Wat hebben een bedwants en de zeldzame Yangtze bruinvis met elkaar gemeen? Ze zijn allebei lastig te vinden, zelfs als je zeker weet dat ze er zijn. Met de techniek eDNA hoef je alleen maar ronddwarrelende fragmenten van hun DNA te vangen, om aan te tonen dat ze er zijn. Het werkt ook om hele waterecosystemen in beeld te krijgen. En het lijkt nog sneller, goedkoper en preciezer ook. “Met eDNA hoef je de soorten niet te zoeken, om er achter te komen dat ze er zijn.”

Zes pootjes, een gemene steeksnuit en razendgoed in verstoppertje. De bedwants is het ongewenste souvenir dat je niet wilt meenemen uit je hotel of vakantiehuisje. Door zijn verstopkunsten merken vakantiegangers de wants pas op als ze er last van krijgen. Dan is bestrijding al heel lastig. Met de moderne techniek eDNA zijn dit beestje, maar ook andere soorten, makkelijker en sneller te vinden.

Slijm, poep en huidcellen

In de lucht, maar ook in het water, dwarrelen overal stukjes DNA rond van dieren en planten die er leven. De e van eDNA staat dan ook voor environmental. Stel je een sloot of een stuk lucht voor als een soep vol materiaal van organismen; slijm, poep, urine, eitjes, sperma, huidcellen. “Per dag verliezen mensen ongeveer vijfhonderdmiljoen huidcellen. Bij dieren gaat dat net zo hard. Die cellen dwarrelen allemaal rond,” vertelt eDNA-expert Kat Stewart, universitair docent aan de Universiteit Leiden. En het bevat allemaal DNA. Met de juiste DNA-technieken is zo te vinden van welke soorten die cellen zijn.

Daarnaast lijkt eDNA makkelijker, sneller, grondiger en goedkoper in gebruik dan het klassieke zoekwerk, waarbij onderzoekers in het veld, in een sloot of – in het geval van de bedwants – in een slaapkamer naar soorten speuren. En de techniek kan op twee manieren worden ingezet. Als gereedschap om een breed beeld te krijgen van welke soorten ergens te vinden zijn, of als manier om de aanwezigheid van hele specifieke soorten aan te tonen.

Verstopte bedwantsen

Zo onderzocht plaagdierdocent Bruce Schoelitsz van de HAS Green Academy het gebruik van eDNA om vervelende bedwantsen te vinden. De wantsen kruipen ‘s nachts uit hun verstopplek om je te prikken voor een bloedmaal. “Hun enige voer”, vertelt Schoelitsz. De prik zelf is niet zo pijnlijk, maar de bulten die je er van krijgt, jeuken heel vervelend, wisten getergde plaagdiercollega’s hem te vertellen. “Mensen krabben soms tot aan littekens toe.”

Bedwantsen zijn lastig te vinden. “Ze verstoppen zich achter plinten, achter stopcontacten, in de buizen van je bedframe. En hoe later je ze vindt, hoe lastiger het wordt om ze te bestrijden.” Een ideale soort dus voor detectie met eDNA. Schoelitsz testte of de bedwantsen met eDNA aan te tonen waren. “Heel simpel, met een filterdoekje op de mond van een stofzuiger.” En jawel hoor, eDNA bleek aan te tonen waar de bedwantsen wel en waar niet te vinden waren.

Forensisch onderzoek

De methode werd voor het eerst gebruikt in 2008, bij onderzoek naar invasieve brulkikkers in Frankrijk. Het werkt op basis van herkenning van delen van DNA van de soorten. Vergelijkbaar zoals daderonderzoek in de forensische wereld. Maar dan met ronddwarrelend DNA, in plaats van direct afgenomen DNA-monsters. De technieken van nu zijn gevoelig genoeg om het DNA dan toch te herkennen. Stewart: “Een paar DNA-moleculen in enkele milliliters gefilterd water is al genoeg om te herkennen dat er een soort aanwezig is.”

Stewarts kennismaking met eDNA was in 2013, voor haar onderzoek aan de bedreigde Yangtze bruinvis. Een zeldzame soort, die lastig te vinden is, terwijl zoeken onder water al lastig genoeg is. Inmiddels is gebruik van eDNA een vast onderdeel van het onderzoeksprogramma naar de bruinvis. Stewart is groot voorstander van de methode. “Met eDNA hoef je de soorten niet te zoeken, om er achter te komen dat ze er zijn.”

De methode blijkt vooral in water de juiste gevoeligheid te hebben voor verloop in de tijd. Je wilt niet dat een bruinvis die zes maanden terug langs zwom, nu nog waargenomen wordt met eDNA. “DNA in water breekt binnen enkele uren, tot enkele dagen af. Waarnemingen zijn dus altijd recent,” legt Stewart uit.

Referentie-DNA

Behalve heel specifiek zoeken naar bijzondere soorten, is eDNA ook sterk in het herkennen van DNA van veel verschillende soorten. Vooral daardoor is het heel geschikt om snel, nauwkeurig en eenvoudig een goed beeld te krijgen van de variatie aan soorten op een plek. Bij het achteraf uitzoeken welke soorten je gevonden hebt, zit nog een knelpunt. Stewart: “Je hebt veel referentiegegevens nodig. Wat wij doen is vooral patroonherkenning. Bij welk organisme hoort dit stuk DNA? Er bestaan online al databanken vol met beschrijvingen van  DNA-fragmenten van heel veel soorten, maar toch lopen we er nog vaak tegenaan dat uit onze analyses DNA-fragmenten komen die in geen enkele database bekend zijn.”

Eenvoudiger en sneller dan zelf uitgebreid in het veld naar soorten zoeken is gebruik van eDNA zeker. Toch plaatst eDNA-kenner  Kevin Beentjes van Naturalis nog een paar kritische kanttekeningen bij het gemak van de methode. “Het verzamelen van een watermonster is wel meer werk dan even een potje met water vullen. Je hebt een monster nodig met een hoge concentratie aan DNA-materiaal. Met een pomp stuur je het water door een filter. Meestal gebruik je een paar liter water om uiteindelijk een monster met 1,5 milliliter materiaal over te houden.” En dat is in de praktijk nog best een klus. Het filter raakt snel verstopt bij smerig water. Bovendien wil je via een vast protocol werken, om het werk op een wetenschappelijke manier uit te voeren. “Stevige schoenen om buiten te werken heb je nog steeds nodig.”

Daarnaast blijft een goede kennis van de bioloog belangrijk. “Stel dat je met eDNA een haring aantreft in een sloot. Dat klopt natuurlijk niet. Waarschijnlijk heeft een meeuw dan een visje meegenomen bij de lokale viskraam en daar de restjes achtergelaten. Daar moet je wel kritisch op blijven.”

Potentie

Ondanks praktische uitdagingen, biedt de methode vooral potentie. In de eerste plaats voor onderzoek naar biodiversiteit. Stewart vertelt dat als ze voor haar onderzoek een watermonster heeft verzameld, ze ook altijd een gedeelte in een vriezer bewaart. “In een klein buisje water zit zoveel informatie. Ik verwacht die informatie later te kunnen gebruiken als een soort tijdscapsule. Dat ik het dan kan vergelijken met een watermonster van dezelfde plek, maar dan op een ander tijdstip. Welke veranderingen zie je dan in de tijd? Omdat het zo makkelijk werkt, verwacht ik dat andere onderzoekers dit ook allemaal doen.”

Schoelitsz sprak al met plaagdierbestrijders die interesse hebben in het ontwikkelen van een praktische testset om de aanwezigheid van bedwantsen aan te tonen. Dus wie weet, stop jij over paar jaar in je koffer naast de zonnebrandcrème en tekentang een bedwants-testset.