Welke kant gaat het op met de biodiversiteit in Nederland? Om hierover voorspellingen te kunnen doen moet je vergelijkingen kunnen maken. Het grote Naturalis-project eDentity maakt dit mogelijk. “Door de biodiversiteit meetbaar te maken heb je er meer grip op,” aldus Vincent Merckx.
Vincent Merckx is wetenschappelijk directeur binnen Naturalis en staat aan het hoofd van eDentity, het project dat dankzij flink wat subsidie de volledige biodiversiteit van Nederland in kaart gaat brengen. De ‘e’ staat voor ‘environmental’. Het project maakt gebruik van omgevings-DNA uit bodem-, water- en luchtmonsters, die door middel van een nog te bouwen innovatieve onderzoeksinfrastructuur versneld en op grote schaal kunnen worden geanalyseerd. Ook de micro-organismen doen mee: schimmels, bacteriën en al die duizenden andere organismen die vaak niet met het blote oog zijn te zien. Merckx: “Natuurlijk is het mooi dat de wolf weer terug is in Nederland en dat er een zeearend is gesignaleerd in de Waterleidingduinen, maar weten we ook hoe het staat met de aanwezigheid van schimmels in onze bossen? Hoe zit het met de biomassa van onze insecten en algen in de Noordzee? Het kleine is voor het bestuderen van onze biodiversiteit veel interessanter. Kleine organismen reageren namelijk veel sneller op veranderingen dan grote. Stikstofdepositie in onze bossen beginnen we pas te zien als de plantengemeenschap verandert en als de bomen ziek worden. Dat duurt lang. De schimmels in onze bodem hebben in sommige gevallen een levensduur van een paar dagen. Daar zie je veel sneller verandering optreden en dat willen we gaan bijhouden.”
Uitzoomen
“Nederland is wereldkampioen biodiversiteitsverlies. Door de biodiversiteit meetbaar te maken heb je er meer grip op. We gaan nu starten, dus we kunnen niet terugkijken in de tijd. Dat is meteen onze zwakte, maar je moet ergens beginnen. We bouwen voort op ARISE, het andere grote DNA-project binnen Naturalis. Waar ARISE inzoomt en elke soort identificeert op basis van DNA, zoomt eDentity uit. Dankzij ARISE herkennen we de soorten, maar we weten niet waar ze zítten en hoe het met ze gaat. Dat weten we straks met eDentity wel. De monsters nemen we trouwens niet zelf. We werken samen met partijen die sowieso al monsters nemen. Staatsbosbeheer bijvoorbeeld en Natuurmonumenten. Maar we denken ook aan partners die in de landbouw actief zijn, zoals Friesland Campina. Op zee gaan we samenwerken met het windmolenpark Noordzeker en voor de lucht met…?”
Als je weet dat er ergens een probleem is, kan je gericht maatregelen nemen.
Impact
Het project eDentity komt voort uit een collectieve interesse in de natuur, dat kun je van Naturalis verwachten, maar benadrukt Merkcx: “Biodiversiteit is geen hobby. We doen het voor de leefomgeving. De technologie die we ontwikkelen willen we uitrollen naar andere landen. De data die we genereren zijn vrij beschikbaar. Mijn droom is uiteindelijk een kaart te hebben van Nederland waarop te zien welke soorten waar voorkomen. Dit gaan we delen met iedereen die maar wil, van Staatsbosbeheer die wil weten hoe het met de schimmels in een specifiek bos gesteld is tot aardappeltelers die willen weten hoe ze uitbraken van ziekten kunnen voorkomen in hun akkergrond, zodat ze geen gif hoeven te spuiten. Zo kan eDentity bijdragen aan de vergroening van de landbouw. Als je weet dat er ergens een probleem is, kan je gericht maatregelen nemen. En je kan aan de hand van voorspellingen beter beleid maken. Natuurbeheerders en overheden weten straks precies aan welke knoppen ze moeten draaien om bijvoorbeeld het stijgend stikstofgehalte in een bepaald gebied een halt toe te roepen. Ook partijen die investeren op heel lange termijn zijn gebaat bij eDentity, pensioenfondsen bijvoorbeeld. Hun vraag is: hoe ziet de landbouw er over veertig jaar uit? Daarin speelt de staat van de biodiversiteit een grote rol. Het is aan ons – en dat kunnen we binnen Naturalis heel goed – om garant te staan voor een hoge kwaliteit data over de staat van onze biodiversiteit.”
Het is haalbaar om binnen twee jaar de apparatuur gereed te hebben.
In het lab
Honderdduizenden monsters analyseren. Versneld graag. Ga er maar aan staan. Nederland mag dan één van de minst biodiverse landen in de wereld zijn, het blijft een ambitieus plan om de volledige biodiversiteit van Nederland in kaart te brengen. Hoe doe je dat? Nafiesa Ibrahim is senior research analist en houdt zich bezig met het stroomlijnen van eDentity binnen het lab. “Het klinkt optimistisch, maar het is haalbaar om binnen twee jaar de apparatuur gereed te hebben. We baseren ons op de database van ARISE, het DNA-project binnen Naturalis dat alle meercellige soorten in Nederland van een barcode voorziet. Wat we binnen eDentity gaan doen is metabarcoding. Daarbij maken we gebruik van een high-throughput techniek, waarmee je meerdere DNA-moleculen parallel kan sequencen op basis van één monster.”
Maar toch, veel werk. “Wat ik belangrijk vind om te benadrukken is dat eDentity een team effort is, waarbij we hier in het lab veel hulp krijgen van andere afdelingen binnen Naturalis, van facilitair tot collectie. Iedereen denkt mee hoe we in korte tijd zeer hoge aantallen monsters kunnen verwerken. Ik houd me vooral bezig met de apparatuur: kunnen we systemen bouwen en aanschaffen die het fysieke werk minimaliseren en tegelijkertijd de kwaliteit waarborgen? Want bij opschaling bestaat er namelijk een risico op kwaliteitsverlies. Zo schaffen we een TTS (Tube Transfer System) aan die heel veel werk uit handen gaat nemen en het risico op contaminatie vermindert. Dat vind ik het leuke van dit project: het out-of-the box-denken. Ook steken we ons licht op bij andere bedrijven. Zo hebben we bij een zaadbedrijf de tip gekregen voor het gebruik van een Seed Shaker. Die staat nu ook bij ons in het lab en gaat ons helpen bij het versneld extraheren van DNA. Hij staat trouwens wel apart, want hij maakt behoorlijke herrie.”
TOT OP DE ZEEBODEM
Een combinatie van de nieuwste technieken maakt het binnen nu en vijf jaar mogelijk het kleinst mogelijke zeeleven te monitoren. Willem Renema leidt het project op de Noordzee. “Wat we nu al weten heeft vooral betrekking op diersoortigen groter dan 1 mm”, begint Renema, die zelf vooral gefascineerd is in wat hij noemt ‘het kleine spul.’ “Dan heb ik het over organismen kleiner dan 1 mm, die overigens het grootste deel van de onderwater biodiversiteit voor hun rekening nemen. Wat me daaraan fascineert is dat ze een grote rol spelen in het ecosysteem. Kleinere organismen laten een kortere reactietijden zien bij veranderingen, zoals opwarming en vervuiling. Daar kun je als onderzoeker veel uithalen.”
Naturalis werkt voor dit onderzoek samen met Noordzeker, een nog te bouwen windpark op zo’n 60 kilometer uit de Nederlandse kust bij IJmuiden. Een buitenkans, vindt Renema. We kunnen de nieuwste technieken toegepassen. “Tot voor kort gingen we met schepen de zee op en deden we hooguit een paar keer jaar metingen. Dat kost niet alleen heel veel tijd en geld, het zijn ook momentopnames. We gaan nu een soort weerstations bouwen maar dan voor de biodiversiteit. Zo krijg je door het jaar heen een beeld van hoe alles op elkaar reageert en met elkaar samenhangt. Dat is weer belangrijk om de invloed van bijvoorbeeld het veranderende klimaat op de Noordzee te onderzoeken.”
De Noordzee is één van de snelst opwarmende zeeën ter wereld. Moet je daar wel een windpark willen? Is het met andere woorden niet slecht voor de biodiversiteit? Renema aarzelt. “Goed, fout, ik doe liever niet aan het plakken van labels. Met een windpark verander je hoe dan ook iets aan het systeem. Daar zitten positieve en negatieve aspecten aan. We voegen hard substraat toe waar dat eerder niet was, maar de zeebodem krijgt ook tijd om te herstellen van veelvuldige verstoring. Laten we eerst alles in kaart brengen, zou ik zeggen, om dan te kunnen inschatten wat de gevolgen voor verdere schaalvergroting zijn.”
Voor de soortherkenning en detectie wordt alles uit de kast gehaald: camera’s, microfoons, bodemmonsters, DNA-analyses en echo-opnames van het water. “Op den duur willen we meer met AI gaan doen, maar dan moet je wel eerst weten wat er allemaal rondzwemt, drijft en rondloopt. Als je een organisme nog niet kent, kan AI hem ook niet herkennen.”
Tekst: Nicolline van der Spek
Dit verhaal is in 2025 geplaatst in het magazine van Biodiversity Center NATURALIS