Integrering av miljø-DNA i marin forvaltning

Program for dagen 14. mai 2024

• 10.15–11.00 – Prøveforelesning oppgitt emne: “Assumptions and constraints of models used in current marine resource assessment and the potential for implementing eDNA”.
• 12.15–13.00 – Presentasjon av avhandlingen "Integrating environmental DNA into marine management - Non-invasive surveillance tools for biomonitoring"
• 13.15–15.00 – Eksaminering med opponenter

Sted: Store auditorium, NFH-bygget, Universitetet i Tromsø (Muninbakken 21, 9019 Tromsø)

Prøveforelesning og disputas overføres også digitalt:

• Prøveforelesning
• Disputas

Veiledere

• Forsker Torild Johansen (HI)
• Forsker Jon-Ivar Westgaard (HI)
• Professor Kim Præbel (UiT)

 Bedømmelseskomité

• Professor Einar Eg Nielsen, DTU Aqua, Danmark (1. opponent)
• Forsker dr. Ian Salter, Havstovan, Færøyene (2. opponent)
• Forsker Mads Reinholdt Jensen, komitéleder

Sammendrag

Tradisjonell og kommersiell tråling, merke-/gjenfangst, telemetri, hydroakustikk og elektrofiske er utprøvde og testede metoder for å samle inn økologiske data i forbindelse med fiskeriundersøkelser, men deres invasive natur, høye kostnader og arbeidsintensitet begrenser ofte bruken, og kan skade marine økosystemer. Miljø-DNA (eDNA) derimot, har dukket opp som et ikke-invasivt, kostnadseffektivt og svært nøyaktig alternativ til tradisjonelle metoder. eDNA har revolusjonert overvåkingen av marin biodiversitet, artsdeteksjon og fordeling. eDNA står imidlertid overfor egne utfordringer som blir omhandlet i avhandlingen 

Å forbedre analysemetoder av eDNA er avgjørende for å samle mer presis og detaljert informasjon om marine økosystemer. Dette vil gi et bedre grunnlag for forvaltningsbeslutninger og bidra i å møte internasjonale mål for bevaring av biodiversitet.

I denne avhandlingen brukte Gledis eDNA metastrekkoding delvis koblet med bunntrålundersøkelser, qPCR- og ddPCR-analyser for å forstå dynamikken til eDNA ved å estimere prosessene som påvirker resultatene fra metastrekkoding-data. Dette vil hjelpe ressursforvaltere med å utforme bedre handlingsplaner for marin forvaltning. De komplekse dynamikkene i eDNA metastrekkoding (flerarters observasjoner) og hvordan ulike faktorer påvirker disse med hensyn til marin overvåking og økosystemforvaltning er grundig utforsket. Disse faktorene inkluderer DNA-fellingsrater, transport- og sedimenteringsrate, nedbrytningsrate, eDNA-prøvetaking, isolasjonseffektivitet og tekniske metoder brukt for deteksjon. Gitt påvirkningen av disse faktorene, er «levetiden» til eDNA i marint miljø kortvarig (dager til uker) og spredningen er satt til flere kilometers rekkevidde (avhengig av vannforholdene). Det viste seg at data fra eDNA-metastrekkoding (flerarts-observasjon) inneholdt noen omtrentlige mengder (semikvantitative) angående artenes tallrikhet, og fungerer dermed som et verdifullt verktøy for rask overvåkning av marine samfunnsstrukturer. En ny tilnærming for å empirisk vurdere faktorene som påvirker eDNA-dynamikk ble deretter utviklet. Dette kan muliggjøre at eDNA-observasjoner blir oversatt til fiskemengder og tettheter, liknende de som er beregnet fra trålfangst. Ved å kvantifisere disse dynamikkene, kan forvaltere og politikere få økt forståelse av eDNA-undersøkelser, og dermed gjennomføre dem i planer for å overvåke menneskeskapte påvirkninger og klimaendringer. Med tanke på tidlig oppdagelse av fremmede arter eller kvantifisering av kommersielt viktige arter, viste ddPCR seg å ha høyere sensitivitet og presisjon sammenlignet med den alternative metoden (qPCR). Dette funnet blir spesielt nyttig for ressursforvaltere som er avhengig av høy sensitivitet og presisjon for å ta gode beslutninger angående tidlig påvisning av patogener, innførte arter og kvantitativ vurdering av marine biota.

eDNA åpner også nye muligheter for omfattende samfunns- og helsevurderinger, og forenkler identifiseringen av sårbare habitater, som gyteområder, med minimal økologisk forstyrrelse. Til tross for sine fordeler, kan imidlertid ikke dagens eDNA-analyser si oss noe om størrelse eller alder på individer. Løsningen for denne utfordringen ligger i å kombinere eDNA med supplerende genetiske markører. Dette vil bane vei mot mer sofistikerte fiskeri- og forvaltningsstrategier.

Personalia

Gledis Guri (f. 27.12.1991) fullførte en mastergrad i marinbiologi i 2020 ved Universitetet i Tromsø. I perioden 2021–2024 har han jobbet som doktorgradskandidat ved Havforskningsinstituttet i gruppen Populasjonsgenetikk under veiledning av Torild Johansen og Jon-Ivar Westgaard (HI) og professor Kim Præbel (UiT). Arbeidet har vært utført i forbindelse med prosjektet «Environmental DNA mapping and monitoring of marine fjord resources and biodiversity (FISHDIV)» finansiert av Norges forskningsråd (NFR: 301691).