Nya Zeelands floder är inte i bra form. Miljöministeriets senaste sötvattenrapport visar att uppskattningsvis 45 % av den totala flodens längd inte längre är lämplig för simning och 48 % är delvis otillgänglig för hotade flyttfiskar.
Vetenskapen är tydlig. Tillförsel av kväve och fosfor, tillsammans med invasiva arter, stressar vissa floder till den grad att de inte kan upprätthålla sunda ekosystem. Tillståndet för floder och grundvatten påverkar också kvaliteten på dricksvattnet.
Regeringens avsikt att ersätta den nationella policyförklaringen om förvaltning av sötvatten tar upp ämnet sötvattenkvalitet tillbaka i det nationella rampljuset.
Men oavsett politiska debatter, med tanke på det farliga tillståndet i Nya Zeelands sötvatten, behövs effektiv övervakning baserad på solida bevis för att väga avvägningar och förstå om vi hanterar floder på ett hållbart sätt.
Det är här miljö-DNA (eDNA) kommer in.
Aotearoa Nya Zeeland kommer alltid att behöva flera metoder för att övervaka de tusentals floder och bäckar över hela landet, men vi hoppas att vår nya eDNA-metod kommer att hjälpa genom att göra sötvattenövervakning snabbare, billigare, mer omfattande och bättre lämpad för landsomfattande undersökningar.
Det liv som finns i Nya Zeelands floder är en viktig del av deras hälsa. Mikrobiell mångfald bryter ständigt ned och återvinner näringsämnen som upprätthåller nytt liv och upprätthåller flodernas hälsa.
Oavsett om det är fisk, groda eller falk, alla organismer släpper ut bitar av genetiskt material i miljön. Dessa DNA "brödsmulor" ger viktiga ledtrådar om vad som lever i området. Vi kan testa alla dessa DNA-signaler utan att faktiskt någonsin se ett djur.
Samma ultrakänsliga teknik används redan för att upptäcka covid i avloppsvatten genom att spåra SARS-CoV-2-varianter och koncentrationer av viruset.
Fram tills eDNA utvecklades var den primära metoden vi hade för att övervaka flodernas hälsa att fånga (ofta döda) och sortera tusentals ryggradslösa djur eller elfiske. Sådana metoder är tidskrävande, kostsamma, kräver specialistkompetens och behöver vanligtvis femårsperioder för att upptäcka en förändring i flodernas hälsa.
Game changer med eDNA är dess förmåga att upptäcka många arter samtidigt, med hjälp av en lättanvänd (filtrerings) provtagningsmetod. Detta öppnar upp för en mängd möjliga tillämpningar.
Naturvårdsdepartementet använder eDNA för att upptäcka nya populationer av utrotningshotade galaxfiskar och ministeriet för primärindustrier använder det för att spåra spridningen av sötvattensmusslan som invaderade Waikatofloden.
Men det finns mycket mer med eDNA än att upptäcka ett favoritdjur (eller minst favoritdjur). Det verkliga skiftet är möjligheten att läsa eDNA-streckkoder över "livets träd".
Istället för att fokusera på bara några få utvalda indikatorarter, hjälper eDNA oss att betrakta ekosystemet mer holistiskt, som exemplet nedan från Waikatofloden, från en enda liter filtrerat vatten.
I ett partnerskap mellan eDNA-företaget Wilderlab, Department of Conservation, Ministeriet för miljö och regionala råd, utnyttjade vi dessa holistiska ekosystemdata för att utveckla ett nytt index för att mäta flodhälsa som kallas Taxon-Independent Community Index, eller TICI.
Genom att använda regelbundet övervakade flodplatser över Aotearoa Nya Zeeland fokuserade vi på 3 000 eDNA-streckkoder från bakterier, svampar, växter och djur som är indikatorer på flodnäring.
TICI-indexet är en poäng från 60 till 140, baserat på vilken av de 3 000 streckkodssignaturerna som finns. Vissa streckkoder trycker ratten i positiv riktning, andra trycker den negativt.
Rå DNA-data kan vara komplexa. TICI-indexet destillerar den genetiska koden till ett mått som människor lättare kan engagera sig i. Från noll flodprover profilerade med eDNA 2019 har vi nu mer än 50 000 eDNA-poster, inklusive 16 000 TICI-poäng. Tillsammans har detta genererat en av de mest kraftfulla globala eDNA-datauppsättningarna och öppnar ett antal nya applikationer.
Teichelmann Creek i den rovdjursfria Perth Valley (i South Westland) toppar för närvarande resultattavlan med en TICI-poäng på 135,03 (orörd). I andra änden av tabellen genererade Papanui Stream i Hawke's Bay en TICI på 68,05 (mycket dålig).
Vi föreställer oss att eDNA-baserade indikatorer, som TICI-indexet, kommer att ge ett praktiskt sätt för människor att spåra hälsan i sina lokala floder.
Samhällen engagerar sig redan med detta verktyg genom programmet Wai Tuwhera o te Taiao. Lantbrukare går ombord och eDNA-tekniker ingår i centralregeringens framtidstänkande.
I en rapport från 2019 om Nya Zeelands miljörapporteringssystem identifierade den parlamentariska kommissionären för miljön brister och fragmentering i Nya Zeelands miljödatainsamling och rapportering, inklusive för sötvatten. Vi hävdar att eDNA tar oss ett steg närmare att åtgärda några av dessa problem.
Med hjälp av eDNA-verktygslådan ligger det inom vår tekniska (och budgetmässiga) räckvidd för regelbunden övervakning av alla floder i Aotearoa för att hjälpa till att prioritera var, när och hur mycket hantering (eller restaurering) som behövs.
Och det finns mer att komma på eDNA-övervakningsfronten, inklusive metoder för provtagning av eDNA från luften, hushållskranar, fraktcontainrar och runt vattenbruksanläggningar.
Tillhandahålls av The Conversation
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
