NICO: Deep Sea-quencing in de Cariben

Het wereldwijd biodiversiteitsonderzoek bij Naturalis richt zich voor een belangrijk deel op het inventariseren en identificeren van (nieuwe) soorten. Het doel: ons  verwonderen over wat de natuur ons te bieden heeft. De NICO cruise biedt de mogelijkheid om monsters te nemen van nauwelijks bestudeerde leefgebieden. Zo kunnen we de Nederlandse biodiversiteit in het mariene milieu in kaart brengen. De Nederlandse Cariben in het bijzonder zijn ware hotspots voor biodiversiteit. Ze zijn daarom zowel in de regio als voor Nederland zeer belangrijk voor hun natuurwaarde.

Mijn doel is om de biodiversiteit in kaart te brengen in deze Caribische regio middels DNA technieken, of in moeilijke woorden: genetische biomonitoring. Hiermee kijken we naar soortendiversiteit, de verspreiding en samenstelling van gemeenschappen en bepalen we welke factoren hiervoor belangrijk zijn. Door de huidige DNA technieken kunnen we veel meer dan alleen kijken naar het uiterlijk en de vorm van het DNA. In water en sediment zitten kleine restjes DNA (environmental DNA, of eDNA genoemd). Door deze kleine hoeveelheden eDNA te vermenigvuldigen (amplificeren), ontstaat er genoeg DNA om het tot in detail te analyseren. Er kan dan gekeken worden naar de volgorde en samenstelling van het DNA, dit heet ‘sequencing’. Op deze manier is het mogelijk om met een klein DNAmonster uit het water, te bepalen welke soorten er in het gebiedje voorkomen!

Om te bepalen tot welke soorten het gevonden DNA behoort, zijn natuurlijk wel voorbeelden nodig van hoe het DNA van elke soort er dan uit ziet. Daarom bestaat ons werk uit twee taken: 1) het verzamelen van individuele soorten om een per soort een DNA profiel te maken. Deze profielen dienen als referentie bij stap 2. 2) het nemen en analyseren van monsters van complexe gemeenschappen. Samen vormen deze taken de standaard aanpak voor genetische biomonitoring projecten vanuit Naturalis.

Als je op expeditie gaat, kun je niet zomaar vertrekken. Er moet eerst van alles geregeld worden. De afgelopen weken in de voorbereiding, heb ik vooral het ARBO-gerelateerde papierwerk geregeld. Dit betekent naast de reguliere reisaanvraag-papieren ook een annex met risico-inschattingen invullen en laten beoordelen en een zeevaartkeuring ondergaan. Een survival training voor op zee had ik al eerder gevolgd.

Maar er waren meer administratieve voorbereidingen, zoals aanvragen van collectieregistratienummers voor materiaal dat uiteindelijk in de collectie wordt opgenomen, en ook veldnummers voor de waterfilters & sedimentmonsters. Omdat ik vrij goed ingebed ben in het lab van Naturalis, verliep de samenstelling van de expeditiematerialen in afstemming met de analisten zeer soepel. De praktische kennis en ervaring die de research-analisten inbrengen in de voorbereiding, leveren veel voordelen in de latere uitwerking van de samples. Goede voorbereiding is het halve werk, gaan we van uit.

Na het telefoontje in november, had ik maar kort tijd (nog geen week) om materialen samen te stellen die ik alvast mee moest geven aan de Pelagia die vanuit Nederland vertrok.  Het betreft een aantal kratten met materialen, zoals vacuümpompen en andere labbenodigdheden voor het filtreren van watermonsters. Maar ook benodigdheden voor het nemen van weefselmonsters om DNA profielen te bepalen van alle soorten.

Er is ook een microscoop mee. Ik kon niet alles in deze korte tijd regelen. Belangrijk is dat er wel alcohol mee is gegaan op het schip om de DNA monsters te preserveren.  Nu, hier in het vliegtuig heb ik dan nog een koffer vol met additionele sampling materialen, veiligheidskleding en elektronische zaken, zoals laptopladers, kabels, een fotocamera etc. Dadelijk op het water is er weinig mogelijkheid om bijvoorbeeld een SD kaartje te kopen, vermoed ik zo.  Verder heb ik hulpstukken bij me om een Nikon D300s camera te bevestigen op de microscoop. Besturingssoftware heb ik afgelopen week op mijn laptop laten zetten door onze ICT afdeling. Zij installeerden ook een virtuele server met de “marine species identification portal”, waarin je gegevens over allerlei soorten op kunt zoeken. Dit was een tip van een collega die al wat vaker op een boot heeft gezeten. Dat scheelt een hoop zware boeken meenemen!

Met deze combinatie hoop ik de weefselmonsters te kunnen koppelen aan foto’s van de soorten, ruwe identificaties uit te kunnen voeren en later de te koppelen aan de DNA profielen. Daarnaast zal ik ook water filtreren en sediment monsters nemen. Het uiteindelijk DNA werk zal geschieden op het lab thuis bij Naturalis. Ik ben heel benieuwd hoe dit dadelijk op de boot gaat reilen en zeilen. Gelukkig gaan er ervaren collega’s mee van het NIOZ en andere instituten. Net op Schiphol mijn dochtertje nog via videochat gedag gezegd. Vanochtend vroeg sliep ze nog. Dadelijk landen op St. Maarten en morgen op de boot. De internetverbinding schijnt heel langzaam te zijn op zee dus ik weet niet of ik tijdens de tocht foto’s of updates kan sturen.