Robotische eDNA-bemonsteraar FIDO start met praktijktests

Haventests en een nieuw instrument voor biosurveillance

Op 9 en 10 december 2025 gleden twee compacte bemonsteringsrobots vanaf een kleine boot de rustige wateren van de haven van Moss Landing in, terwijl medewerkers van het Monterey Bay Aquarium Research Institute deelnemers van USGS READI‑Net begeleidde bij een praktijktraining en inzetoefening. De robots, bekend als FIDO (Filtering Instrument for DNA Observation), zijn gebouwd om omgevings-DNA te verzamelen — microscopische genetische sporen die zijn achtergelaten door vissen, mosselen, slakken en andere waterorganismen — en deze te conserveren voor laboratoriumanalyse. De U.S. Geological Survey kondigde op 28 januari 2026 aan dat de training de eerste praktijktest was van de volgende generatie autonome eDNA-bemonsteraars die READI‑Net wil inzetten voor de vroege detectie van biologische dreigingen.

Filtering Instrument for DNA Observation (FIDO)

FIDO is ontworpen rond twee onderling verbonden doelen: het verhogen van de bemonsteringscapaciteit terwijl het systeem draagbaar en betaalbaar blijft. Volgens materialen van READI‑Net kan een enkele FIDO tot 144 afzonderlijke monsters verzamelen en conserveren; het apparaat is licht genoeg om door één persoon te worden gedragen; het ondersteunt afstandsbediening en monitoring; en het is ontworpen voor relatief goedkope productie. Teams van MBARI en USGS-partners stelden tijdens de sessie in Moss Landing ook een gebruikershandleiding op om de training te versnellen naarmate READI‑Net de tests opschaalt.

Die ontwerpkeuzes weerspiegelen een operationele logica: programma's voor vroege detectie werken het best wanneer ze frequent en breed kunnen bemonsteren. Traditioneel biologisch onderzoek — met netten, korren, snorkelonderzoek of tellingen door duikers — is tijdrovend en mist vaak invasieve soorten met een lage dichtheid of cryptische levenswijze. Omgevings-DNA-methoden verhogen de gevoeligheid door kleine fragmenten genetisch materiaal op te vangen die organismen afgeven aan water, sediment of biofilms. Het automatiseren van monstername, filtratie en conservering met een apparaat als FIDO belooft die gevoeligheid uit te breiden naar meer plaatsen en tijdstippen dan menselijke teams alleen kunnen bestrijken.

De rol en strategie van READI‑Net

READI‑Net — het Rapid environmental (e)DNA Assessment and Deployment Initiative & Network — is een USGS-programma dat het National Early Detection and Rapid Response Framework van het Department of the Interior ondersteunt. Het initiatief ontwikkelt autonome bemonsteraars, gestandaardiseerde bemonsteringsprotocollen en analytische hulpmiddelen, zodat beheerders detectieprogramma's kunnen ontwerpen die aansluiten bij lokale prioriteiten. In de aankondiging benadrukte de USGS dat READI‑Net-teams FIDO-tests zullen gebruiken om protocollen te verfijnen voor de inzet van autonome bemonsteraars in diverse praktijkomgevingen.

De geplande tests volgen een gefaseerde aanpak. Het programma zal deze winter laboratoriumtests uitvoeren om de workflows voor monsterverwerking en -conservering te valideren, en volgend jaar zomer overgaan op bredere veldtesten. De locaties voor het veldonderzoek omvatten vaste watermeetstations van de USGS, onderzoeksschepen en gebieden die zijn aangemerkt als corridors voor invasieve soorten — locaties waar vroegtijdige interceptie vestiging kan voorkomen en ecologische en economische schade kan beperken.

Hoe eDNA-bemonstering past in vroege respons

Omgevings-DNA is een krachtige bron voor surveillance: kleine hoeveelheden genetisch materiaal uit een liter of twee water kunnen de aanwezigheid van een soort onthullen, zelfs als individuen niet direct worden waargenomen. Voor beheerders vertaalt die gevoeligheid zich in een kans om indringers te detecteren aan het prille begin van hun vestiging, wanneer gerichte uitroeiing of beheersing nog haalbaar en relatief goedkoop is.

READI‑Net-teams zijn van plan FIDO te gebruiken om tijdreeksgegevens te verzamelen met een hoge temporele resolutie — in sommige gevallen dagelijkse of urenlijkse monsters — wat de waarschijnlijkheid vergroot om voorbijgaande of zeldzame signalen op te vangen. Real-time of bijna real-time monitoring ondersteunt ook snelle besluitvormingscycli: een positieve eDNA-detectie kan leiden tot bevestigend onderzoek, gerichte verwijderingen, specifieke sluitingen of andere beheermaatregelen binnen een kort tijdsbestek.

Technische realiteit en beperkingen in interpretatie

Het automatiseren van eDNA-collectie neemt de wetenschappelijke beperkingen over wat genetische detecties feitelijk betekenen niet weg. eDNA-tests detecteren DNA-fragmenten; ze kunnen niet direct onderscheid maken tussen levende, zich voortplantende populaties en vluchtig DNA dat is meegevoerd door stromingen, in ballastwater of vastzit aan apparatuur. Vals-positieven door besmetting en vals-negatieven door gedegradeerd DNA of hiaten in de bemonstering blijven punten van aandacht in de praktijk.

READI‑Net en MBARI testen protocollen voor filtratie, conservering en de bewakingsketen ('chain-of-custody') die het risico op besmetting verminderen en de verdere analyse standaardiseren. Maar om een moleculaire match om te zetten in een beheermaatregel zijn drempels en verificatiestappen nodig: laboratoriumbevestiging, aanvullend onderzoek met traditionele middelen en ecologische risicobeoordelingen om vast te stellen of het gedetecteerde organisme een acute bedreiging vormt.

De doorvoersnelheid in laboratoria en gegevensinterpretatie vormen extra knelpunten. Het verzamelen van honderden automatische monsters is alleen zinvol als laboratoria deze snel genoeg kunnen verwerken en analyseren om actie te ondernemen. Het werk van READI‑Net met regionale eDNA-laboratoria is erop gericht om bemonsteringsplannen af te stemmen op de analytische capaciteit en om besluitvormingskaders te ontwikkelen die rekening houden met onzekerheid bij detectie.

Operationele uitdagingen: inzet, kosten en schaal

• Logistiek en onderhoud: Zelfs een draagbare bemonsteraar heeft regelmatig onderhoud nodig — filtervervanging, het opladen van batterijen, firmware-updates en decontaminatieroutines. READI‑Net zal evalueren hoe vaak veldteams de units moeten bezoeken en welke invloed onderhoud heeft op de bewakingskosten op de lange termijn.
• Gemonitord netwerk: FIDO-units worden op afstand bestuurd en gemonitord, maar het opschalen naar honderden bemonsteraars in grote stroomgebieden roept vragen op over communicatie-infrastructuur, gegevensbeheer en cybersecurity.
• Standaardisatie: Om surveillancegegevens vergelijkbaar te maken tussen verschillende jurisdicties, staten en federale partners, moeten protocollen voor monstervolume, filtratie, conservering en metadata-verzameling worden geharmoniseerd. De testfase van READI‑Net is expliciet bedoeld om deze gedeelde praktijken op te bouwen.
• Kosten en productie: De publicatie van de USGS benadrukt het ontwerp met de focus op relatieve betaalbaarheid en produceerbaarheid. Productie op schaal, aanbestedingsregels en levenscycluskosten zullen bepalen of FIDO een breed verspreid instrument wordt voor landbeheerders en waterinstanties.

Tijdlijn van de tests en volgende stappen

Na de training in december meldde READI‑Net dat de laboratoriumtests deze winter zullen beginnen om de monsterverwerking en -conservering te valideren, en dat uitgebreide veldtesten gepland zijn voor de volgende zomer. Tijdens deze tests zal FIDO worden ingezet in omgevingen variërend van kleine zijrivieren uitgerust met USGS-watermeters tot kustmonitoring vanaf onderzoeksschepen en gerichte inzet in bekende corridors voor invasieve soorten. De resultaten van deze gefaseerde tests zullen uitwijzen of FIDO evolueert van een onderzoeksprototype naar een operationeel onderdeel van het instrumentarium voor vroege detectie.

Implicaties voor ecosystemen en beheer

Als autonome bemonsteraars zoals FIDO aan de verwachtingen voldoen, krijgen beheerders de beschikking over een nieuw type bewakingsapparatuur die het ruimtelijke en temporele bereik van eDNA-surveillance vergroot. Dat is om meerdere redenen belangrijk: het voorkomen van de vestiging van niet-inheemse vissen en ongewervelden beschermt de inheemse biodiversiteit; het vroegtijdig opsporen van pathogenen of schadelijke algenbloei kan de risico's voor recreatie en watervoorziening verminderen; en tijdige detectie kan publieke en private middelen besparen door kostbare uitroeiingsprogramma's in een later stadium te voorkomen.

De verklaring van de USGS benadrukte dat de ontwikkeling en het testen van FIDO een gezamenlijke inspanning is van meerdere USGS-centra en partners, en dat productnamen uitsluitend voor beschrijvende doeleinden worden gebruikt zonder dat dit een aanbeveling inhoudt. Onderzoekers en beheerders zullen de komende laboratorium- en veldtesten nauwlettend volgen om te zien of FIDO de belofte kan omzetten in een betrouwbaar systeem voor vroege waarschuwing.

Bronnen

• U.S. Geological Survey (USGS) — READI‑Net nieuws en programmamaterialen
• Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) — FIDO-ontwikkeling en trainingsmaterialen
• USGS Ecosystems Mission Area
• Northern Rocky Mountain Science Center (NOROCK) — READI‑Net-coördinatie en inzet