Nye DNA-metoder gir forskerne bedre «fiskelykke»

Muligheten til å oppdage spredning av fremmede fiskearter på et tidlig tidspunkt, er viktig for forvaltningen av økosystemer i vann. På den måten er det er mulig å sette i gang tiltak for å forhindre at en ny populasjon etablerer seg. Tradisjonelt har forskere brukt tidskrevende undersøkelser som prøvefiske med garn eller elektrisitet for å spore den aktuelle arten – men slik kartlegging er både utfordrende og ressurskrevende. Dessuten utgjør det et betydelig inngrep i et økosystem.

Det er også slik at jo færre individer som finnes av en art i et vannmiljø, jo vanskeligere er det å oppdage dem. Med fremveksten av miljø-DNA de seneste årene, har imidlertid forskerne fått et nytt og potensielt meget nyttig tilskudd i verktøykassen.

– Det grunnleggende prinsippet for miljø-DNA er at alle levende organismer har en unik genetisk signatur. Signaturen «lekker» ut i miljøet fordi DNA stadig avsettes gjennom naturlige prosesser, sier NIVA-forsker Anette Engesmo.

Finner fisken uten å se den

NIVA-forskeren betegner miljø-DNA som en svært spennende overvåkningsmetode med stort potensiale både for fremtidens forsking og forvaltning.

– Fisk og andre organismer etterlater seg celler, sekreter, avføring eller rester av vev etter reproduksjon. Alt dette kan vi spore. Også ulike skader i organismer eller spor fra rovdyr og bytte etterlater seg DNA, forklarer forskeren.

Dersom en fisk har svømt gjennom en innsjø nylig, kan forskerne altså påvise at den har vært der – uten selv å ha sett fisken. Derfor er det heller ikke nødvendig å forstyrre økosystemet med metoder som garn- eller el-fiske; en prøve på noen liter vann er nok.

Fokus på 12 fiskearter

På oppdrag fra Miljødirektoratet har Engesmo og hennes team evaluert bruk av miljø-DNA som overvåkningsmetode for spredning av fremmed ferskvannsfisk i Norge.

– Miljødirektoratet valgte ut 12 fiskearter av spesiell interesse. Alle disse var enten fremmede, eller regionalt fremmede arter i Norge. Vi valgte ut en rekke elver og innsjøer der vi på forhånd hadde god kontroll på fiskebestandene for å teste ut denne metoden. Dermed hadde vi på forhånd en «fasit»; vi visste hvilke arter vi forventet å finne, og hvilke vi ikke forventet å finne, sier Engesmo.

«Kakeoppskrift» klar

Målet med prosjektet var å utvikle og teste ut et system for bruk av miljø-DNA som tilleggsverktøy i overvåkning og kartlegging av fremmed ferskvannsfisk i Norge. Det er testet ulik eksisterende metodikk for feltarbeid, prøvetaking og molekylære protokoller.

– En slik protokoll kan sammenlignes med en kakeoppskrift. Vi lager prosedyrer for hvordan prøvene skal samles inn, hvordan de skal behandles før analyse, og for hvordan de skal analyseres på laboratorium. Det er viktig å optimalisere metoden for hver art. For eksempel er det lurt å hente prøver når fisken er mest aktiv. Det er nemlig da den lekker mest DNA ut i miljøet. Det vil være mye mer miljø-DNA til stede når fisken gyter enn når den bare står på bunnen og gjemmer seg, forklarer Engesmo.

– Det er også viktig å ta hensyn til hvordan type fisk man leter etter. Er det en art som gjemmer seg på bunnen eller som svømmer mye rundt i vannsøylen? Gyter den om våren eller høsten? Og liker den seg i store innsjøer eller finnes den i små dammer? Alt dette er viktige spørsmål vi stiller oss i det videre prosjektarbeidet, sier forskeren.

Protokoller klare til bruk

I den ferske rapporten «Overvåking og kartlegging av fremmed ferskvannsfisk ved bruk av miljø-DNA» gis også anbefalinger om prioriteringer og veien videre for hvordan man kan gjøre dette potensielt viktige verktøyet best mulig for miljøforvaltningen.

– Protokoller for regnbueørret, abbor, karpe, karuss, mort, solabbor og sørv er klar til bruk i forvaltningen som supplerende verktøy ved kartlegging og overvåkning av disse artene. Noen generelle forbehold tas opp i rapporten, sier Engesmo.

Ifølge NIVA-forskeren vil det kreves mer uttesting for gjedde, ørekyte, pukkellaks og suter, for å sikre best mulig prøveresultat med tanke på tidspunkt for prøvetakning, habitat og andre forhold. Disse artene vil være fokus for prosjekts arbeid videre i 2020.

Helhetlige løsninger

Forskerteamet i NIVA er ikke i tvil om at miljø-DNA vil bli et viktig verktøy i fremtiden. Med bedre kunnskap om fiskens – og andre organismers – situasjon, vil forskerne i større grad kunne foreslå helhetlige løsninger som sikrer biologisk mangfold og økosystemer med god tilstand.

– Miljø-DNA gir nye muligheter for å bedre overvåking og forvaltning av våre økosystemer. Våre erfaringer så langt tyder på at kartlegging ved hjelp av miljø-DNA er raskere, enklere, billigere og, dersom det blir implementert riktig, vil det trolig kunne gi mer pålitelige resultater enn tradisjonelle innsamlingsmetoder alene, avslutter Engesmo.