Hogeschool Leiden en Naturalis zetten gezamenlijk DNA-onderzoek naar biodiversiteit voort

Hoe komt bekende en verborgen biodiversiteit met DNA-technologie tot leven? Deze vraag staat centraal in de gezamenlijke onderzoeksgroep Environmental Metagenomics van Hogeschool Leiden en Naturalis Biodiversity Center. Na vier jaar onderzoek – onder meer naar een geschikte bodem voor de tulp en verborgen biodiversiteit in de stad – zetten beide kennisinstellingen de samenwerking voort, waarbij lector Arjen Speksnijder zich ook de komende vier jaar inzet voor praktijkgericht onderzoek naar de relatie tussen biodiversiteit en de gezondheid van mens, dier en plant.

Samen met studenten, andere kennisinstellingen en bedrijven in de regio zal de lector zich ook de komende onderzoekstermijn blijven richten op nieuwe sleuteltechnieken om daarmee razendsnel complexe biologische ecosystemen in kaart te brengen. En dat is, zoals Arjen Speksnijder destijds al in zijn lectorale rede benadrukte hard nodig: "Want het gaat niet goed met de biodiversiteit. In Nederland is naar schatting nog maar 15 procent van de oorspronkelijke soorten aanwezig. Als we nog een keer in dezelfde mate een kaalslag doormaken, houden we slechts 2 procent over."

Om het tij te keren, is het nodig om biodiversiteit te monitoren en te herkennen. En metagenomics kan daarin een sleutelrol vervullen: "Hiermee maak je simpel gezegd zichtbaar wat onzichtbaar is via genetische technieken", aldus de lector. Het is een verzamelnaam voor technieken waarbij je DNA gebruikt om complexe leefsystemen te analyseren. Met deze sleuteltechnologie kunnen we bepalen welke (micro-)organismen er zoal aanwezig zijn in een ecosysteem en wat voor functie ze innemen. En zo kun je grip krijgen op verstandig beheer, behoud én herstel van onze ecosystemen.

Voorheen gebeurde dat door monsters te nemen en dan alle aanwezige soorten te identificeren en te tellen: tijdrovend en specialistisch werk. De bioloog die waterplanten kan onderscheiden, kent niet ook nog eens alle vissen die broeden tussen de stengels. Vandaar het belang van nieuwe technieken, zoals metagenomics, waarbij erfelijk DNA-materiaal wordt gebruikt om te bepalen welke organismen zich in een complex biologisch systeem bevinden. In plaats van met een netje vissen te vangen en die te determineren, kun je een watermonster nemen en via DNA vaststellen welke vissoorten, insecten, microben en andere organismen er in dat water zitten. Deze aanpak is bij uitstek geschikt om ook de ‘onzichtbare’ biodiversiteit, zoals schimmels, te meten.

Want onze planeet herbergt een enorme biodiversiteit die maar ten dele in kaart is gebracht en die we zelfs voor een nog kleiner deel begrijpen. Omdat micro-organismen niet met het blote oog zijn waar te nemen, worden ze de ‘verborgen biodiversiteit’ genoemd. Terwijl ze wel allemaal een rol spelen in de interactie tussen soorten en hun leefomgeving. Denk aan de bodem die vol zit met bacterie- en schimmelsoorten. Die oefenen invloed uit op vitaliteit en plantgezondheid en moet je dus kennen om te begrijpen hoe een gezonde en functionele bodem eruitziet voor verschillende doeleinden. Een voorbeeld hiervan is het bepalen van een geschikte bodem voor de tulp: een van de nu lopende onderzoeken, waarbij onderzoekers met tulpentelers kijken naar hoe je chemische gewasbescherming terugdringt door de beschikbaarheid van nutriënten in de bodem te vergroten.  

De nieuwe termijn benadrukt de waarde van de vruchtbare samenwerking tussen Naturalis en de hogeschool. Beide partijen hebben de mogelijkheid om hun gezamenlijke onderzoeksinitiatieven te versterken en innovaties te blijven ontwikkelen. Een belangrijk onderdeel van de komende jaren is de bijdrage van lector Arjen Speksnijder aan de biodiscovery infrastructuur van Naturalis, met een focus op het gebruik van DNA-technieken voor genetische monitoring. Zo wil Naturalis met het project ARISE alle meercellige Nederlandse soorten kunnen herkennen. Ook wordt er – met behulp van environmental DNA (eDNA) in bodem, water en luchtmonsters – gewerkt aan een nationale eDentity-infrastructuur om alle soorten in Nederland in kaart te brengen en te monitoren. Het doel is om in 2028 een onderzoeksinfrastructuur op te leveren waarmee honderdduizenden samples met gestandaardiseerde procedures geanalyseerd kunnen worden, een primeur voor zowel Nederland als wereldwijd.

Ook blijft de lector zich inzetten voor meer biodiversiteit en natuur in steden, zoals in de gemeente Leiden, onder meer binnen het Leiden Biodiversity Network: "Ik ben enorm blij dat ik de komende vier jaar bij zowel de hogeschool als Naturalis onderzoek blijf uitvoeren", zo reageert hij zelf op de verlenging. "De kans om verder bij te dragen aan innovatieve onderzoeksprojecten, zoals ARISE en eDentity bij Naturalis, en tegelijkertijd studenten te mogen begeleiden in hun ontwikkeling op Hogeschool Leiden, is voor mij een grote motivatie. Deze verlenging biedt volop mogelijkheden om de impact van ons onderzoek op het gebied van biodiversiteit en gezondheid te vergroten."

Ook Naturalis benadrukt het belang van samenwerking in de onderzoeksgroep: "Bij Naturalis bouwen we aan een wetenschappelijke infrastructuur om alle soorten in Nederland te vinden, identificeren en monitoren. Ter land, ter zee, in de bodem en in de lucht. De toegepaste DNA-kennis van Arjen Speksnijder en het kenniscentrum kan ons bij die uitdagende klus verder helpen", vertelt Maaike van de Kamp-Romijn, sectordirecteur Onderzoek & Onderwijs van Naturalis Biodiversity Center. "De samenwerking met studenten en praktijkpartners die het partnerschap met de hogeschool oplevert, zorgt ervoor dat ons werk zo snel mogelijk bruikbaar is in de praktijk."