Je bestelt een portie sashimi of californian spring rolls, eet ze op, en een dag later spoelt er via het toilet onvermijdelijk een sliertje DNA van die zalm of krab het riool in. Dat rioolwater stroomt, na een passage langs de waterzuivering, uiteindelijk de rivier in. De vraag die mij al een tijdje bezighoudt: kan een bioloog die verderop een eDNA-staal neemt - water waarin sporen van DNA achterblijven - jouw avondje sushi verwarren met een wilde zalm die daar rondzwemt?
Met eDNA-detectiemethoden, waarbij we de dieren proberen onderzoeken aan de hand van de sporen (schubben, slijm, uitwerpselen) die ze achterlaten in de omgeving, kunnen we heel snel achterhalen welke vissen er bijvoorbeeld rondzwemmen in onze rivieren. Ik schreef er eerder deze blogtekst over. Geen netten of vislijnen om de vissen te vangen, maar gewoon een beetje water filteren en het DNA erin bestuderen. Het klinkt bijna te mooi om waar te zijn.
Bij collega’s en mezelf begon dan ook de concrete vraag te knagen: komt eDNA van een vis wel altijd van een dier dat er rondzwemt, of kan het er ook via een heel andere weg belanden, namelijk via je bord en het riool? Betekent dat dan dat een eDNA-staal in de Leie ook vissoorten kan aangeven die daar nooit hebben gezwommen, maar gewoon werden opgegeten in een frituur of restaurant wat verderop? Als dat zo is, zou dat een probleem zijn voor elke bioloog die op basis van een eDNA-staal de visgemeenschap in kaart wil brengen. Om dat uit te zoeken voerde ik wel een zeer bijzonder experiment uit.
Bijzondere smoothies
Ik haalde een koelbox dode vis van de viswinkel en een paar pas afgevangen kikkers. Voor alle duidelijkheid: er werden voor dit experiment geen dieren gedood. De kikkers en een paar niet-commerciële vissoorten kwamen niet zomaar ergens vandaan: de uitheemse exemplaren, zoals de Amerikaanse stierkikker en de Afrikaanse klauwkikker, waren afkomstig van een verdelgingscampagne die deze invasieve soorten opspoort en wegvangt om verdere schade aan onze natuurlijke ecosystemen te beperken. De zeldzame inheemse grote modderkruiper was op zijn beurt al natuurlijk overleden tijdens een kweekprogramma.
Met die dieren gingen we aan de slag: we blendden alles tot een papje. Jawel, kikkers in de blender! En het zag er exact uit zoals het klinkt – alsof het al eens was opgegeten.
We kozen in totaal zes soorten om het experiment mee uit te voeren. Twee ervan, tong en schol, zijn vissen die je wel vaker op je bord terugvindt en dus realistisch via het rioolwater zouden kunnen binnenkomen in de rivier. Het zijn ook soorten die we verwachten in onze Noordzee en aan de kust, maar niet in zoetwater zoals onze binnenlandse rivieren. De andere vier soorten - de grote modderkruiper, de Noord-Aziatische modderkruiper, Amerikaanse stierkikker, en Afrikaanse klauwkikker - zijn soorten die wel bij ons kunnen voorkomen maar die we zeker niet verwachten in de locaties die we onderzochten. De keuze voor deze soorten zorgt er dus voor dat we een duidelijk beeld krijgen van wat we experimenteel toevoegen aan het water versus wat er hoe dan ook al terug te vinden is.
Met die smoothies trokken we naar vier verschillende rioolwaterzuiveringsinstallaties in Vlaanderen: de grote installaties in Gent en Oostende, en de kleinere van Zomergem (nu Lievegem) en Nevele. Op elke locatie namen we stalen op drie plekken: bij de instroom (het ongezuiverde rioolwater), bij de uitstroom (het propere water dat de installatie verlaat) en honderd meter verderop in de rivier. Dit deden we zowel vóór als na het ingieten van onze smoothies, zodat we het verschil zwart op wit konden zien.
Wat blijft er over na de zuivering?
In het ongezuiverde rioolwater aan de instroom vonden we heel duidelijk DNA sporen van de zes soorten nadat we onze smoothie erin hadden gegoten. Tot daar geen grote verrassing. Het echt interessante nieuws zat in de twee andere staalnamepunten: zowel het gezuiverde water, als het water van de rivier bevatte helemaal niks van DNA van deze soorten. Geen spoor van de vissen of kikkers te vinden, nergens!
Bijzonder detail: in Oostende zaten er zelfs al vóór we iets toevoegden sporen van tong en schol in het instroomwater. Dat is geen toeval. Vermoedelijk zijn deze sporen afkomstig van de vismijn of van huishoudens die er die week vis op het menu hadden staan. Dit is een mooie, ongeplande bevestiging dat dit geen theoretisch probleem is, maar dat het ook écht gebeurt. Maar ook dat signaal verdween volledig zodra het water door de zuivering was gegaan.
Goed nieuws voor eDNA-onderzoekers
Oef! De conclusie is dus geruststellend: een moderne rioolwaterzuiveringsinstallatie werkt als een quasi perfecte filter voor dit soort “verdwaald” DNA. Naast de fysieke zuivering, zijn er ook bacteriën in de installatie die het DNA razendsnel afbreken. Dat betekent dat wanneer we eDNA van een soort in een rivier aantreffen, we daar met vertrouwen uit mogen afleiden dat die vis er ook effectief zwemt.
Er is natuurlijk wel de kanttekening te maken dat dit geldt voor goed functionerende zuiveringen. Bij hevige regenval kunnen overstorten af en toe ongezuiverd rioolwater rechtstreeks naar de rivier lozen, en ook in gebieden zonder volledige rioolaansluiting kan huishoudelijk afvalwater soms nog rechtstreeks in een beek belanden. Het is daarom uitermate belangrijk om goed te weten hoe de locatie die je onderzoekt eruitziet, en welke lozingspunten er stroomopwaarts liggen.
Maar zelfs wanneer rioolwater wél buiten de zuivering om in een rivier terechtkomt, is de kans op verwarring kleiner dan het lijkt. eDNA breekt namelijk vrij snel af naarmate het langer onderweg is: hoe verder het van de bron verwijderd raakt, hoe kleiner en meer versnipperd het DNA wordt, en hoe beperkter de impact op wat we meten. Daarnaast helpt ook gewoon wat we al wisten over de soort zelf. Vind je bijvoorbeeld DNA van tong of schol, echte zoutwatervissen, middenin een zoetwaterrivier waar je dat nooit zou verwachten? Dan is dat op zich al een signaal om even extra alert te zijn. In zulke gevallen kan een bijkomend staal, op een andere plek of een ander moment genomen, al snel uitwijzen of het om een toevallig spoor gaat, dan wel om een vis die er effectief rondzwemt.
En die sushi van daarnet? Die mag gerust op het menu blijven staan. Tussen jouw bord en de rivier staat niet alleen een zuiveringsinstallatie, maar ook de tijd, de afstand en gezond boerenverstand als extra vangnet.
Dank aan FWO en Aquafin voor de financiering en samenwerking bij dit onderzoek.
Publicatie: Wastewater treatment effectively eliminates exogenous eDNA, preventing downstream false-positive detections
