Ordet "biodiversitet" og at det er noget, vi skal have mere af, nævnes hyppigt. Men hvad er biodiversitet, og hvordan måles det? Agrologisk har bedt et par eksperter fra Aarhus Universitet forklare, hvordan et DNA-aftryk af jord og vand kan erstatte optællinger i felten og sige noget om biodiversitet i naturen.

Hvis forskere vil vide noget om naturen, trækker de i gummistøvlerne, går udenfor og kigger på verdenen med øjne, lup og mikroskoper. Ny teknologi og faldende priser betyder imidlertid, at man i dag kan finde den genetiske DNA-kode for samtlige levende organismer i en jord- eller vandprøve. Det kaldes miljø-DNA.

- Spændende, kalder forskerne udviklingen. Baggrunden er, at biodiversiteten - det vil sige mangfoldigheden af dyr, planter, bakterier og svampe - er under pres. Ikke alene i Danmark men i hele verden. Truslerne er eksempelvis belastning med næringsstoffer, regulering af vandets fri bevægelighed, intensiv erhvervsdrift, samt byernes ekspansion og udbygning af infrastruktur. Den største trussel mod naturen er ifølge Miljøstyrelsen mangel på plads, idet vi bliver flere og flere mennesker på kloden.

For 25 år siden underskrev Danmark sammen med 189 andre lande FNs Biodiversitetskonvention i Rio. Formålet er at bevare den biologiske mangfoldighed og fremme en bæredygtig udnyttelse af naturens ressourcer. For at få en ensartet naturbeskyttelse i EU har man efterfølgende vedtaget habitatdirektivet og fuglebeskyttelsesdirektivet. Direktiver er fulgt op af national lovgivning. I Danmark er Naturbeskyttelsesloven, Jagt- og vildtforvaltningsloven, Miljøbeskyttelsesloven, Miljømålsloven, Skovloven og Nationalparkloven nogle af de væsentlige love, der sætter rammerne for beskyttelsen af vores biodiversitet.

Udover at lave lovgivning, har Danmark valgt at kortlægge og følge biodiversiteten ved at se, tælle og registrere udvalgte dyr og planter i for eksempel skov, opdyrket jord og i de områder, man har udvalgt som særligt følsomme områder. Opgaven ligger ikke alene i kommunerne, Naturstyrelsen og Aarhus Universitet men også i frivillige foreninger såsom Ornitologisk Forening, Danmarks Jægerforbund og borgere, der indsender egne observationer i naturen. De mange data om miljø, natur og brugen af arealer, der indsamles i Danmark, danner baggrund for vurdering af "Økosystemtjenester", som er en samlet betegnelse for de goder og tjenester som mennesket får fra naturen.

I en statusrapport fra 2015 for kortlægning af økosystemer, økosystemtjenester og deres værdier i Danmark, lyder vurderingen af biodiversiteten:

- at der med de beskrevne data findes et rimeligt grundlag for at beskrive den overordnede rumlige udbredelse af arterne i Danmark ?

- at de danske økonomiske studier har fokuseret på de kulturelle værdier i forbindelse med bevarelse af biodiversitet. Specielt har fokus været på ikke-brugsværdier af biodiversitet. ?..Der er foretaget en række studier af befolkningens betalingsvilje for at beskytte truede arter, almindelige arter og biodiversiteten mere bredt i Danmark.

- Man kan selvsagt ikke gå i felten og udtage prøver eller tælle alle de arter, vi formodes at have i Danmark. Vi bruger derfor indikatorer til at anskueliggøre den overordnede udvikling for biodiversiteten på udvalgte lokaliteter, forklarer seniorforsker og viceinstitutleder, Anne Winding, institut for miljøvidenskab, AU (tidligere Danmarks Miljøundersøgelser).

Hvis der for eksempel er agerhøns og harer i det åbne land, går vi ud fra, at der også vil være insekter og planter, de kan leve af, og orkideer bruges som en indikator for kvaliteten af et naturområde, fordi de stiller specielle krav til deres levested.

Miljø-DNA erstatter optællinger

Seniorforsker Paul Henning Krogh fra institut for bioscience, AU er biolog og ekspert i regnorme. Han ved godt, at han er en uddøende race.

- Der findes ikke ret mange biologer, som længere har interesse for og er i stand til at arts- og familiebestemme planter og dyr. Derfor hilser jeg det meget velkomment, at vi nu via en DNA-analyse af en jord- eller vandprøve kan kortlægge, hvilke organismer, der er på en lokalitet. Det åbner simpelthen op for, at vi finder mange flere arter end med det blotte øje, siger han.

-Og mange flere mikroorganismer, supplerer Anne Winding. Hun er mikrobiolog og dermed specialist i svampe og bakterier.

Endnu har DNA-teknologi ikke afløst de gamle optællinger i felten. For at kunne kortlægge biodiversitet via DNA i en få gram stor jord- eller vandprøve skal man nemlig først finde DNA på hver enkelt af de mange millioner dyr, planter, svampe og bakterier, der findes på kloden. Uden reference giver det mindre mening blot at sidde med en DNA-kode i en jord- eller vandprøve.

- Kortlægningen af DNA er blevet et fælles globalt anlæggende, og hver gang en forsker finder DNA fra en ny organisme, lægges data i databaser, som alle har adgang til. Da der er stor aktivitet inden for området, betyder det at databaserne vokser hurtigt i disse år. For mikroorganismer er der blevet arbejdet med det i længere tid og databaserne er større, men artsrigdommen er også større her end for planter og dyr, forklarer Anne Winding.

Paul Henning Krogh, der især arbejder med regnorm, springhaler og mider i den danske muld, kan bekræfte, at det går rigtig godt med at lave en reference mellem hans dyr og det DNA, han finder i jordprøver.

Når forskerne har helt styr på teknik og reference, bliver tiden moden til at beslutte, hvad man så vil bruge de mange data til. Er det nok bare at kortlægge den danske biodiversitet med DNA-teknologi eller kan den også bruges til at kigge på udviklingen i biodiversiteten over tid?

- Med DNA-teknologi kan vi forholdsvis nemt og billigt se, om en organisme er tilstede eller ej, men vi får ikke noget solidt kvantitativt billede. DNA fra en en-cellet bakterie finder vi én enkelt gang i en prøve, hvorimod en regnorm kan efterlade mange DNA-spor - både som levende, som død, som afføring og som slim, når den kryber rundt i jorden, siger Anne Winding og understreger, at metoden derfor er bedst til slå fast om en given organisme, man søger efter, er tilstede eller ej. Derfor forudser hun, at metoden på sigt godt kan supplere den eksisterende miljøovervågning, som udelukkende bygger på stikprøver og visuelle bedømmelser.

Miljø-DNA røber dyrkningsform

Paul Henning Krogh vil gerne bruge miljø-DNA til at beskrive biodiversiteten i forskellige dyrkningssystemer. Han ved allerede, at der er forskel på konventionel og økologiske marker og han ved også, at der er forskel på en pløjet og en pløjefri mark. Med miljø-DNA vil han imidlertid kunne få endnu flere oplysninger om livet i dyrkningslaget og sammenspillet mellem organismerne.

- jeg tror ikke, at de forskelle, vi ser i biodiversiteten i danske marker skyldes regionale forskelle - det er forstyrrelserne med maskiner, gødskning og pesticider i agerjorden samt sædskifter, som giver variationen. Jeg mener derfor, at man alene ud fra detailinformation om dyrkningssystemet og uden at tage jordprøver vil kunne bruge dyrkningssystemet som indikator for god og dårlig biodiversitet, siger han.

Tanken om, at landmanden en dag skal aflevere en jordprøve sammen med sin hektaransøgning og få karakter for biodiversitet af den vej, kan dog snart blive en direkte vej til at vise status for jordens biodiversitet.

Med miljø-DNA ser Anne Winding også et kæmpe potentiale i få mere viden om, hvilke mikroorganismer, der er i jorden og hvilken rolle de spiller i samspillet med planterødder.

- Jeg kan også forestille mig, at man nemt kan kortlægge eventuelle patogener og måske bekæmpe dem kemisk eller med naturlige fjender, før de bliver et problem i afgrøden, foreslår hun.

Arbejdet med miljø-DNA drøner derudaf over hele verden. Motivet er ikke at beskytte eksisterende arter af nostalgiske grunde. Det handler primært om, at der ligger et stort potentiale i at udvinde nye stoffer til for eksempel medicin fra planter og mikroorganismer og lære om samspillet mellem mikroorganismer, dyr og planter samt hvordan de bekæmper hinanden naturligt.

Foreløbig er de danske forskningsmidler inden for miljø-DNA gået til at finde ud af, om metoden virker - det gør den. Næste ansøgninger om bevillinger skal bruges til at beskrive, hvordan metoden kan bruges, og til det er der netop nedsat et netværk af forskere til at brainstorme om.