Meer zien door te combineren: DNA in de lucht verrijkt monitoring biodiversiteit

Om goed en efficiënt te monitoren hoe het met de biodiversiteit gaat, zijn nieuwe technieken hard nodig. Met de bestaande methoden blijven veel diersoorten namelijk nog onopgemerkt, terwijl juist betrouwbare gegevens cruciaal zijn bij natuurbeheer en -beleid. Het verzamelen van dierlijk DNA uit de lucht – zoals haartjes, speekseldruppeltjes en huidschilfers die door de lucht zweven – wordt steeds vaker genoemd als veelbelovende methode. "Maar voordat deze techniek breed kan worden ingezet, is een vraag cruciaal", vertellen dierecologen Marcel Polling en Femke Warmer die het onderzoek leidden. "Komen de resultaten overeen met de resultaten uit traditionelere manieren van biodiversiteitsmonitoring?"

Een scala aan monitoringstechnieken

Het onderzoeksteam voerde de studie uit in de lente van 2023 in voedselbos Ketelbroek bij Groesbeek. "In dat gebied zijn er veel verschillende habitats, zoals een stuk grasland met fruitbomen, een beek, maar ook struikvegetatie", legt Warmer uit. "Daarom was het voor ons een ideale locatie om te zien hoe de verschillende technieken voor biodiversiteitsmonitoring zich tot elkaar verhouden." De focus lag op het bepalen van de diversiteit aan vogel- en zoogdiersoorten die in het voedselbos voorkwamen. Het team testte er vier weken lang verschillende methoden: waarnemingen door een vogelecoloog in het veld; akoestische monitoring (vogel- en vleermuisgeluiden die werden geregistreerd met een audiomoth en naderhand via AI gedetermineerd); cameravallen die met name beelden van passerende zoogdieren vastlegden; en bemonstering van de lucht om dierlijk DNA te verzamelen.

Veel overlap in gedetecteerde soorten

De onderzoekers ontdekten dat het invangen van dierlijk DNA uit de lucht voor een groot deel dezelfde soorten opleverde als de andere onderzoeksmethoden. Zo bleken alle luidruchtige vogelsoorten die hoorbaar waren in de akoestische metingen ook terug te vinden in het DNA in de lucht. Daarnaast bracht DNA-bemonstering soorten aan het licht die met camera’s of veldwaarnemingen niet of nauwelijks werden waargenomen. Bijvoorbeeld kleine knaagdieren en invasieve exoten, zoals de wasbeer en muskusrat, maar ook twintig vogelsoorten, waaronder lastiger te monitoren nachtactieve soorten (uilen).

Elke methode zijn eigen kracht

Toch bleek ook dat geen enkele methode álles kan detecteren: cameravallen werkten vooral goed bij grotere zoogdieren, terwijl akoestische monitoring logischerwijs uitblonk bij zingende vogelsoorten. Ook merkten de onderzoekers dat de met AI geïdentificeerde soortenlijst, BirdNET, nog wel eens wat fouten bevatte. Dat was voornamelijk het geval bij soorten die andere soorten imiteren, zoals spotvogel of gaai. Bemonstering van DNA uit de lucht scoorde juist hoog in de breedte: het detecteerde veel verschillende soorten tegelijk, zonder afhankelijk te zijn van zicht of geluid.

De studie laat zien dat het bemonsteren van dierlijk DNA in de lucht niet simpelweg een vervanging is voor bestaande technieken, maar een methode met een eigen detectieprofiel. De methode geeft vooral informatie over de aanwezigheid van DNA, en niet zozeer over aantallen dieren of hun exacte locatie. DNA kan bijvoorbeeld ook afkomstig zijn van dieren die maar kort in het gebied aanwezig waren, of van sporen van verder weg die door wind zijn verplaatst. Dit verklaart bijvoorbeeld de detectie van meerdere papegaaiachtigen die veel door mensen thuis worden gehouden. Van hoe ver DNA via de lucht kan komen, is nog niet bekend – en reden voor vervolgonderzoek.

Grote stap naar praktische toepassing

Warmer en Polling zijn enthousiast: "Juist omdat we dierlijk DNA uit de lucht expliciet hebben vergeleken met drie onafhankelijke monitoringmethoden, is deze studie een belangrijke stap naar de praktische toepassing ervan. Dat we zo’n grote overlap in waargenomen soorten zagen, bevestigt dat dierlijk DNA uit de lucht niet alleen toevallige of misleidende signalen oplevert, maar dat het ook echt een beeld van de lokale biodiversiteit kan geven."

Combinatie voor het complete plaatje

Volgens de onderzoekers komt de kracht van het bemonsteren van dierlijk DNA uit de lucht vooral tot zijn recht naast andere technieken. In combinatie met camera’s, geluidsopnames en veldwaarnemingen levert het een veel completer beeld op van biodiversiteit dan met een enkele methode. Dierlijk DNA uit de lucht vormt zo een waardevolle aanvulling binnen natuuronderzoek en -beheer. Het maakt snelle en efficiënte monitoring mogelijk, met minimale verstoring van de natuur.

Meer informatie

• Lees de hele studie (Engelstalig): Validating Airborne eDNA Using Manual Surveys, Acoustic Monitoring and Camera Traps to Detect Birds and Mammals in an Agroforestry Setting in het wetenschappelijke tijdschrift Environmental DNA.
• Dit onderzoek werd gefinancierd door het Ministerie van Landbouw, Visserij, Voedselzekerheid en Natuur in het kader van het Kennisbasisprogramma 'Natuurinclusieve transities' (project KB-36-010-001) en het project ‘Technological Innovations for Ecosystem Monitoring’ (TIEM; KB-52-000-004) uit het programma ‘Biodiversity and Resilient Ecosystems’.

Tekst: Wageningen Environmental Research
Beeld: Bart Vastenhouw, Saxifraga (leadfoto: spotvogel, dit is niet een in de studie waargenomen individu); Sander Mücher; Arjen de Groot; Wageningen Environmental Research