Het is voor het eerst dat het onderzoekers gelukt is om DNA dat dieren in hun leefomgeving laten slingeren – zogenoemd eDNA – uit de lucht te halen.

Naast het DNA dat in onze cellen zit, is er ook zoiets als environmental DNA (of kortweg eDNA). Dit is DNA dat aan een organisme ontsnapt is en vrij in de leefomgeving van dat organisme rondzwerft. “eDNA kan op heel veel verschillende manieren vrijkomen,” zo vertelt onderzoeker Elizabeth Clare aan Scientias.nl. “Dat kan bijvoorbeeld middels oude, dode cellen die hun inhoud loslaten. Maar eigenlijk kan elk biologisch materiaal een bron van eDNA zijn.” In de afgelopen jaren is eDNA al aangetroffen in water, sneeuw en aarde. En met name in water wordt aan de hand van dit eDNA bijvoorbeeld al gekeken welke soorten waar voorkomen en hoe bepaalde vispopulaties er voorstaan.

Lucht
Maar als organismen hun DNA overal laten slingeren, zou je verwachten dat het ook in de lucht zit. Daar is echter nog nauwelijks onderzoek naar gedaan. En tot voor kort was het zelfs onbekend of het überhaupt mogelijk was om eDNA uit lucht te halen.


Een nieuw onderzoek – verschenen in het blad PeerJ – brengt daar verandering in. In het blad schrijven onderzoekers dat het ze gelukt is om eDNA afkomstig van naakte molratten uit de lucht te halen.

Het experiment
De naakte molratten in kwestie leefden in een laboratorium, in een door onderzoekers ontworpen verblijf dat net als hun natuurlijke habitat bestaat uit nauwe ruimtes die onderling via tunnels met elkaar verbonden zijn. De onderzoekers bemonsterden de lucht in het verblijf van de naakte molratten. Maar ook de lucht daarbuiten; in de kamer waarin het verblijf zich bevond. Vervolgens openden ze de jacht op eDNA in de verzamelde lucht. De onderzoekers gebruikten hiervoor dezelfde methode die gebruikt wordt om eDNA uit water te halen. “Je kunt het een beetje vergelijken met de manier waarop je koffiedik opvangt wanneer je koffie maakt,” legt Clare uit. “Je trekt de substantie (in dit geval: de lucht) door een heel fijn filter en vangt het eDNA op het oppervlak van dat filter.”

Resultaten
De onderzoekers slaagden er zo in om in de lucht uit het dierenverblijf eDNA te halen dat bewezen afkomstig is van de naakte molratten. Maar ook in de lucht die buiten het verblijf was verzameld, werd eDNA van de dieren gevonden. Dat wijst erop dat het zich ook verplaatst. “Dit is het eerste gepubliceerde bewijs dat aantoont dat eDNA van dieren uit de lucht kan worden gehaald. Het biedt nieuwe mogelijkheden om diergemeenschappen in lastig te bereiken gebieden – zoals grotten en holen – te bestuderen,” aldus Clare.


Meer onderzoek naar eDNA in de lucht is hard nodig. Een belangrijke vraag die daarbij nog beantwoord moet worden, is of het ook mogelijk is om dit airDNA – zoals de onderzoekers het ook wel noemen – in andere, minder gesloten omgevingen te verzamelen. De naakte molratten uit het experiment van Clare en collega’s zaten in een afgesloten verblijf, dat zich weer in een afgesloten kamer bevond. Maar hoe lastig is het om airDNA te verzamelen in grotere ruimtes of zelfs de open lucht? “Dat is de grote vraag: hoe detecteerbaar is het in andere omgevingen?” Het antwoord op die vraag moeten de onderzoekers schuldig blijven. Het lijkt niet ondenkbaar dat degradatie en verdunning van eDNA het in zo’n scenario lastig maken om het eDNA te detecteren. Vervolgonderzoek moet dat uitwijzen.

eDNA van mensen
De onderzoekers hadden stiekem natuurlijk wel verwacht dat ze in de lucht op eDNA van naakte molratten zouden stuiten. Maar ze kwamen tijdens het onderzoek ook nog voor verrassingen te staan. Want zowel in de lucht afkomstig uit het verblijf als daarbuiten werd eDNA aangetroffen van mensen die de naakte molratten verzorgden. Het wijst er voorzichtig op dat voor airDNA ook toepassingen te bedenken zijn in forensisch onderzoek.

COVID-19
Daarnaast zou eDNA ook gebruikt kunnen worden om de verspreiding van via de lucht overdraagbare ziektes – zoals COVID-19 – te onderzoeken. “Op dit moment zijn richtlijnen voor social distancing gebaseerd op natuurkunde en schattingen van hoever de virusdeeltjes zich kunnen bewegen, maar met deze techniek zouden we de lucht daadwerkelijk kunnen bemonsteren om bewijs te verzamelen voor dergelijke richtlijnen,” aldus Clare.

Voor nu is Clare echter vooral enthousiast over het idee om airDNA te gebruiken voor ecologisch onderzoek. Ze doet zelf veel onderzoek naar vleermuizen, die in vrij afgesloten en lastig toegankelijke grotten wonen. Het zijn dit soort omgevingen en hun bewoners die geknipt zijn om via airDNA in kaart te brengen. Hetzelfde geldt voor dieren die onder de grond wonen. “In beide gevallen heb je te maken met afgesloten ruimtes met daarin soorten die je niet zo gemakkelijk kunt vinden.” Maar die wel volop DNA loslaten en zo veel over zichzelf kunnen prijsgeven. “Als een bioloog die onderzoek doet naar biodiversiteit kan ik niet wachten om een nieuwe manier toe te voegen aan de bestaande manieren waarop we de wereldwijde biodiversiteit kunnen monitoren. Ik hoop dat we deze methode verder kunnen ontwikkelen en zo soorten waar we lastig grip op krijgen nader kunnen bestuderen.”