Meten wat er in het water leeft
Door menselijke invloeden, bijvoorbeeld vervuiling, kunnen levende watersystemen gaan wankelen. Dat heeft niet alleen gevolgen voor de biodiversiteit, maar ook voor functies als waterzuivering. De Universiteit Leiden brengt levende watersystemen in kaart met de modernste technieken.
Levend lab
Eind 2016 ging er in Leiden een uniek project van start. Op het Bio Science Park maakte een bulldozer een begin met het Levend Lab, een systeem van 38 nieuw gegraven sloten. Het is een proeflocatie waar wetenschappers het effect van menselijk handelen op de plaatselijke biodiversiteit gaan onderzoeken. ‘Voor het eerst kunnen we nu nauwkeurig kijken naar de interacties tussen alle levende organismen, hun omgeving en menselijke invloeden’, vertelt ecotoxicoloog Martina Vijver. Tot nu toe kijken wetenschappers hooguit naar een paar soorten en naar één stressfactor tegelijk, en dan ook nog in het lab. Vijver: ‘Met het Levend Lab kunnen wij nu voor het eerst het grotere plaatje bestuderen, in een natuurlijke omgeving.’ Vijver onderzoekt onder meer het effect van toxische stoffen, zoals bestrijdingsmiddelen en microplastics, maar ook voedingsstoffen, waterbalans en de natuurlijke stress van bijvoorbeeld ‘eten of gegeten worden’. ‘Een complexe puzzel’, zegt ze, ‘waarbij we ook gaan werken aan nieuwe analysetechnieken en manieren van dataverwerking.’ Het uiteindelijke doel is bijdragen aan duurzaam beheer van natuurlijke watersystemen. ‘Het Levend Lab is een broedplaats voor mooie ideeën.'
Waterscan
Wetenschapper Berry van der Hoorn van Naturalis Biodiversity Center is betrokken bij het Levend Lab. ‘Wij werken aan nieuwe methoden om biodiversiteit in kaart te brengen op basis van DNA in het water’, vertelt hij. Traditioneel gaat dat met schepnetje en microscoop, maar dat is relatief duur, tijdrovend en foutengevoelig: je mist altijd soorten. Vooral voor routinewerk, bijvoorbeeld het monitoren van waterdiertjes als graadmeter voor waterkwaliteit, is dat een uitdaging.
DNA-onderzoek kan daarin verandering brengen. Stel nu dat je met één druk op de knop kunt analyseren welk DNA er in een druppel water rondzweeft? En dat je daaruit ook meteen de waterkwaliteit kunt afleiden? Die technologie gaat zeker komen, gelooft Van der Hoorn. Naturalis werkt al hard aan zo’n ‘DNA Waterscan’. ‘Maar dat vergt nog veel onderzoek’, zegt hij. ‘Chemisch, bijvoorbeeld over hoe DNA zich gedraagt in water. Biologisch, zoals welke soorten welke DNA-sporen achterlaten. En milieubiologisch: wat doen menselijke invloeden met het soortenprofiel?’
Nanopore
DNA-technieken zijn de afgelopen decennia in een stroomversnelling gekomen. ‘Dat heeft veel opgeleverd, maar de apparatuur is groot en duur en alleen geschikt voor in het lab’, vertelt bioinformaticus Christiaan Henkel. ‘Wat de praktijk echt vooruit zou helpen, is een apparaatje dat je zo meeneemt. Dat je ter plekke in het water kunt steken en dan meteen kunt aflezen.’
Science fiction is het niet; er is zelfs al dergelijke technologie in de handel. Henkel laat een voorbeeld zien: de MinION. Het apparaatje is zo groot als een pennendoos. ‘Uiteindelijk gaat het toe naar een opzetstukje voor op je mobiele telefoon’, voorspelt hij. ‘Ik heb dit niet zelf ontwikkeld, hoor. Wij zoeken naar hoe we deze technologie het beste kunnen inzetten.’
Het kan bijvoorbeeld helpen bij monitoring, als ‘schepnetje van de toekomst’. Maar ook bij basaler onderzoek voor natuurbescherming. Bijvoorbeeld om te onderzoeken onder welke omstandigheden je paling, die ernstig bedreigd is, in gevangenschap zou kunnen kweken.
