Vi har brug for hurtigere og bedre måder at overvåge NZ'ers faldende flodsundhed, og brug af miljømæssigt DNA kan hjælpe
New Zealands floder er ikke i god form. Miljøministeriets seneste ferskvandsrapport viser, at 45 % af den samlede flodlængde ikke længere er egnet til svømning, og 48 % er delvist utilgængelig for truede trækfisk.
Videnskaben er klar. Tilførsler af nitrogen og fosfor, kombineret med invasive arter, stresser nogle floder til det punkt, hvor de ikke kan opretholde sunde økosystemer. Flodernes og grundvandets tilstand påvirker også kvaliteten af drikkevandet.
Regeringens intention om at erstatte den nationale politiske redegørelse om forvaltning af ferskvand bringer emnet ferskvandskvalitet tilbage i det nationale søgelys.
Men uanset politiske debatter, i betragtning af den farlige tilstand af New Zealands ferskvand, er effektiv overvågning baseret på solide beviser nødvendig for at afveje afvejninger og forstå, om vi forvalter floder bæredygtigt.
Det er her, miljø-DNA (eDNA) kommer ind.
Aotearoa New Zealand vil altid have brug for flere metoder til at overvåge de tusindvis af floder og vandløb over hele landet, men vi håber, at vores nye eDNA-metode vil hjælpe ved at gøre ferskvandsovervågning hurtigere, billigere, mere omfattende og bedre egnet til landsdækkende undersøgelser.
Floder er fulde af liv
Det liv, der findes i New Zealands floder, er en vigtig del af deres sundhed. Mikrobiel mangfoldighed nedbryder og genbruger løbende næringsstoffer, der opretholder nyt liv og opretholder flodens sundhed.
Uanset om det er fisk, frø eller falk, kaster alle organismer stumper af genetisk materiale ud i miljøet. Disse DNA "brødkrummer" giver vigtige spor om, hvad der lever i området. Vi kan teste alle disse DNA-signaler uden faktisk nogensinde at se et dyr.
Den samme ultrafølsomme teknologi bliver allerede brugt til at detektere COVID i spildevand ved at spore SARS-CoV-2-varianter og koncentrationer af virussen.
Indtil eDNA blev udviklet, involverede den primære metode, vi havde til at overvåge flodens sundhed, fangst (ofte aflivning) og sortering af tusindvis af hvirvelløse dyr eller elektrisk fiskeri. Sådanne metoder er tidskrævende, dyre, kræver specialistekspertise og har typisk brug for fem års vinduer for at opdage en ændring i flodsundheden.
Game changer med eDNA er dens evne til at detektere mange arter på én gang ved at anvende en letanvendelig (filtrerings) prøveudtagningsmetode. Dette åbner op for en række mulige anvendelser.
Bevaringsministeriet bruger eDNA til at opdage nye populationer af truede galaksefisk, og Ministeriet for Primærindustri bruger det til at spore spredningen af ferskvandsmuslingen, der invaderede Waikato-floden.
Men der er meget mere ved eDNA end at opdage et yndlingsdyr (eller mindst yndlingsdyr). Det virkelige skift er evnen til at læse eDNA-stregkoder på tværs af "livets træ".
'Se' hele økosystemer
I stedet for at fokusere på blot nogle få udvalgte indikatorarter, hjælper eDNA os med at betragte økosystemet mere holistisk, såsom eksemplet nedenfor fra Waikato-floden, fra en enkelt liter filtreret vand.
I et partnerskab mellem eDNA-virksomheden Wilderlab, Department of Conservation, Ministeriet for Miljø og regionale råd, har vi udnyttet disse holistiske økosystemdata til at udvikle et nyt indeks til at måle floders sundhed kaldet Taxon-Independent Community Index eller TICI.
Ved at bruge regelmæssigt overvågede flodsteder på tværs af Aotearoa New Zealand fokuserede vi på 3.000 eDNA-stregkoder fra bakterier, svampe, planter og dyr, der er indikatorer for flodnæring.
TICI-indekset er en score fra 60 til 140, baseret på hvilken af de 3.000 stregkodesignaturer, der er til stede. Nogle stregkoder skubber skiven i en positiv retning, andre skubber den negativt.
Rå DNA-data kan være komplekse. TICI-indekset destillerer den genetiske kode til en metrik, som folk lettere kan engagere sig i. Fra nul flodprøver profileret ved hjælp af eDNA i 2019, har vi nu mere end 50.000 eDNA-registreringer, inklusive 16.000 TICI-score. Tilsammen har dette genereret et af de mest kraftfulde globale eDNA-datasæt og åbner en række nye applikationer.
Teichelmann Creek i den rovdyrfrie Perth Valley (i South Westland) topper i øjeblikket ranglisten med en TICI-score på 135,03 (urørt). I den anden ende af tabellen genererede Papanui Stream i Hawke's Bay en TICI på 68,05 (meget dårlig).
Hvor skal man nu for eDNA?
Vi forestiller os, at eDNA-baserede indikatorer, som TICI-indekset, vil give folk en praktisk måde at spore sundhed i deres lokale floder.
Fællesskaber er allerede i gang med dette værktøj gennem Wai Tuwhera o te Taiao-programmet. Landmænd går om bord, og eDNA-teknikker indgår i centralregeringens fremtidstænkning.
I en rapport fra 2019 om New Zealands miljørapporteringssystem identificerede den parlamentariske kommissær for miljøet mangler og fragmentering i New Zealands miljødataindsamling og -rapportering, herunder for ferskvand. Vi hævder, at eDNA bringer os et skridt tættere på at løse nogle af disse problemer.
Ved at bruge eDNA-værktøjssættet er det inden for vores tekniske (og budgetmæssige) rækkevidde for regelmæssig overvågning af alle floder i Aotearoa for at hjælpe med at prioritere hvor, hvornår og hvor meget forvaltning (eller restaurering) der er behov for.
Og der er mere at komme efter på eDNA-overvågningsfronten, herunder metoder til prøveudtagning af eDNA fra luften, husholdningshaner, forsendelsescontainere og omkring akvakulturfaciliteter.
Leveret af The Conversation
Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel. 
Varme artikler
-
Orkanen Delta vipper Mexicos caribiske kystEn turist taler i sin telefon uden for et storm shelter i det mexicanske feriested Cancun efter orkanen Delta blæser igennem Orkanen Delta trak sig over Mexicos Yucatan-halvø onsdag, væltede træer -
Hvordan dyr klarer den globale underlige jordiske årstiderGulbugede murmeldyr er en nordamerikansk art af jord egern. Kredit:Fremme/Shutterstock Storbritanniens vejr gjorde en salto i første halvår af 2020, da den vådeste februar på rekord gav plads til -
Vil havet drage fordel af slaget om mikroperlerne?Kredit:CC0 Public Domain Jeg lukker øjnene, og i stedet for at falde i søvn ser jeg dette:Talc, Glimmer, Magnesiumstearat, Polyethylen ... -en af de tusinder af produktingredienslister, jeg havd -
Simulator til boring i dybder op til 5, 000 meterGeoteknologiafdelingens personale forbereder riggen til test. Kredit:Fraunhofer-Gesellschaft For at tappe ind i geotermiske reservoirer, boringer skal bores dybt ned i jordskorpen. På grund af det
- Ved hjælp af AI, borgervidenskab og katastrofeberedskab for at hjælpe ofre for orkanen Irma
- Hvordan DNA bevares i arkæologiske sedimenter i tusinder af år
- Forskere skaber endocytose efter behov ved hjælp af hotwiring-celler
- Brandhæmmende dræber zombie -tørvbrande 40% hurtigere end vand alene
- Ny model viser, at det sydlige og centrale Rocky Mountains blev dannet anderledes end oprindeligt an…
- Kæmper Toshiba vender tilbage til sort, undgår afnotering