Il biomonitoraggio basato sul DNA si basa su segmenti specifici della specie di DNA di organismi per la loro identificazione tassonomica e sta avanzando rapidamente per monitorare le comunità di invertebrati in una varietà di ecosistemi. Gli approcci analitici adottati variano dal rilevamento di singole specie all'analisi di campioni ambientali di massa, dipende in gran parte dal focus della generazione dei dati. Però, per sistemi di acqua dolce, c'è spesso una mancanza di considerazione sul tipo di campione ottimale per massimizzare il rilevamento dei macroinvertebrati.

Ecologia, la fase di vita e la preferenza dell'habitat (cioè bentonico o colonna d'acqua) dei macroinvertebrati influenza in ultima analisi il tasso di rilevamento del DNA a seconda dell'approccio di campionamento adottato. I dati di biomonitoraggio basati sul DNA raccolti per i macroinvertebrati d'acqua dolce spesso si concentrano sul rilevamento di gruppi di bioindicatori Efemerotteri (effimere), Plecotteri (mosche di pietra), Tricotteri (caddisflies) e Odonati (libellule e damigelle), dedurre lo stato di salute dei sistemi di acqua dolce.

Nel loro stadio larvale, questi macroinvertebrati, comunemente chiamati EPTO, occupano il benthos nei fiumi, laghi, stagni, e zone umide. Considerando questo, campioni di acqua sono stati proposti come fonte surrogata di DNA di macroinvertebrati, nonostante la mancanza di comprensione sul fatto che l'acqua fornisca un sufficiente recupero tassonomico dei macroinvertebrati, in particolare dei gruppi EPTO.

Per affrontare questo, una recente collaborazione tra il Hajibabaei Lab (Centre for Biodiversity Genomics, University of Guelph) e gli scienziati dell'Environment and Climate Change Canada hanno prodotto un documento in PLOS One indagare il recupero dei macroinvertebrati, in particolare EPTO, nelle zone umide poco profonde in acque aperte confrontando campioni di DNA di acqua e tessuto sfuso.

Globale, hanno scoperto che pochissimi taxa erano condivisi tra campioni di benthos e acqua, con una ricchezza molto maggiore di taxa di macroinvertebrati recuperati dal benthos. I gruppi EPTO, in particolare, erano fortemente associati a campioni di benthos sfusi, con famiglie EPTO limitate rilevate in tutti i campioni di acqua abbinati.

"Questo incontaminato, il sistema di studio delle zone umide è eccellente per confrontare il rilevamento relativo di questi taxa senza l'influenza del flusso d'acqua, " ha affermato l'autore principale Prof. Mehrdad Hajibabaei. Lo studio illustra come la scelta del campione sia un fattore critico per una valutazione completa della biodiversità totale dei macroinvertebrati. "Questa ricerca è di vitale importanza per informare progetti su larga scala come STREAM, dove un volume elevato di dati sui macroinvertebrati bentonici viene ora generato utilizzando una metodologia standardizzata basata sul DNA".

"La rilevabilità delle specie è una considerazione importante quando si progettano programmi di biomonitoraggio, " ha detto il dottor Donald Baird, co-autore e ricercatore presso la direzione per la scienza e la tecnologia dell'acqua del Canada per l'ambiente e i cambiamenti climatici. "Il nostro studio mostra chiaramente che i campioni di acqua di DNA dei macroinvertebrati non possono sostituire la raccolta di organismi sfusi, poiché la maggior parte dei taxa indicatori critici semplicemente non vengono rilevati quando sappiamo che sono presenti".

L'eliminazione di falsi negativi e positivi è fondamentale per creare dati di riferimento di alta qualità per determinare lo stato di salute dei bacini idrografici canadesi. "C'è bisogno di coerenza dei dati di biomonitoraggio quando si valuta la biodiversità totale, e i campioni di benthos sfusi forniscono una copertura tassonomica sufficiente che sia sia conveniente che efficiente, " ha detto la dottoressa Chloe Robinson, co-autore e project manager per STREAM.

Questo studio sottolinea la natura critica della scelta di metodi di campionamento rappresentativi per massimizzare la cattura del DNA dagli organismi bersaglio evitando di diluire la diversità, per consentire decisioni informate sulla salute delle acque dolci.