Forskere fant 70 ekstra arter med miljø-DNA

Denne artikkelen er produsert og finansiert av Havforskningsinstituttet - les mer.

Alle dyr skiller ut små mengder DNA til omgivelsene sine. Det kan forskerne bruke til å se hvilke dyr som lever i et område.

Dette er innholdet i en bomtrålprøve fra kvitøyrenna. Den inneholder mange ulike arter, blant annet piggishavsreke, ulike sjøstjerner og reker. (Foto: Mareano / Havforskningsinstituttet)

Det er i alle fall planen – på sikt.

– Da Mareano kartla havbunnen ved Svalbard i 2018, ble det også tatt prøver som vi har analysert for å se hvilket DNA de inneholder.

Det sier forsker og DNA-spesialist Jon-Ivar Westgaard.

Mareano er et program hvor forskere kartlegger dybde, bunnforhold, biologisk mangfold, naturtyper og forurensning i sedimentene i norske kyst- og havområder. 

I prøvene fra Svalbard fant forskerne DNA fra 70 arter som de ikke hadde oppdaget med de tradisjonelle undersøkelsesmetodene. 

Samtidig var det også en del arter som ikke dukket opp i miljø-DNA-prøvene. De ble dermed bare registrert i de tradisjonelle prøvene.

Finner DNA i bunnsedimenter og sjøvann

På Mareano-tokt henter forskerne opp sedimentprøver fra havbunnen ved hjelp av en grabb. I tillegg tar de vannprøver like over bunnen. 

Disse prøvene blir deretter analysert ved hjelp av en metode som kalles massiv parallell DNA sekvensering ved Havforskningsinstituttet (HI) sitt genetikklaboratorium i Tromsø.

DNA-sekvensering er ulike metoder som brukes for å kunne lese av rekkefølgen på bokstavene i arvestoffet DNA.

 – Dette er en effektiv metode. Den gjør det mulig å sekvensere alt DNA som er i en prøve samtidig, sier Westgaard.

Disse sneglene tilhører slekten Buccinum. (Foto: Mareano / Havforskningsinstituttet)

For at DNA-analysene skal bli riktige, blir det tatt forholdsregler. Det er for at prøvene ikke skal bli forurenset med DNA fra andre kilder.

 – For eksempel bruker vi sterile engangshansker for å unngå DNA fra mennesker, sier han.

Miljø-DNA bidrar til bedre resultat

Resultatene viser at analysene av miljø-DNA er en utfyllende metode for å forstå det totale mangfoldet av arter i et område.

 – Vi ser at metodene utfyller hverandre. Vi finner ikke nøyaktig de samme artene med miljø-DNA som med den tradisjonelle metoden. Likevel finner vi totalt sett en god del flere arter, sier Westgaard.

De brune «pinnene» som stikker opp fra havbunnen er arten Lafoeina maxima. Den dukket opp i miljø-DNA-prøvene som Westgaard analyserte. (Foto: Mareano / Havforskningsinstituttet)

Det er likevel et lite kjennetegn på hvilke arter som bare dukker opp i miljø-DNA-resultatene.

 – De ekstra artene vi finner med miljø-DNA, er ofte arter som er så små at de er vanskelige å se, sier han.

Trenger et mer utfyllende DNA-bibliotek

Det kan være flere grunner til at forskerne ikke finner de samme artene med begge metodene.

En årsak er som alt nevnt, størrelsen på dyrene. En annen viktig årsak er at ikke alle artene er registrert i DNA-biblioteket som forskerne har tilgang på.

 – DNA-biblioteket som vi bruker, Referansedatabasen for fauna på havbunnen, mangler fremdeles mange av artene som lever på bunnen. Da får vi ikke treff på disse artene når vi søker gjennom den, sier Westgaard.

Havforsker Jon-Ivar Westgaard analyserer DNA fra vannprøver for å se hvilke dyr som lever i et område. Dette bildet er fra et annet prosjekt. (Foto: Vibeke Lund Opdal / Havforskningsinstituttet)

 I tillegg spiller mengden av DNA som er mulig å finne i prøvene, inn. I prøvene er det naturlig nok mest DNA fra dyrene som finnes i høyt antall i sedimentene. Det er mindre DNA av dyr som lever på eller over havbunnen.

 – Vi har fokus på å både øke mengden dyr som er inkludert i DNA-biblioteket, og på hvordan prøvene blir tatt for å få best mulig resultat, sier Westgaard.

Artene er vanlig å finne sammen 

Selv om den tradisjonelle metoden med visuell bekreftelse av hvilke dyr som finnes i et område og den nye metoden med miljø-DNA foreløpig ikke gir samme resultat, finner forskerne likevel et sammenfallende mønster.

Dette bidrar til å styrke de konklusjonene som gjøres.

 – Vi ser at dyrene vi finner med de to metodene på sett og vis passer sammen. Det er arter som er vanlige å finne i samme område, sier Westgaard.

Selv har han tro på miljø-DNA-metoden.

 – Det er viktig å huske at de gamle metodene er utviklet over mange tiår. Miljø-DNA er bare prøvd ut de siste årene. Etter hvert som vi bruker metoden, vil erfaringene øke. Slik blir trolig resultatene bedre på sikt, sier han.

Oversikt over forvaltningsplanområder (blå strek), områder hvor Mareano har kartlagt (tynn hvit strek) med årstall for perioden kartleggingen har funnet sted, og status for kartlegging. (Kart: Mareano)

Mer bruk av miljø-DNA i framtiden?

I enkelte områder kan det være enklere å bruke miljø-DNA enn tradisjonelle metoder, men da må DNA-biblioteket være mer fullstendig.

– Tradisjonelle prøver fra havbunnen krever at sedimentene er slik at vi kan hente opp prøver av dem eller at det kan brukes en slags bunntrål, sier Westgaard.

Dette er en ulempe i områder med hardbunn eller der det er svært kupert terreng.

 – Med miljø-DNA kunne vi hentet vannprøver fra disse områdene og brukt disse for å få data om hvilke arter som lever i områder som vi i dag ikke kan hente prøver fra, sier han.

Referanse:

Endre Willassen mfl.: Benthic invertebrates in Svalbard fjords—when metabarcoding does not outperform traditional biodiversity assessment. Aquatic Biology, PeerJ, 2022.