Wat het DNA in een drol ons verklapt over het dieet van een dier
Stel je voor: je scant een leeuwendrol of een muizenkeutel en je weet precies wat en hoeveel het bijbehorende dier heeft gegeten. Met behulp van nieuwe DNA-technieken is dit steeds beter mogelijk. Promovendus Kevin Groen testte hoe effectief deze technieken al zijn om het dieet van wilde dieren te ontrafelen.
‘Kennis over het dieet van een dier is cruciaal voor het begrijpen van zijn rol in de natuur’, legt bioloog Kevin Groen uit. ‘De natuur is als een puzzel, waarbij elk stukje weer in het andere past. Wanneer een dier verdwijnt, kan dat problemen veroorzaken voor dieren of planten die van dat dier afhankelijk zijn. Door te weten wat dieren eten, begrijpen we hun plek in het ecosysteem en hoe ze elkaar beïnvloeden.’
De tekortkomingen van traditionele methoden
Tot voor kort werd het dieet van dieren voornamelijk onderzocht door hun maaginhoud of uitwerpselen uit te pluizen. Deze traditionele methoden zijn echter tijdrovend en vereisen veel expertise. ‘We onderzoeken dan bijvoorbeeld welke haren, zaden of botten we vinden,’ legt Groen uit. Deze methoden zijn alleen niet altijd even betrouwbaar. ‘Bij dieren zonder botten of haren, zoals weekdieren of reptielen, blijft er in de uitwerpselen weinig over. Bovendien moet je een dier doden om de maaginhoud te kunnen onderzoeken.’
'Van dieren zonder botten, zoals weekdieren, blijft in de uitwerpselen weinig over.'
Dieren in het wild observeren biedt een alternatief, maar ook dit is tijdrovend en kent beperkingen. Groen: ‘Bijvoorbeeld als dieren zich verstoppen, of alleen ’s nachts actief zijn. Daarom wilde ik onderzoeken of genetische analyses mogelijk een uitkomst bieden.’
Genetische codes in dierenpoep
Het idee achter deze methoden is simpel: als een dier iets eet, zou je het DNA van die planten of dieren moeten terugvinden in het maagdarmkanaal en uitwerpselen. Door het gevonden DNA te vergelijken met een database, weet je wat een dier heeft gegeten. Deze methodes zijn pas sinds kort mogelijk, omdat we pas sinds 2004 de genetische codes van meerdere strengen DNA tegelijkertijd kunnen uitlezen.
Wat een dier eet versus hoeveel een dier eet
Groen onderzocht de potentie van kwantitatieve en kwalitatieve DNA-analyse. ‘Met kwantitatieve DNA-analyse kunnen we meten hoeveel een dier van een bepaalde voedselbron heeft gegeten,’ legt hij uit. ‘Bij kwalitatieve DNA-analyse kijken we naar wát een dier allemaal heeft gegeten, waarbij de uitkomst een soortenlijstje is met alle plant- en diersoorten die we terugvinden.’
Hoeveel zaden eet een bosmuis?
Het is nuttig om te weten hoeveel een dier van een bepaalde soort eet, als je bijvoorbeeld wilt uitvogelen hoe afhankelijk het is van specifieke planten of prooien. ‘Of, in mijn geval, als je wilt weten hoeveel pesticiden een bosmuis binnenkrijgt door de ui- en wortelzaden die ze eten. We hebben getest of we dat met genetische analyse kunnen bepalen.’
'Wat een muis eet, hoeft er niet hetzelfde weer uit te komen'
In een labstudie gaf Groen muizen tussen de nul en twintig zaden. Vervolgens analyseerde hij of er een verband was tussen de hoeveelheid zaden en de hoeveelheid DNA in de keutels. Dat hoeft niet per se overeen te komen, legt hij uit. ‘Zodra een dier iets eet, gaat het door het verteringssysteem. Dat breekt het DNA willekeurig af. Wat een muis eet, hoeft er dus niet altijd precies hetzelfde uit te komen.’
Meer zaden, meer DNA in de keutels
Maar Groen vond inderdaad meer DNA in de keutels van muizen die meer zaden hadden gegeten. ‘Dat effect was zichtbaar tot aan tien zaden, daarna nam de hoeveelheid DNA niet verder toe.’ Zodra je dit verband hebt vastgesteld, kun je het gebruiken om te bepalen hoeveel zaden wilde muizen hebben gegeten. Groen: ‘Dat hebben we dan ook geprobeerd, en we zagen dat zeventien muizen gemiddeld elk één zaadje aten. Dat soort analyses zijn met traditionele methodes vrijwel onmogelijk.’
De eetgewoonten van Keniaanse leeuwen
Naast muizen richtte Groen zich ook op dieren hoger in de voedselketen: Keniaanse leeuwen. Samen met zijn collega’s onderzocht hij of DNA-methodes ook geschikt zijn om te bepalen wat een dier allemaal eet. Dat bleek aan de hand van leeuwenpoep goed mogelijk, maar soms werden er ook prooien gedetecteerd die leeuwen waarschijnlijk niet eten. Groen: ‘Zo vonden we vrij veel DNA terug van andere carnivoren. Dat is zeer onwaarschijnlijk.’ Dit DNA komt waarschijnlijk onbedoeld in de poep terecht wanneer deze carnivoren hun territorium markeren, en de monsters zo ‘besmetten’. Groen: ‘Voor nu zijn traditionele methoden dus nog steeds nodig om dit soort fouten te voorkomen.’
-
Gert-Jan Goeminne, een toenmalige masterstudent die onderzoek doet bij Kevin Groen, neemt een DNA-monster van een leeuwendrol. Beeld: Taco van der Eb -
Leeuwen en hyenas in een van de Keniaanse wildparken. Beeld: Taco van der Eb -
Kevin Groen (links) en twee collega's in actie. Beeld: Taco van der Eb -
Leeuwenexpert Francis Lesilau onderzoekt een karkas op leeuwensporen. Beeld: Taco van der Eb
Het complete menu ontrafelt met één monster?
‘Het ideale scenario zou zijn om kwantitatieve en kwalitatieve methoden te combineren, zodat we met één monster kunnen bepalen wat een dier gegeten heeft en hoeveel.’ Groen is optimistisch: ‘Ik denk dat dit steeds beter mogelijk wordt, de DNA-technieken ontwikkelen zich snel. Dat is mooi, want hoe beter we het dieet van dieren begrijpen, hoe beter we hen, en hun ecosystemen, kunnen beschermen.’
Promotie
Kevin Groen verdedigde zijn proefschrift getiteld ‘What’s in the diet? DNA-based analysis for qualitative and quantitative assessment of animal diet’ op 9 oktober in het Academiegebouw in Leiden. Zijn promotoren zijn Peter van Bodegom en Krijn Trimbos.