eDNA-näytteet kerätään vesi- tai maaympäristöstä, lumesta tai ilmasta. Näytteiden sisältämä DNA eristetään laboratoriossa. © Tiina Laamanen
eDNA-menetelmien käyttöä on viime vuosina pilotoitu maailmanlaajuisesti muun muassa luonnon monimuotoisuuden kartoituksessa. Tulokset ovat olleet lupaavia. eDNA:n käyttö on usein osoittautunut nopeammaksi, herkemmäksi ja edullisemmaksi kuin perinteiset näytteenotto- ja lajintunnistusmenetelmät.
Biomonitoroinnissa esimerkiksi piileviä, pohjaeläimiä, vesikasveja tai kaloja käytetään ympäristömuutosten seurantaan ja mittaamiseen. Niiden avulla pyritään arvioimaan ekosysteemien toimintaa uhkaavia stressitekijöitä. Tulevaisuudessa yksi mahdollinen biomonitoroinnin menetelmä on ympäristö-DNA:n käyttö, eli eDNA-menetelmä. Sitä käytettäisiin joko perinteisten biologisten ja fysikaalis-kemiallisten mittarien rinnalla tai se voisi jopa osittain korvata vanhoja menetelmiä.
eDNA:lla tarkoitetaan eliöiden ympäristöönsä levittämää DNA:ta. eDNA-näytteet kerätään vesi- tai maaympäristöstä, lumesta tai ilmasta. Näytteiden sisältämä DNA eristetään laboratoriossa.
Eristämisen jälkeen DNA monistetaan polymeraasiketjureaktion avulla ja DNA:n emäsjärjestystä luetaan, eli sekvensoidaan, tarkoitukseen kehitetyillä laitteilla, sekvensaattoreilla.
Saaduille sekvensseille haetaan vastaavuutta maailmanlaajuisista sekvenssitietokannoista. Näin voidaan saada selville lajit, jotka esiintyvät tutkimuksen kohteena olevassa ympäristössä.
eDNA-menetelmien käyttöä on viime vuosina pilotoitu maailmanlaajuisesti muun muassa biodiversiteetin kartoittamisessa, uhanalaisten lajien havaitsemisessa, vieraslajien leviämisen tarkkailemisessa ja jopa kansalaistieteeseen perustuvissa seurannoissa.
Tulokset ovat olleet lupaavia. Useissa maissa suunnitellaan tällä hetkellä eDNA-perusteisten seurantamenetelmien rutiininomaista käyttöönottoa.
Käyttöönotto edellyttää kansallista ja kansainvälistä yhteistyötä
Menetelmien laajamittainen käyttöönotto seurantojen apuna edellyttää kansallista ja kansainvälistä yhteistyötä ja vuoropuhelua, yhteisiä standardeja ja menetelmien validointia. Lisäksi tarvitaan oppaita näytteenottoon, näytteiden käsittelyyn ja aineistojen analysointiin bioinformatiikan työkaluilla.
Tarvitaan myös avoimia tietokantoja, joista sekvenssitieto on helposti saatavissa ja joissa datan käytettävyyteen ja jäljitettävyyteen on kiinnitetty erityistä huomiota. Suomessa erityistä huomiota on kiinnitettävä myös siihen, miten hyvin olemassa olevat lajikirjastot tunnistavat pohjoiset lajit.
Suomen ympäristökeskus toteuttaa vuoden 2021 aikana kaksi eDNA:n ja muiden molekyylibiologisten seurantamenetelmien kehittämishanketta. Niissä muun muassa järjestetään useita kansallisia ja kansainvälisiä työpajoja ja luodaan tiekartta menetelmien kansalliseen käyttöönottoon. Hankkeen pilottikokeissa hyödynnetään käynnissä olevia seurantaohjelmia.
Kirjoittaja
Tutkija Tiina Laamanen, Suomen ympäristökeskus SYKE, etunimi.sukunimi@syke.fi
Tiina Lamanen toimii Suomen ympäristökeskuksen vetämän kansallisen eDNA ideointitiimin koordinaattorina. Kaikille avoimeen eDNA-ideointitiimiin voi ilmoittautua Tiina Laamaselle (etunimi.sukunimi@syke.fi)
Laamanen toimii myös A pilot for implementing environmental DNA (eDNA) based methods into environmental and biomonitoring -hankkeen projektipäällikkönä ja Kansallinen tiekartta eDNA ja muiden molekyylibiologisten seurantamenetelmien tehokkaan, luotettavan ja rutiininomaisen käyttöönoton eri vaiheista -hankkeessa tutkijana.