Den boreala skogen är avgörande för Kanada och världen, lagring av kol, rena vatten och luft och reglera klimatet. Men att hålla koll på hälsan hos denna sårbara biom har visat sig vara en mödosam och tidskrävande uppgift - fram till nu.

Banbrytande DNA-metabarcoding-teknologi utvecklad av University of Guelph kan hjälpa till att påskynda och förbättra övervakningsprocessen, enligt en ny studie publicerad idag i Vetenskapliga rapporter .

"Vi får mycket mer information från DNA, och vi kunde reproducera data och tolkningar av data som standardmetoden för morfologi gav, " sade studiens medförfattare Mehrdad Hajibabaei, en professor vid U of G:s institution för integrativ biologi.

I studien, forskare jämförde användningen av avancerad DNA-meta-streckkodningsteknik – som identifierar DNA från många vattenlevande organismer samtidigt – med praktisk identifiering av ryggradslösa prover, använts i årtionden för att bedöma ekosystemens biologiska mångfald.

Noggrann och aktuell information om det boreala ekosystemet har aldrig behövts mer akut, enligt skogsforskare. Stigande temperaturer i den boreala regionen leder till nedbrytning av permafrost, samt mer intensiva torka och skogsbränder. Klimatförändringarna gör att skogsbränder brinner hårdare, pumpar ut mer växthusgaser i atmosfären.

Dock, federala forskare har utmanats av den stora mängden bioövervakning som behövs för Kanadas program för skogsintegritet, sa Hajibabaei.

"De måste bedöma hälsan i den här skogen, och ett sätt att göra det är att titta på närvaron av ryggradslösa djur i strömmarna."

Bäckarnas hälsa är en indikator på skogarnas övergripande hälsa och biologisk mångfald. Det tidstestade men tidskrävande tillvägagångssättet var att manuellt samla in prover för hand och sedan identifiera indikatororganismer.

"Natural Resources Canada ville börja använda metoden - DNA-metabarcoding - som mitt labb har forskat på under ganska lång tid, " sa Hajibabaei.

"De kontaktade oss och vi inledde det här samarbetet. Vikten av detta arbete är både när det gäller att ta detta tillvägagångssätt in i ett verkligt scenario och att hjälpa till att möta Canadian Forest Services behov av snabb övervakning."

Metabarcoding är snabb och mycket effektiv för att upptäcka många olika vattenlevande organismer i vatten, sa Hajibabaei.

Att manuellt identifiera ryggradslösa djur tar tid och kräver experter, vars resultat kanske inte alltid är konsekventa, han lade till.

En annan viktig aspekt av arbetet är att det kan appliceras på en miljögradient, mäta fluktuationer i tillstånd baserat på olika stressorer och processer, sa Hajibabaei.

Studien involverade forskare från U of G:s Center for Biodiversity Genomics and Natural Resources Canadas Great Lakes Forestry Center i Sault Ste. Marie.

Studien kallar metabarcoding "en potentiellt transformativ metod för bioövervakning, upptäckt av biologisk mångfald och hälsobedömningar av ekosystem."

Fynden ger Natural Resources Canada mer förtroende för DNA-övervakning, sa Hajibabaei. "Självklart om de vill mildra någon typ av påverkan, snabbare och mer hög genomströmningsmetoder är alltid efterfrågade."