De tiener-detectives gebruiken DNA om invasieve vissen te besluipen

Zodra ze waterlichamen infiltreren, zijn snakeheads in het noorden moeilijk te schudden. De invasieve vissen vergrendelen hun naaldscherpe tanden rond andere vissen, inheemse vogels en kleine zoogdieren, en ze reproduceren als een gek. Binnen twee jaar kan een alleenstaande vrouw 150.000 eieren leggen. Zolang ze nat blijven, kunnen ze dagenlang op het land overleven, hun vinnen en staarten flapperen om zichzelf voort te duwen, van het ene waterlichaam naar het volgende.

Tot nu toe heeft de staat New York twee uitbraken van de ongewenste gasten, die afkomstig zijn uit Azië - een die onder controle is geworsteld en een met een veel problematischere prognose. Als het niet wordt gecontroleerd, heeft de bevolking in een meer in Orange County "het potentieel om de volledige Hudson River-drainage te besmetten en verder naar de Grote Meren en de continentale VS", aldus het Department of Environmental Conservation.

Tegen de tijd dat een invasieve soort volledig een nieuwe habitat koloniseert, is het bijna onmogelijk om volledig uit te roeien. "Om helemaal eerlijk te zijn, dat werkt bijna nooit", zegt Donna Cassidy-Hanley, een senior onderzoeksmedewerker aan het Cornell's College of Veterinary Medicine. Een buitenaardse populatie kan worden beheerd voordat deze een kritieke massa bereikt, maar dat is ook het moment waarop het moeilijkst te detecteren en te volgen is. New York State wordt doorgeschoten met duizenden vijvers en meren. Het is niet haalbaar om ze allemaal in te waden, ogen open voor een flits van de schaal van het snakehead zadel. Dus op een druilerige herfstochtend trainden een groep studenten op een andere manier.

De snakehead is zeer invasief en moeilijk te detecteren. Wikimedia Commons / CC-BY-SA-2.0

Via het FishTracker-programma van Cornell, gefinancierd door het USDA National Institute of Food and Agriculture, leunden teams van met zwemmers geklede tieners zich uit over dokken om watermonsters uit de Hudson River te halen. Ze gooiden plastic zakken in de waterkolom en probeerden zowel de modder als de modder van de bodem te ontwijken. Vervolgens staken ze elke zak met een tandenstoker, en liet het druppeltje door een filter druppelen, wat terugging naar het laboratorium.

Wat elke filter vangt is een warboel van genetisch materiaal dat rondzweven in het water, afgeworpen van de wezens die de rivier naar huis roepen, of zelfs net zijn gepasseerd. In het laboratorium gebruiken onderzoekers een techniek met de naam kwantitatieve PCR (qPCR), waarmee ze specifieke DNA-handtekeningen in het monster kunnen richten. "De technologie is meteen klaar," zegt James Casey, een viroloog van het College of Veterinary Medicine, die de genetische tests ontwikkelde die in de studie werden gebruikt. "Elke vis in de Grote Meren en NYC is gebarcodeerd, net als de universele productcode die je in de supermarkt scant." Met behulp van deze onderscheidende genetische identificaties, zegt Casey, "kunnen we primers en sondes maken die alleen dat specifiek identificeren. "Voor nu is het FishTracker-project op zoek naar een aantal buitenaardse bezetter van de Amerikaanse wateren: zee-lampreien, Aziatische karper, ronde grondel, noordelijke slangekop, witte baars en Aziatische moerasaal. Onder ideale omstandigheden kan de technologie een enkele vis uitzoeken in een vijver van 50 hectare die 10 voet diep is. En omdat DNA tot zes uur in het water hangt, kan de test zelfs bezoekers markeren die verder zijn gegaan.

Sinds de start van het pilotprogramma drie jaar geleden, hebben meer dan 3000 studenten van 78 scholen 320 locaties in de staat New York ondervraagd. Ze controleren momenteel zes invasieve soorten en twee bedreigde diersoorten, de Amerikaanse paling en de diepwatercisco. Voor studenten is het programma een toegankelijke, van dichtbij komende introductie tot anderszins ondoorzichtige ideeën over ecologie, genomica en conservering. "Het brengt hen echt in de wetenschap", zegt Casey. "Het begint een gesprek waar studenten niet aan kunnen ontsnappen." En aangezien studenten hun samples koppelen aan GPS-coördinaten, kunnen de gegevens die in kaart worden gebracht en beschikbaar zijn op een open-toegankelijke website, onderzoekers en partners helpen beslissen waar ze zich op moeten richten op maat gesneden uitroeiingsinspanningen.

Het DNA dat de studenten verzamelen, kan worden gebruikt om naar invasieve soorten te zoeken en als basis voor toekomstig werk te dienen. Cornell universiteit

Elk van deze met DNA beladen filters is een momentopname van een bepaald ecosysteem op een bepaald moment, dus de gegevens die ze bevatten zijn nog steeds waardevol, zelfs nadat ze zijn gescand op invasief DNA. De onderzoekers creëren er een voorraad van, gehouden op -80 graden Celsius, zodat ze later opnieuw kunnen worden gescreend voor een andere soort, of om te zien hoe veranderingen zoals klimaat en ontwikkeling ecosystemen veranderen, waardoor sommige soorten wegrijden van hun huidige habitat of anderen ruimte geven om te bloeien.

Voor zover het daadwerkelijk stoppen van deze invasieven van het overnemen, het werk is "een druppel in de emmer," Cassidy-Hanley zegt, maar het is "tot oprichting van een mechanisme dat uitbreidbaar is, betrouwbaar en relatief economisch." En het geeft kinderen een smaak van aquatische forensische wetenschap in het proces.