Fabian Roger, som tog fram tekniken under sin tid som forskare på Centrum för miljö- och klimatvetenskap (CEC) och Biologiska institutionen vid Lunds universitet, presenterar sina preliminära resultat på konferensen Ecology Across Borders 13-15 december.
Genom att använda luft från tre olika områden i Sverige kunde han identifiera DNA från 85 olika insektsarter. Det handlade bland annat om bin, nattfjärilar, skalbaggar, myggor, getingar och flugor, men även fåglar och däggdjur kunde registreras.
Att förekomsten av insekter minskar på många håll är känt, men samtidigt vet forskarna väldigt lite om det totala antalet arter som finns. En uppskattning är att en miljon av 5,5 miljoner arter är beskrivna idag. Att utveckla effektiva metoder för att kartlägga den biologiska mångfalden är därför en angelägen fråga.
Stort behov av bättre information
– Med tanke på den kris vi har gällande förlust av biologisk mångfald, har vi ett enormt behov av bättre information om utbredning och förekomst av olika arter. Vår studie visar att vi kan upptäcka DNA från insekter och ryggradsdjur från luft som samlats in under naturliga förhållanden. Det öppnar för många spännande möjligheter när det gäller att upptäcka och övervaka arter, och skulle göra det möjligt för oss att inventera biologisk mångfald över större rumsliga och tidsmässiga skalor, säger Fabian Roger.
Att samla in DNA från luften ger flera fördelar jämfört med traditionella metoder. Det vanliga idag är att använda insektsfällor, vilket leder till att insekterna dör. Andra alternativ, som att inventera insekter längs transekter, kräver taxonomiska expertkunskaper och fokus ligger generellt på dagfjärilar, humlor, bin och andra större insektsarter. Att använda luftburen DNA innebär att flera arter kan upptäckas utifrån enstaka prover. Metoden gör därför att man skulle kunna jobba mycket effektivare än idag, och skulle göra det möjligt för forskare att skala upp undersökningar av biologisk mångfald – och detta utan att skada insekterna.
Viss överlappning när det gäller upptäckta arter
När forskarna i den aktuella studien jämförde sina resultat med prover som tagits på traditionellt vis, fann de en viss överlappning när det gäller upptäckta arter. Dels var det en del arter som inte hade upptäckts genom de traditionella metoderna, dels var det en del arter som inte hade fångats upp genom metoden med luftburen DNA. Till exempel hittade forskarna 48 olika nattfjärilsarter i de traditionella insektsfällorna och nio via luftburen DNA. Fyra av arterna observerades med båda metoderna. Forskarna har många planer för hur tekniken med luftburen DNA kan utvecklas – den är ännu bara i sin linda – och är övertygade om att den kommer att bli ett kraftfullt verktyg för övervakning av biologisk mångfald framöver.
– Med den enorma utmaning vi står inför – att följa och kartlägga utvecklingen för miljontals arter på jorden – har vi en situation där alla verktyg som kan underlätta är välkomna. Olika metoder kan också komplettera varandra, med sina respektive styrkor och svagheter, säger Fabian Roger.
Metoden med luftburen DNA är alltså en spännande ny teknologi, som erbjuder en snabbare, en mer precis och ett mer kraftfullt sätt att följa förändringar i biologisk mångfald. Den används redan i akvatiska system av ekologiska konsultfirmor.
I nästa steg vill forskarna optimera metoden för att öka tillförlitligheten i den. De planerar också att fördjupa sina studier för att få större förståelse för hur DNA rör sig genom luften.
Studien är ännu opublicerad och har inte genomgått en peer review-process.
Fabian Roger har idag en tjänst vid ETH Zürich.
Pre-print
Roger F, Ghanavi H, Danielsson N, Wahlberg N, Löndahl J, Pettersson LB, Andersson GKS, Olén NB, Clough Y. 2021 Airborne environmental DNA metabarcoding for the monitoring of terrestrial insects - a proof of concept. bioRxiv, 2021.07.26.453860.
Artikeln på Biorxiv.org
Fotnot: Texten är en modifierad översättning av ett pressmeddelande från Brittish Ecological Society.