Sunde floder:Samfund bruger DNA-værktøj til at holde øje med ferskvandskvaliteten

Fotos af Canada viser ofte de store søer, vidder af vådområder og naturskønne floder. Landet beskrives som en vandrig nation, og det er, med syv procent af verdens vedvarende ferskvandsforsyning. Imidlertid, ferskvandskilder er langt fra uendelige.

Mange af Canadas 25 vandskel er truet af forurening, habitatforringelse, overforbrug af vand og invasive arter. For eksempel, mere end halvdelen af ​​Canadas befolkning bor inden for De Store Søers vandskelle, Ottawa-bassinet og St. Lawrence-bassinet, som står over for flere trusler, der forringer vandkvaliteten og underminerer ferskvandsøkosystemernes evne til at blive ved med at fungere.

Historien om De Store Søers vandskel er ikke enestående i Canada. Ti yderligere vandskel, fra Winnipeg til Fraser-Lower Mainland vandskel, står over for høje eller meget høje niveauer af trusler. Vandkvaliteten i mere end halvdelen af ​​Canadas 167 undervandsområder (mindre ferskvandssystemer, der dræner ind i et specifikt vandskel) scorer dårlig eller rimelig.

I Canada, disse vandskel er store og ofte utilgængelige, gør det vanskeligt at overvåge disse økosystemers sundhed. Men ved hjælp af et nyt værktøj, videnskabsmænd og samfundsmedlemmer indsamler data for bedre at forstå tilstanden af ​​Canadas floder.

Data mangler

Floder er fulde af alle slags små væsner, der er meget følsomme over for miljøtrusler. Ormene, fluelarver og snegle - samlet kaldet makroinvertebrater - der lever i sedimentet på bunden af ​​en flod ("benthos") kan tjene som biologiske monitorer for vandkvaliteten. Tilstedeværelsen af ​​biologiske monitorarter, der er mindre tolerante over for dårlig vandkvalitet, tyder på en sund flod.

Men det kan være udfordrende at prøve og identificere disse makroinvertebrater. Selv når der er nogle data om dem, kvaliteten af ​​dataene er muligvis ikke god nok til at bestemme vandskellets sundhed. Til dato, 64 procent af undervandsområder i Canada mangler data om disse arter.

Indsamling af data om disse arter er udfordrende:Mange vandskel er fjerntliggende og svære at få adgang til, og omkostningerne ved at flyve til dem begrænser mængden af ​​data, der kan indsamles. Vi samarbejdede med lokale samfundsgrupper for at indsamle flodprøver, så vi kunne forstå flodens sundhed ved at identificere makroinvertebrater ud fra deres DNA.

DNA-profilering

DNA-teknologier har revolutioneret mængden af ​​data, vi kan generere fra en enkelt flodprøve.

For eksempel, en teknik kaldet "miljømæssig DNA-metabarcoding, " eller forkortet eDNA, involverer at tage prøver af jord eller vand og søge efter fragmenter af DNA, der er specifikt for bestemte arter. Denne metode eliminerer den tidskrævende proces med at sortere individuelle prøver og gør os i stand til at identificere de forskellige arter, der findes i et flodsystem.

Når du først er ved en flod, at indsamle prøver er hurtigt og nemt – alt det kræver er tre minutter at sparke flodsediment ind i et net for at fange de makroinvertebrater, der lever i benthos. Vi lærte denne teknik til folk involveret i et lokalsamfundsbaseret overvågningsnetværk kaldet CABIN for at skabe et nyt biomonitoreringsprojekt:STREAM (Sequencing the Rivers for Environmental Assessment and Monitoring).

Siden 2019, STREAM-forskere har trænet mere end 100 fællesskabsmedlemmer, som er gået videre med at indsamle næsten 1, 000 prøver på tværs af 10 vandskel. Vi er tæt på vores mål på 1, 500 prøver i 15 vandskel i Canada. Alligevel er vi allerede begyndt at se, hvordan STREAM-projektet udfylder de tomme felter for ferskvandssundhed i hele Canada.

STREAM casestudier

Ikke alene har STREAM-projektet leveret data om sundheden for de store søer og Ottawa-flodens vandområder – og truslerne mod dem – det har gjort det muligt for samfund at stille spørgsmål om deres akvatiske økosystemer.

I samarbejde med Slocan River Streamkeepers, en miljøforvaltningsgruppe baseret i Winlaw, f.Kr., og integreret økologisk forskning, en miljøkonsulenttjeneste baseret i Nelson, f.Kr., STREAM har været i stand til at vurdere ændringer i makroinvertebratsamfund efter afslutningen af ​​et vådområdegenopretningsprojekt. Selvom dette projekt er i gang, Tidlige resultater viser, at vådområderne allerede har et stort udvalg af makroinvertebrater, med 178 arter identificeret. En fjerdedel af disse arter er indikatorer for god vådområdesundhed, hvilket betyder, at vandkvaliteten i området sandsynligvis forbedres.

Med Living Lakes Canada og Ghost Watershed Alliance Society, dele af Bow River, i Alberta, bliver nu screenet for slamorme, som kan bære parasitten, der forårsager hvirvlende sygdom, en infektion, der kan udslette op til 90 procent af unge laks, ørred og hvidfisk. Tab af disse fisk har økologiske, økonomiske og sociale konsekvenser i Alberta, hvor de er vigtige rekreative og nærende fiskerier. DNA-resultater fra 2019 indikerede, at værtsslamormene ikke havde spredt sig ud over den kendte hvirvlende sygdomszone.

STREAM giver en unik mulighed for at bringe fordele til både mennesker og miljø. Ved at bruge DNA-baseret teknologi, det er muligt at bestemme ændringer i vandkvaliteten på lokale, undervandsskel og vandskelniveauer. For fortsat overvågning af Bow River f.eks. den hurtige resultatomlægning, som STREAM giver, betyder, at alle indikationer på spredning af slamorm kan håndteres ved at lukke for lystfiskeradgang til området for at forhindre potentiel spredning.

STREAM giver lokalsamfundene mulighed for at lede ferskvandsforskning og klæder folk på til at løse deres egne miljøspørgsmål - og det kan nemt anvendes til andre lande som et middel til at overvåge ferskvandssystemer.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.