Foton av Kanada visar ofta de stora sjöarna, vidder av våtmarker och natursköna floder. Landet beskrivs som en vattenrik nation, och det är, med sju procent av världens förnybara sötvattenförsörjning. Dock, sötvattenkällor är långt ifrån oändliga.

Många av Kanadas 25 vattendelar är hotade av föroreningar, livsmiljöförsämring, överanvändning av vatten och invasiva arter. Till exempel, mer än hälften av Kanadas befolkning bor inom de stora sjöarnas vattendelare, Ottawa-bassängen och St. Lawrence-bassängen, som möter flera hot som försämrar vattenkvaliteten och undergräver sötvattensekosystemens förmåga att fortsätta fungera.

Historien om de stora sjöarnas vattendelare är inte unik i Kanada. Ytterligare tio vattendelar, från Winnipeg till Fraser-Lower Mainlands vattendelare, möter höga eller mycket höga nivåer av hot. Vattenkvaliteten i mer än hälften av Kanadas 167 undervattendelar (mindre sötvattensystem som rinner ut i en specifik vattendelare) ger dålig eller rättvis.

I Kanada, dessa vattendelar är stora och ofta otillgängliga, vilket gör det svårt att övervaka hälsan hos dessa ekosystem. Men med hjälp av ett nytt verktyg, forskare och samhällsmedlemmar samlar in data för att bättre förstå tillståndet för Kanadas floder.

Databrister

Floder är fulla av alla typer av små varelser som är mycket känsliga för miljöhot. maskarna, fluglarver och sniglar – gemensamt kallade makroryggradslösa djur – som lever i sedimentet på botten av en flod ("benthos") kan fungera som biologiska övervakare för vattenkvalitet. Förekomsten av biologiska monitorarter som är mindre toleranta mot dålig vattenkvalitet tyder på en frisk flod.

Men det kan vara utmanande att ta prov och identifiera dessa makroryggradslösa djur. Även när det finns vissa uppgifter om dem, kvaliteten på uppgifterna kanske inte är tillräckligt bra för att avgöra vattendelarens hälsa. Hittills, 64 procent av undervattendelar i Kanada saknar data om dessa arter.

Att samla in data om dessa arter är utmanande:Många vattendelar är avlägsna och svåra att komma åt, och kostnaden för att flyga till dem begränsar mängden data som kan samlas in. Vi samarbetade med lokala samhällsgrupper för att samla in flodprover så att vi kunde förstå flodernas hälsa genom att identifiera makroryggradslösa djur från deras DNA.

DNA-profilering

DNA-teknologier har revolutionerat mängden data vi kan generera från ett enda flodprov.

Till exempel, en teknik som kallas "environmental DNA metabarcoding, " eller eDNA för kort, innebär att man tar prover på jord eller vatten och söker efter DNA-fragment som är specifika för vissa arter. Denna metod eliminerar den tidskrävande processen att sortera enskilda prover och gör det möjligt för oss att identifiera de olika arter som finns i ett flodsystem.

När du väl är vid en flod, att samla in prover är snabbt och enkelt – allt som krävs är tre minuter att sparka in flodsediment i ett nät för att fånga de makroryggradslösa djuren som lever i bentosen. Vi lärde ut denna teknik till personer som är involverade i ett samhällsbaserat övervakningsnätverk som heter CABIN för att skapa ett nytt bioövervakningsprojekt:STREAM (Sequencing the Rivers for Environmental Assessment and Monitoring).

Sedan 2019, STREAM-forskare har utbildat mer än 100 samhällsmedlemmar som har samlat nästan 1, 000 prover över 10 vattendelar. Vi är nära vårt mål på 1, 500 prover i 15 vattendelar i Kanada. Ändå börjar vi redan se hur STREAM-projektet fyller i tomrummen för sötvattenhälsa över hela Kanada.

STREAM fallstudier

STREAM-projektet har inte bara tillhandahållit data om hälsan hos de stora sjöarna och Ottawa-flodens vattendelar – och hoten mot dem – det har gjort det möjligt för samhällen att ställa frågor om deras akvatiska ekosystem.

I samarbete med Slocan River Streamkeepers, en miljöförvaltningsgrupp baserad i Winlaw, FÖRE KRISTUS., och integrerad ekologisk forskning, en miljökonsulttjänst baserad i Nelson, FÖRE KRISTUS., STREAM har kunnat bedöma förändringar i makroryggradslösa samhällen efter slutförandet av ett våtmarksrestaureringsprojekt. Även om detta projekt pågår, tidiga resultat visar att våtmarkerna redan har en stor variation av makroryggradslösa djur, med 178 arter identifierade. En fjärdedel av dessa arter är indikatorer på god våtmarkshälsa, vilket innebär att vattenkvaliteten i området sannolikt kommer att förbättras.

Med Living Lakes Canada och Ghost Watershed Alliance Society, delar av Bow River, i Alberta, screenas nu för slammaskar, som kan bära på parasiten som orsakar virvlande sjukdom, en infektion som kan utplåna upp till 90 procent av unga laxar, öring och sik. Förlust av dessa fiskar har ekologiska, ekonomiska och sociala konsekvenser i Alberta, där de är viktiga fritids- och näringsfiske. DNA-resultat från 2019 indikerade att värdslammaskarna inte hade spridit sig utanför den kända virvlande sjukdomszonen.

STREAM ger en unik möjlighet att ge fördelar för både människor och miljö. Genom att använda DNA-baserad teknik, det är möjligt att fastställa förändringar i vattenkvaliteten på lokala, delvattendelar och vattendelarenivåer. För fortsatt övervakning av Bow River till exempel, den snabba resultatomvandlingen som tillhandahålls av STREAM innebär att alla indikationer på slammaskspridning kan hanteras genom att stänga fisketillträdet till området för att förhindra potentiell spridning.

STREAM ger lokala samhällen möjlighet att leda sötvattenforskning och utrustar människor att ta itu med sina egna miljöfrågor – och det kan lätt tillämpas på andra länder som ett sätt att övervaka sötvattensystem.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.