DNA-baserad bioövervakning förlitar sig på artspecifika segment av organism-DNA för deras taxonomiska identifiering och går snabbt framåt för att övervaka ryggradslösa samhällen över en mängd olika ekosystem. De analytiska tillvägagångssätten som används varierar från detektion av en art till bulkanalys av miljöprov, beroende till stor del på inriktningen för datagenerering. Dock, för sötvattensystem, det saknas ofta hänsyn till den optimala provtypen för att maximera detektion av makroryggradslösa djur.

Ekologi, livsstadium och habitatpreferenser (d.v.s. bentisk eller vattenpelare) för makroryggradslösa djur påverkar i slutändan hastigheten för DNA-detektion beroende på vilken provtagningsmetod som används. DNA-baserad bioövervakningsdata som samlas in för sötvattensmakroryggradslösa djur fokuserar ofta på detektion av bioindikatorgrupper Ephemeroptera (mayflies), Plecoptera (stenflugor), Trichoptera (trollsländor) och Odonata (trollsländor och damselflies), att sluta sig till hälsotillståndet för sötvattensystem.

I deras larvstadium, dessa makroryggradslösa djur – vanligtvis kallade EPTO – ockuperar bentos i floder, sjöar, dammar, och våtmarker. Med tanke på detta, vattenprover har föreslagits som en surrogatkälla för makroinvertebrat-DNA, trots bristande förståelse för huruvida vatten ger tillräcklig taxonomisk återhämtning av makroinvertebrater, särskilt av EPTO-grupper.

För att ta itu med detta, ett nyligen genomfört samarbete mellan Hajibabaei Lab (Centre for Biodiversity Genomics, University of Guelph) och forskare vid Environment and Climate Change Canada resulterade i en artikel i PLOS One undersöker återhämtningen av makroinvertebrater, särskilt EPTO, i grunda våtmarker med öppet vatten genom att jämföra matchade vatten- och bulk-DNA-prover.

Övergripande, de fann att mycket få taxa delades mellan bulkbentos och vattenprover, med en mycket större rikedom av makroinvertebrat-taxa som återvunnits från bentos. Särskilt EPTO-grupper var starkt förknippade med bulkbentosprover, med begränsade EPTO-familjer som upptäckts i alla matchade vattenprover.

"Denna orörda, våtmarksstudiesystem är utmärkt för att jämföra den relativa upptäckten av dessa taxa utan påverkan av vattenflödet, " sade huvudförfattaren Prof. Mehrdad Hajibabaei. Studien illustrerar hur urvalet av prov är en kritisk faktor för en omfattande bedömning av den totala biologiska mångfalden hos makroryggradslösa djur. "Denna forskning är mycket viktig för att informera storskaliga projekt som STREAM, där en stor mängd bentiska makroryggradslösa data nu genereras med hjälp av en standardiserad DNA-baserad metodik."

"Artupptäckbarhet är en viktig faktor när man utformar bioövervakningsprogram, " sa Dr Donald Baird, medförfattare och forskare vid Kanadas direktorat för vattenvetenskap och teknik för miljö och klimatförändringar. "Vår studie visar tydligt att för att få tillgång till makroinvertebrater DNA-vattenprover inte är något substitut för insamling av bulkorganismer, eftersom majoriteten av kritiska indikatortaxa helt enkelt inte upptäcks när vi vet att de finns."

Att eliminera falska negativa och positiva är avgörande för att skapa baslinjedata av hög kvalitet för att bestämma hälsostatusen för kanadensiska vattendelar. "Det finns ett behov av konsekvens i bioövervakningsdata när man bedömer den totala biologiska mångfalden, och bulk-bentosprover ger tillräcklig taxonomisk täckning som är både kostnadseffektiv och effektiv, " sa Dr Chloe Robinson, medförfattare och projektledare för STREAM.

Den här studien betonar den kritiska naturen av att välja representativa provtagningsmetoder för att maximera DNA-fångst från målorganismer samtidigt som man undviker att späda ut mångfalden, för att möjliggöra informerade beslut om sötvattenhälsa.