stenmolerne, end i sandbunden og i ålegræsengene. Desuden var antallet af unikke arter for stenmolerne langt højere end i de to andre habitater. Men som Philip Francis Thomsen også siger:

"Det er ligesom med saltholdigheden – det er egentlig ikke super overraskende. Men der er bare ingen før os, der har undersøgt forskellige habitater på tværs af organismer så omfattende i det danske hav. Så før nogen gør det, er der jo ingen, der rigtig ved det."

"Men det betyder ikke, at ålegræs og sand er mindre vigtige habitater end stenrev, for de understøtter den samlede diversitet med andre arter. Det er heller ikke sådan, at så er løsningen at lave en masse stenrev, fordi de er ikke nødvendigvis egnede alle steder."

"En ting, vi ikke kan sige så meget om, er udviklingen i tilstanden af det danske havmiljø – og det var heller ikke meningen med undersøgelsen. Men vores data kan bruges i fremtiden som en form for referencestandard for biodiversiteten i de pågældende områder."

Ukendt i Danmark

Alt i alt fandt biologerne DNA-sekvenser fra næsten 500 arter af både dyr og alger. Noget overraskende var nogle af arterne ukendte i Danmark. Philip Francis Thomsen uddyber, hvad der menes med ukendt i denne sammenhæng:

"Med ukendt mener vi ikke, at det er en helt ny art for videnskaben. De ukendte arter er ukendte i Danmark på den måde, at de ikke er fundet og registreret i den database over danske arter, som vi holder vores fund op i mod. Men for at være helt sikre i vores antagelse om, at dyrene virkelig ikke var set i det danske hav tidligere, måtte vi gennemgå et utal af gamle referencer og artslister."

"Da vi begyndte at gå de her lister igennem, finder vi 90 arter, som ikke er kendt fra den danske natur. Det drejer sig primært om vandlopper, børsteorme, mosdyr og den slags småkravl. Ingen hvidhajer eller blåhvaler. Grundlæggende viser det, hvor lidt vi ved om havet. En del af arterne findes i nærområdet langs den svenske kyst og i Holland, Belgien og Nordsøen. Dem finder vi også langs den jyske vestkyst, så det passer ret fint med, hvad vi ville forvente."

"Men nu har vi jo kun en DNA-sekvens at hænge en art op på, og den kunne være fejlbehæftet. Så med hensyn til nye arter, vil jeg sige, at før de bliver endelig etableret officielt på den danske liste, skal de findes fysisk i naturen."

NOVANA +/- eDNA

Et af de felter, hvor videnskaben har diskuteret anvendelse af eDNA, er som moniteringsmetode. Tanken er, at man – i princippet – nemt kan tage en masse vandprøver, dække store arealer og spare ressourcer. Man kunne forestille sig en eDNA-version af myndighedernes NOVANA-vandovervågningsprogram , der anvender traditionelle prøvetagningsteknikker og målinger. Til det siger Philip F. Thomsen:

"Det er et spørgsmål, jeg har fået mange gange, men det er virkelig svært at svare på, fordi det er så kontekstafhængigt. Ressourcemæssigt ender man med at sammenligne to forskellige ting. Som jeg ser det, er det økonomiske ikke det væsentlige. Jeg har brugt meget af min karriere på at fortælle, at eDNA skal man ikke bruge undtagen de steder, hvor det giver noget bedre end udgangspunktet. Vi har en etableret naturovervågning baseret på traditionelle metoder, og den har en masse fordele. Men en af tingene, som er svært med den traditionelle metode, er standardiseringen, dvs. at gøre prøvetagningen ensartet, fordi forskellige mennesker har forskellige kompetencer, og de kan være mere eller mindre dygtige til at se forskel på arter."

"Der er stor forskel på at gå ud og tage en vandprøve eller en jordprøve. Det kan du nemmere  standardisere, og DNA-sekventering kan også nemmere standardiseres. Jeg vil aldrig anbefale, at man udskifter NOVANA, men man kunne bruge de to metoder sideløbende. Der er skåret væsentligt ned på NOVANA-programmet, så man kunne begynde med at udvide programmet, og så godt supplere med eDNA til at en bredere forståelse og kigge efter nye ting. Så ville man have to datasæt, man kunne sammenligne, og få fokus på nogle af de grupper, som NOVANA ikke kigger på."

En succesmetode

Siden 2010 er antallet af videnskabelige artikler med eDNA som analysemetode eksploderet. Philip F. Thomsen fortæller om udviklingen:

"Det har været vildt at se. Da vi publicerede de første studier på Center for GeoGenetik på Københavns Universitet i 2012, fik de meget stor opmærksomhed både forskningsmæssigt og mediemæssigt, så vi vidste jo godt, at der var noget stort her. Men jeg havde ikke forventet, at det ville blive så omfattende. Det er sket på to fronter. Dels videnskabeligt fordi der er etableret mange hundrede forskningsgrupper rundt omkring i verden. Et helt nyt tidsskrift dedikeret alene til eDNA så dagens lys, fordi der var så mange artikler, der blev sendt ind, at man var nødt til at have et særligt eDNA-tidsskrift. Fagligt begyndte feltet at sprede sig fra ferskvand til hav og jord."

"Samtidig er der dukket en masse firmaer op, der bruger eDNA-metoden helt eller delvist. Det er blevet en millionvirksomhed på verdensplan, der har ansat masser af mennesker. Det er jo også fedt at se, at det ikke kun har skabt vækst i den akademiske forskning, men også har skabt vækst og arbejdspladser udenfor universiteterne. Og forhåbentlig også har genereret en masse data, der kan bruges til fx naturforvaltning."

"Det ultimative formål med min forskning er, at prøve at forstå mere om fordelingen af arter på jorden, men også at udvikle noget, som kan hjælpe os med at blive bedre til at beskytte biodiversiteten."