Beyond insects: leveraging bulk arthropod samples for vertebrate biodiversity monitoring using invertebrate-derived DNA (iDNA) metabarcoding
Deze studie toont aan dat metabarcoding van invertebraten-afgeleid DNA (iDNA) uit bulkmonsters van arthropoden verzameld via malaise-vallen effectief kan complementeren aan cameravallen-surveys voor het monitoren van de biodiversiteit van bosvertebraten, waarbij succesvol een reeks inheemse, plaag en gedomesticeerde soorten wordt gedetecteerd met een hoge congruentie voor veelvoorkomende en cryptische fauna.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van een preprint die niet peer-reviewed is. Dit is geen medisch advies. Neem geen gezondheidsbeslissingen op basis van deze inhoud. Lees de volledige disclaimer
Het volgen van de verborgen levens van dieren in een bos is al lang een uitdaging voor natuurbeschermers. Traditionele methoden omvatten vaak het plaatsen van vallen die dieren schade kunnen berokkenen, of het plaatsen van camera's die dure apparatuur vereisen en maanden wachten om een enkele afbeelding van een schuw dier vast te leggen. In de afgelopen jaren hebben wetenschappers zich gericht op een ander soort bewijs: genetisch materiaal dat is achtergelaten door levende wezens. Deze aanpak, bekend als omgevings-DNA (environmental DNA), houdt in dat er monsters worden verzameld uit bodem, water of lucht om sporen van leven te vinden. Een specifere variatie op deze techniek kijkt in de magen van insecten. Veel insecten, zoals muggen of vliegen, voeden zich met het bloed of vlees van gewervelden zoals vogels, zoogdieren en reptielen. Wanneer deze insecten worden verzameld, bevatten hun darminhoud een klein, bewaard record van de dieren die ze onlangs hebben gebeten of gegeten. Door deze genetische code te lezen, kunnen onderzoekers identificeren welke gewervelden aanwezig zijn in een gebied zonder hen direct te zien.
Een nieuwe studie uit zuidwestelijk Australië onderzoekt een slimme manier om deze methode op grotere schaal toe te passen. In plaats van specifiek te jagen op bloedzuigende insecten om deze één voor één te testen, maakten de onderzoekers gebruik van bestaande collecties van gemengde insecten die zijn verzameld door standaard monitoringsvallen. Deze vallen, bekend als malaise-vallen, zijn grote tenten die ontworpen zijn om vliegende insecten te vangen voor algemene biodiversiteitssurveys. Het team stelde een eenvoudige vraag: konden zij het DNA van gewervelden vinden in deze bulkzakken met gemengde insecten, waardoor een routinematige insectensurvey effectief een telling werd van de lokale zoogdieren, vogels en reptielen? Ze vergeleken hun genetische bevindingen met gegevens van cameravallen die op dezelfde locaties waren geplaatst om te zien hoe goed deze nieuwe aanpak overeenkwam met de traditionele visuele records.
De onderzoekers werkten met 54 boslocaties verspreid over verschillende soorten eucalyptusbossen. Op elke locatie plaatsten ze malaise-vallen voor ongeveer twee weken om vliegende insecten te vangen, die in alcohol werden bewaard. Tegelijkertijd stelden ze bewegingssensorkamera's op voor zes weken om foto's te maken van de dieren die door het bos bewogen. In het laboratorium verwerkten het team de bulkmonster van de insecten door ze te malen en het DNA te extraheren. Ze gebruikten twee verschillende genetische markers om naar specifieke sequenties te zoeken: één die een breed scala aan gewervelden kon identificeren en een andere die specifiek ontworpen was voor zoogdieren. Ze vergeleken vervolgens de lijst met dieren die in de darmen van de insecten werden gevonden met de lijst met dieren die door de camera's werden vastgelegd.
De resultaten lieten zien dat de methode werkte, al met enkele beperkingen. Van de 54 zakken met gemengde insecten identificeerde de genetische analyse 17 verschillende gewervelde soorten. Deze omvatten inheemse zoogdieren zoals de grijze kangoeroe en de westelijke borstelwallaby, evenals reptielen en een enkele vogelsoort. Het meest voorkomende dier dat werd gevonden, was de grijze kangoeroe, die in de insectenmonsters voorkwam op drie kwart van de locaties waar hij werd gedetecteerd. De studie vond ook bewijs van bosplagen, zoals varkens en konijnen, en boerderijdieren zoals schapen en paarden, waarschijnlijk afkomstig van nabijgelegen landbouwgrond. Wanneer de onderzoekers hun genetische detecties vergeleken met de beelden van de cameravallen, vonden ze een sterke overeenstemming voor veelvoorkomende soorten. Ongeveer 78 procent van de bosdieren die via insecten-DNA werden gevonden, werd ook door de camera's gezien.
Echter, de twee methoden vertelden niet exact hetzelfde verhaal. De cameravallen detecteerden een veel grotere variëteit aan leven en vonden in totaal 62 soorten, inclusief veel vogels en kleine, ongrijpbare zoogdieren die de insecten-DNA miste. De genetische methode had moeite met het vinden van vogels en reptielen, waarschijnlijk omdat de specifieke genetische instrumenten die gebruikt werden beter geschikt waren voor zoogdieren en omdat de verzamelde insecten niet evenveel van alle soorten dieren eten. Ondanks dat bood de insecten-DNA-aanpak unieke voordelen. Het identificeerde succesvol drie soorten kleine skinken die de camera's niet hadden gevangen, waarschijnlijk omdat deze hagedissen te klein of te snel zijn om de camerasensoren effectief te activeren. De studie suggereert dat hoewel deze techniek de traditionele surveys nog niet kan vervangen, het een waardevolle manier biedt om extra informatie te extraheren uit monsters die al worden verzameld.
De auteurs merken op dat deze aanpak nog in een vroeg stadium verkeert. De genetische signalen die in de gemengde insectenmonsters worden gevonden, zijn vaak zwak en kunnen worden overstemd door het DNA van de insecten zelf. Bovendien benadrukt de studie dat de insecten die in de vallen zijn verzameld, mogelijk hebben gevoed van dieren uit een breder gebied dan alleen de directe boslocatie, wat betekent dat de genetische gegevens een breder landschap vertegenwoordigen in plaats van een exacte locatie. Desalniettemin toont het onderzoek aan dat bestaande insectencollecties, verzameld voor andere doeleinden, een verborgen archief bevatten van het gewervelde leven. Door de methoden te verfijnen om meer DNA te extraheren en de genetische instrumenten te verbeteren, kunnen wetenschappers binnenkort mogelijk een rijkere geschiedenis van de biodiversiteit in het bos ontsluiten uit precies dezelfde potjes insecten die al jarenlang op de planken staan.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.