Een internationaal onderzoeksteam bemonstert zeewater van over de hele wereld om te ontdekken welke tropische rifvissen waar voorkomen. Om soorten en families te identificeren, gebruikten ze met succes het resterende DNA dat door de dieren in het water werd afgescheiden. Maar niet alle vissen zijn op deze manier te traceren.
Tropische koraalriffen zijn kleurrijk, mooi — en rijk aan soorten. Vooral de diversiteit onder vissen is groot: onderzoekers schatten dat koraalriffen wereldwijd maar liefst 8.000 vissoorten herbergen.
Door de opwarming van de aarde en menselijke activiteiten verdwijnen koraalriffen echter in een alarmerend tempo, en hoeveel soorten rifvissen er zijn en waar ze worden verspreid, is nog niet nauwkeurig gekwantificeerd.
Een reden is dat veel vissoorten een zeer geheimzinnig leven leiden, erg op elkaar lijken of deels in de open zee leven en daardoor moeilijk op te sporen zijn. Om de aanwezigheid van vissen in een gebied vast te stellen, is het biodiversiteitsonderzoek grotendeels afhankelijk geweest van visuele waarnemingen door duikers (of het vangen van vis).
Nu vindt er een nieuwe methode zijn weg naar de ecologie die dergelijke problemen omzeilt: omgevings-DNA (eDNA). Het idee van deze nieuwe aanpak is dat organismen hun genetisch materiaal of delen ervan in het milieu achterlaten.
Met deze aanpak hoeven de onderzoekers maar op één plek watermonsters te nemen, het daarin aanwezige DNA (fragmenten) te isoleren en te sequencen, oftewel de volgorde van DNA-bouwstenen te bepalen. Vervolgens kunnen ze de sequenties vergelijken met referentie-DNA-sequenties die afkomstig zijn van betrouwbaar geïdentificeerde exemplaren – en kunnen ze bepalen of een soort op de betreffende locatie voorkomt.
advertentie
Dit is de methode die wordt gebruikt door een internationaal team onder leiding van onderzoekers van de Universiteit van Montpellier (Frankrijk) en ETH Zürich om het voorkomen van rifvissen te bestuderen.
In 2017 en 2019 verzamelden de onderzoekers 226 watermonsters op 26 locaties in 5 tropische mariene regio’s. Ze isoleerden en analyseerden het DNA, dat ze vervolgens toekenden aan de overeenkomstige soorten of families.
Een zesde grotere diversiteit gedetecteerd
Met behulp van eDNA vonden de onderzoekers een 16 procent grotere diversiteit aan rifvissen dan door conventionele onderzoeksmethoden zoals visuele observaties tijdens duiken. “Dankzij de eDNA-methode kunnen we veel vissoorten en families veel sneller detecteren dan met alleen waarnemingen”, zegt Loïc Pellissier, hoogleraar ecosystemen en landschapsevolutie aan de ETH Zürich. Hij is een van de twee hoofdauteurs van een onderzoek dat zojuist is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Proceedings van de Royal Society. De DNA-analyses waren na slechts twee jaar voltooid, maar de visuele waarnemingen die ten grondslag lagen aan het onderzoek waren afkomstig van talloze waarnemers en beslaan 13 jaar observatie-activiteit.
Met de nieuwe aanpak ontdekten de onderzoekers meer soorten die in het open water zwemmen (pelagisch), rifgebonden soorten en soorten die de talrijke grotten en spleten in riffen bewonen (cryptobenthisch). Duikers zien of identificeren dergelijke vissen met minder frequentie.
advertentie
Veel van de geregistreerde pelagische soorten geven de voorkeur aan de open zee of grotere diepten. Sommige behoren tot families die duikers mijden of niet permanent in koraalriffen leven, zoals makreel en tonijn in de familie Scombridae en haaien uit de familie Carcharhinidae (requiemhaaien, bijvoorbeeld de zwartpuntrifhaai).
De ontdekking van deze soorten is belangrijk omdat ze actief betrokken zijn bij de functie van een koraalrif via hun pelagische larvale stadia of hun nachtelijke migraties naar het rif. De rol die deze vissen spelen in het ecosysteem wordt dan ook vaak onderschat.
Visuele observaties zijn (nog) noodzakelijk
Niet alle soorten zijn echter even gemakkelijk vast te leggen met eDNA, zoals lipvissen (Labridae) of blennies (Blenniidae). Referentiedatabases dekken deze soortenrijke families slechts gedeeltelijk, zegt Pellissier. Door deze hiaten is een aanzienlijk deel van het gevonden eDNA in de watermonsters nog niet toegewezen.
Om de aanpak verder te ontwikkelen, werken de onderzoekers hard aan het sequensen van het DNA van meer vissoorten en het invoeren van de gegevens in de referentiedatabases. Desalniettemin zullen er nog steeds duiken nodig zijn om sommige soorten vast te leggen die slecht worden gedetecteerd met eDNA, maar ook om aanvullende informatie te verzamelen, zoals visgroottes of biomassa, die (nog) niet uit eDNA kunnen worden gehaald.
Buitengewone diversiteit in de Koraaldriehoek
De onderzoekers bevestigden ook eerdere bevindingen dat de samenstelling van soorten sterk varieert tussen mariene bioregio’s. De visdiversiteit is uitzonderlijk hoog in de “Koraaldriehoek” tussen Borneo, Papoea-Nieuw-Guinea en de Filippijnen – tot vijf keer hoger dan bijvoorbeeld in het Caribisch gebied. Vooral herbivoren (inclusief koraaletende soorten) zijn er in overvloed.
Volgens Pellissier heeft dit te maken met het feit dat de Koraaldriehoek gedurende de hele geschiedenis van de aarde zeer tektonisch actief was (en nog steeds is) en een breed scala aan habitats produceerde. De oppervlaktetemperatuur van dit zeegebied was ook stabieler tijdens de ijstijden, waardoor er een bijzonder grote diversiteit kon ontstaan.
Het Caribisch gebied was daarentegen meer onderhevig aan het regime van de ijstijden, en de koraalriffen en visbestanden slonken tijdens de koude perioden. Bovendien werd de landengte van Panama meer dan 2,7 miljoen jaar geleden gevormd, wat onder andere de oceaanstromingen in het Caribisch gebied veranderde. Beide gebeurtenissen leidden tot hogere uitstervingen.
Internationale samenwerking
Voor deze studie was Monaco Explorations, een organisatie van de Prins van Monaco, een sponsor van het onderzoeksconsortium. De organisatie stelde de wetenschappers voor het eerste deel van het project een onderzoeksschip ter beschikking, waarmee ze watermonsters konden verzamelen in het Caribisch gebied en voor de Colombiaanse kust. Er werden meer monsters verzameld tijdens afzonderlijke reizen, ook gefinancierd door de regering van Monaco.
“Voor mij als Zwitserse onderzoeker was het enorm belangrijk om deel uit te maken van een internationale samenwerking”, zegt Pellissier. Zonder connecties met zijn Franse, Colombiaanse, Indonesische en Australische partners had hij dit onderzoek niet kunnen uitvoeren. Hij voegt eraan toe: “We kunnen in Zwitserland geen geïsoleerd onderzoek doen op dit niveau.”
Later dit jaar staat er nog een expeditie gepland om watermonsters te verzamelen. Dit keer willen de onderzoekers de tropische wateren van de Indische Oceaan tussen Zuid-Afrika en de Seychellen bemonsteren. Ook de expeditie, die een aanvulling vormt op de bemonstering van voorgaande jaren, moest vanwege het coronavirus worden uitgesteld.
lees het gehele artikel bij de bron
————————————————– ———————————–
samenvatting:
Een internationaal onderzoeksteam bemonstert zeewater van over de hele wereld om te ontdekken welke tropische rifvissen waar voorkomen. Om soorten en families te identificeren, gebruikten ze met succes het resterende DNA dat door de dieren in het water werd afgescheiden. Maar niet alle vissen zijn op deze manier te traceren.
Datum van publicatie: 22 april 2022
Bron: Klimaat | Top milieunieuws — ScienceDaily
————————————————– ———————————–