Biodiversiteit en ecosystemen
Zien, horen en testen onder de waterspiegel
De Fish Sensing Box is straks de ogen, oren én het laboratorium van de onderzoeker die wil weten welke soorten onder water leven. Dat levert een beter plaatje op van de biodiversiteit, ook op plekken waar duiken moeilijk is, of zelfs helemaal niet mogelijk. Onderzoeker Reindert Nijland legt uit waarom de Fish Sensing Box een belangrijke nieuwe vinding is voor onderzoek naar de biodiversiteit onder water.
Sluizen en stuwen maken rivieren weliswaar beter bevaarbaar, maar ze hebben ook nadelen. Dergelijke waterkunstwerken liggen behoorlijk in de weg voor vissen die willen passeren. Het bestaan ervan – en vervolgens ook het aanleggen van vistrappen en andere omwegen om toch verder te kunnen zwemmen – heeft invloed op de diversiteit aan diersoorten in het water. Op zee zorgen windmolenparken, stroomkabels en boorplatformen ook voor veranderingen in het onderwaterleven. Zo kan de aanleg ervan voor tijdelijke verstoring zorgen. En als een bouwwerk eenmaal klaar is, zullen bepaalde dieren en planten wegblijven en andere misschien juist een nieuw thuis vinden.
Tot voor kort vond onderzoek naar de biodiversiteit onder water op twee manieren plaats. Ten eerste doken onderzoekers zelf onder water om te kijken welke soorten vissen ergens leefden. Daarnaast vulden ze vanaf een boot, sluis of stuw buisjes water en namen die mee naar het lab om het DNA te analyseren. Dit is vooral handig op plekken waar duiken moeilijk gaat. Zo wisten ze bovendien welke soorten er de laatste uren of dagen waren geweest op die plek. Maar voor het beste resultaat wil je de geoefende blik van de duiker combineren met het nemen van DNA-monsters. Met die gedachte begon marien dierecoloog Reindert Nijland met zijn collega’s eind 2021 met het bouwen van een multifunctioneel apparaat.
‘De Fish Sensing Box heeft een camera, kan geluiden opnemen en zelfstandig een watermonster nemen’
De nieuwe vinding, de Fish Sensing Box genaamd, is bijna even groot als een duiker en vervult meerdere functies tegelijk om het onderwaterleven te observeren. “De Fish Sensing Box heeft een camera, een hydrofoon om geluiden op te nemen en 24 potjes die zelfstandig een watermonster kunnen nemen, bijvoorbeeld elke dag eentje”, legt Nijland uit. Het apparaat pompt het water over een filter en conserveert de monsters. In het lab bepalen de onderzoekers van welke vissen het DNA in het monster is – of juist welke zeezoogdieren, kreeften of wormen. Dan wordt duidelijk welke soorten tijdens of vlak voor de monstername in de buurt waren.
De eerste proeven in de rivier en op zee zijn inmiddels geweest. Hij is nog bezig met het analyseren van de gegevens. Nijland wil de box daarna op andere plekken te water laten. “Je kunt hiermee op plekken komen op zee waar je duikend helemaal niet kan komen, vanwege slecht weer of de diepte. Ook bij een sluis of een riviermonding, waar veel stroming staat, kun je niet veilig duiken, maar wel zo’n apparaat neerzetten. Juist op die plekken is de vismigratie interessant.” Sommige zeevissen gebruiken de rivieren immers om plekken te bereiken waar zij zich voortplanten. De jonge vissen zwemmen dan weer terug naar zee.
Nijland heeft ook op zee al locaties in gedachten waar hij de Fish Sensing Box naar toe wil brengen. Zo wil hij onderzoek doen naar de bouw van windmolenparken. De vraag is namelijk voor welke soorten dat ongunstig is en voor welke soorten misschien juist wel gunstig. “We willen naar plekken gaan waar deze parken gepland staan. Dan meten we eerst een aantal weken voordat de bouw begint, vervolgens tijdens de bouw weer en bijvoorbeeld nog eens een paar jaar na de bouw. Vaak zijn windmolenparken niet makkelijk toegankelijk door de regelgeving. Je moet er met speciale schepen naar toe. Als je dan iets neer kunt zetten dat de waarnemingen voor je doet, dan is dat ideaal.”
De volgende stap in de ontwikkeling van de Fish Sensing Box is onderzoeken of er met het verkregen DNA kan worden vastgesteld hoeveel vissen langs die plek zijn gezwommen en hoe lang geleden dat was. DNA verdunt namelijk snel en is binnen een paar uur tot een paar dagen volledig afgebroken. “Als je DNA vindt, dan is het nog maar de vraag of er dan heel veel vissen een paar dagen terug langs zwommen of heel recent één vis. Als vlakbij de box een zeehond één vis heeft opgegeten, vind je misschien ook wel heel veel DNA en lijken het al snel meerdere vissen.”
Door DNA, beeld en geluid met software aan elkaar te koppelen, wil Nijland een nog beter beeld krijgen van de soortensamenstelling. “En we hopen dankzij de DNA-analyses straks ook individuele vissen of zeezoogdieren te onderscheiden en misschien zelfs te achterhalen hoe oud een dier is.” Als een dier toevallig een zendertje bij zich heeft, moet het apparaat straks ook een signaal van die zender kunnen opvangen.
Het ideale apparaat doet bovendien de DNA-analyses helemaal zelf en gaat in handzaam formaat mee met een onderwaterdrone.
Nijland is dus van plan een minilab in het apparaat te maken en het hele ding vervolgens steeds verder te verkleinen. Hiervoor werkt hij samen met de TU Delft en het spin-off bedrijf Lobster Robotics. Een bewegende Fish Sensing Box levert namelijk nog meer mogelijkheden op voor onderzoek naar de biodiversiteit onder water. Nijland: “Het lijkt me zo gaaf dat je straks achter je computer zit en dan data binnenkrijgt van een apparaat dat in zee ligt. Stel je voor dat het apparaat een dolfijn of een bepaald soort vis hoort langskomen en dan meteen een watermonster neemt! Daar werken we naar toe.”
Deel dit artikel
WIE Reindert Nijland, marien dierecoloog
ONDERZOEK Fish Sensing Box
TEAM Rosa van der Ven, Xantia van den Brink en Tinka Murk en de andere teamleden van leerstoelgroep Marine Animal Ecology Geportretteerde onderzoekers: Reindert Nijland met Niels Brevé
MEER INFORMATIE Dit project hoort bij het innovatieprogramma Next Level Animal Sciences (NLAS).
Binnen dit programma werken onderzoekers van Wageningen University & Research samen met partners aan de (door)ontwikkeling van nieuwe onderzoeksmethoden en technologieën binnen het domein van de dierwetenschappen. NLAS bestaat uit drie onderzoekslijnen: sensortechnologie, complexe celsystemen en data en modellen.
