Per soddisfare la domanda di salmone, molti allevamenti di salmone si sono sviluppati lungo le coste della Scandinavia e della Scozia. Queste operazioni sono regolate da rigide normative ambientali. Gli allevamenti sono tenuti a determinare in che modo la loro produzione ittica sta influenzando l'ecosistema bentonico marino. Perciò, analizzano la presenza sui fondali marini dei cosiddetti organismi bioindicatori come crostacei e vermi. Questo processo richiede tempo e denaro. I ricercatori dell'Università di Kaiserslautern, insieme ai colleghi dell'Università di Ginevra, stanno sviluppando metodi più rapidi ed efficienti. Utilizzano il DNA dei microrganismi per caratterizzare i cambiamenti in modo più preciso che in precedenza era possibile. I loro studi sono stati pubblicati su rinomate riviste Indicatori ecologici e Bollettino sull'inquinamento marino .

Con oltre 1,2 milioni di tonnellate all'anno, La Norvegia è uno dei maggiori produttori di salmone al mondo. Questi pesci vengono coltivati ​​in grandi gabbie al largo della costa per circa due anni. I residui di mangime e le escrezioni di pesce di queste operazioni scendono sul fondo del mare e possono influenzare l'ecosistema bentonico:i batteri scompongono queste sostanze organiche in un processo che consuma ossigeno. Di conseguenza, i livelli di ossigeno possono scendere così tanto che la maggior parte degli organismi bentonici più grandi come molti vermi, crostacei o ricci di mare non sono in grado di sopravvivere a queste condizioni di scarso ossigeno.

Per questa ragione, le autorità ambientali hanno imposto norme rigorose per gli allevamenti di salmone. "Lo scambio di acqua dalle correnti oceaniche deve essere sufficiente per fornire ossigeno ai pesci e portare via quanto più possibile dei rifiuti organici, " nota il professor Dr. Thorsten Stoeck, un ecologista presso l'Università di Kaiserslautern. "Inoltre, le normative ambientali consentono solo impatti ambientali significativi immediatamente sotto le gabbie dei pesci. A brevissima distanza dalla fattoria l'ambiente ha bisogno di riprendersi."

Al fine di testare l'impatto delle attività agricole sull'ecosistema bentonico, gli agricoltori devono prelevare campioni dal fondo dell'oceano. "Gli organismi che vivono sul fondo del mare sono indicatori di salute dell'ecosistema, " aggiunge il dottor Stoeck. Tuttavia, il processo di identificazione delle specie richiede esperti in tassonomia ed è costoso e richiede molto tempo; potrebbero essere necessari quasi 6 mesi prima che i risultati siano disponibili:troppo tempo per l'attuazione di misure se l'ecosistema è gravemente stressato.

Il team di ricerca di Stoeck in collaborazione con i colleghi in Svizzera (Università di Ginevra) sta attualmente sviluppando un metodo più semplice, metodo più rapido ed economico nei loro laboratori nel campus di Kaiserslautern. I ricercatori stanno raccogliendo campioni dagli agricoltori e isolando microrganismi come ciliati e batteri. Gli scienziati usano il DNA di questi microbi per la procedura. "Il loro materiale genetico è come un'impronta digitale; è unico per ogni individuo, ", afferma l'ecologo. "I risultati sono disponibili in appena una settimana". Questi minuscoli animali consentono di trarre conclusioni più accurate sull'entità dell'inquinamento rispetto ai metodi convenzionali. "Molti organismi più grandi non sono in grado di sopravvivere in condizioni di scarsa quantità di ossigeno, " osserva Stoeck. "I microbi sono in genere più resistenti. Molti sono in grado di tollerare diversi gradi di inquinamento e contaminanti e possono adattarsi più rapidamente alle mutevoli condizioni".

L'obiettivo del progetto è creare un database con le impronte digitali del DNA di un'ampia gamma di microrganismi. "Possiamo creare un sistema di codici a barre del DNA, analoghi ai codici a barre utilizzati per i prodotti alimentari al supermercato, " continua Stoeck, il cui team sta raccogliendo campioni di sedimenti da allevamenti ittici di tutto il mondo. "Questi codici a barre consentiranno agli allevatori di identificare rapidamente lo stato di salute dell'ecosistema in prossimità degli allevamenti ittici".

A lungo termine, Per esempio, gli agricoltori possono essere in grado di utilizzare un chip del DNA per un'analisi automatizzata dei campioni di sedimenti direttamente in loco. La raccolta di codici a barre fornirà loro informazioni aggiornate sulle condizioni dell'oceano, consentendo agli agricoltori di rispondere più rapidamente ai problemi. Gli attuali programmi di monitoraggio di solito prendono in considerazione solo le condizioni ambientali prevalenti prima che i pesci vengano posti nelle gabbie e poi al picco della produzione.