project

Monitoring van vismigratie met eDNA

Expert(s):
dr.ir. Michiel Hootsmans

  • Startdatum
    01 dec 2015
  • Einddatum
    31 dec 2017
  • Opdrachtgever
    TKI Watertechnologie
  • samenwerkingspartner(s)
    Aa & Maas, ATKB, Baseclear, Brabantse Delta, Roer & Overmaas, Witteveen+Bos

Om de ecologische kwaliteit van Europese wateren op orde te krijgen, moeten waterbeherende instanties omvangrijke maatregelpakketten implementeren. Daarmee kunnen ze voldoen aan de vereisten die worden gesteld door de Habitatrichtlijn en met name de Kaderrichtlijn Water. Voor vispopulaties is onder meer een ongehinderd ruimtelijk gebruik nodig van het habitat. Daarbij is de connectiviteit van belang en dus de passeerbaarheid van de vele stuwen, gemalen, sluizen en waterkrachtcentrales die een belemmering kunnen vormen voor vismigratie, bijvoorbeeld van en naar paaigebieden en tussen gebieden voor opgroei en overwintering. De effectiviteit van de grote diversiteit aan gekozen civieltechnische oplossingen voor een vrije vismigratie wordt nog maar beperkt gemonitord. Traditionele visvangsttechnieken zijn tamelijk kostbaar en tijdrovend, en geven niet altijd een goed beeld van het feitelijk gebruik door doelsoorten van stroomgebieden en vispassages. Experimentele tellingsmethoden geven bovendien niet altijd exacte informatie over de soortensamenstelling, en vaak maar over een kort tijdbestek. Er bestaat dan ook een belangrijke behoefte aan een snelle, kwalitatieve en kwantitatieve methode om de verspreiding en migratie van vispopulaties, en de effectiviteit van vispassages te monitoren en te beoordelen.

Technologie

Vissen scheiden via slijm en faeces zogenaamd environmental DNA uit. Met dit eDNA kunnen soorten worden geïdentificeerd en kunnen er uitspraken worden gedaan over de orde van grootte van de abundantie van vispopulaties in diverse habitats (kwantitatieve analyse van het eDNA). Verschillen in abundantie in ruimte en tijd geven een indruk van de wijze waarop vispopulaties het watersysteem benutten. Indien bijvoorbeeld bovenstrooms van een vispassage in een beek of rivier een veel lagere, op eDNA gebaseerde abundantie van een of enkele vissoorten wordt aangetroffen dan benedenstrooms, dan kan dit wijzen op een nog steeds bestaande migratie belemmering voor die soorten. Een goede interpretatie vergt daarbij wel voldoende visecologische kennis.

Uitdaging

De voorgestelde ontwikkeling betreft het realiseren van (1) de betrouwbare detectie van eDNA van vissen (DNA markers; een protocol voor bemonstering van eDNA in het veld; DNA monsterconservering en effectieve monsteropwerking; kwantificering van soortspecifieke eDNA concentraties met qPCR voor geselecteerde vissoorten; identificatie van voorkomende vissoorten met metabarcoding), maar vooral (2) het valideren en interpreteren van de verkregen eDNA monitoringgegevens. Dat laatste vraagt een gelijktijdige inzet van (3) traditionele bevissingen en mogelijk ook andere benaderingen, zoals geautomatiseerde tellingen. Bovendien moet (4) een effectieve eDNA veldbemonsteringsmethodiek worden ontwikkeld en beproefd (ruimtelijk, temporeel, en zo robuust mogelijk).

Oplossing

Proof-of-principle van een kosteneffectieve en betrouwbare eDNA quick scan methode om de verspreiding van vispopulaties over een watersysteem te bepalen, en waarmee ook beperkingen in connectiviteit kunnen worden geïdentificeerd die mogelijk de ontwikkeling belemmeren van een gezonde visgemeenschap in een stroomgebied.