‘Het is bijna onmogelijk om een muis in het veld te zien eten’, vertelt bioloog en promovendus Kevin Groen. ‘Laat staan dat je precies kan zien wát hij eet.’ Samen met ecoloog Krijn Trimbos ontwikkelde hij een nieuwe methode om muizenpoep te analyseren.

Dat lijkt triviaal, maar weten wat een muis eet, is belangrijk om te kunnen achterhalen hoe pesticiden zich door een ecosysteem verspreiden. Wil je bijvoorbeeld weten wat er gebeurt met pesticide-coating op zaden, dan zul je moeten achterhalen hoeveel van die zaden worden opgegeten.

‘Zaadjes van uien en wortels, twee soorten die vaak een pesticiden-coating krijgen, zijn bijzonder klein’, legt Trimbos uit. ‘Muizenpoepjes zijn ook al niet te groot. Als je moet kwantificeren hoeveel zaden ze hebben gegeten en dus hoeveel toxische stof ze hebben binnengekregen, dan moet je eindeloos in een microscoop staren. En zelfs dan vind je uiteindelijk nog heel weinig omdat er weinig van de zaadjes overblijft in de keutels.’

Bosmuizen vangen

Samen met chemieconcern Bayer en het Duitse Julius Kühn-Instituut ontwikkelden Groen en Trimbos daarom een nieuwe methode om het dieet van muizen te achterhalen. In plaats van te turen naar keutels, meten ze de hoeveelheid DNA van plantenzaden die in muizenkeutels achterblijft. Trimbos: ‘We gaven een aantal muizen een gerichte hoeveelheid wortel- of uienzaad. Daarna keken we of er een evenredige hoeveelheid DNA van dat zaad in de poep zat.’

Hun Duitse collega’s gingen het veld in om bosmuizen te vangen en die mee te nemen naar het lab. Daar kregen ze allemaal hun eigen verblijf en dagelijks een exacte hoeveelheid voer. Groen: ‘De muizen kregen een soort pellets waarin de uien- en wortelzaden verwerkt waren, maar ook gemalen tarwe en meelwormen. Als ze die niet aantrekkelijk genoeg vonden werd er nog een soort pindakaas op gesmeerd om het extra smakelijk te maken.’

lke muis kreeg dagelijks het equivalent van één of vijf zaadjes, in de hoop dat het verschil tussen die hoeveelheden duidelijk terug te zien zou zijn in de poep.

Groen is opgelucht dat hij één deel van het onderzoek kon uitbesteden: alle keutels verzamelen. ‘Die zijn minuscuul klein. De Duitse onderzoekers hebben elk drolletje uit een bak met zaagsel moeten vissen. Als je er eentje over het hoofd ziet mis je potentieel een groot deel van het DNA dat je wil meten. Het is erg arbeidsintensief.’

De met pijn en moeite verzamelde keutels werden vervolgens opgestuurd naar Leiden waar Trimbos en Groen ze analyseerden met een nieuwe techniek, de zogenoemde Droplet Digital PCR. Hierbij worden duizenden microscopische druppeltjes gevormd, met in elk van die druppels een PCR-reactie die DNA vermenigvuldigd. Door te meten in hoeveel van de druppels zich uiteindelijk DNA bevindt, in plaats van naar de totale hoeveelheid DNA te kijken, krijg je een veel betrouwbaarder resultaat, aldus de onderzoekers.

Snelle stofwisseling

Er waren duidelijk verschillen te zien tussen muizen die maar één zaadje aten en muizen die er vijf mochten. Bovendien ontdekken Groen en Trimbos dat het overgrote deel van planten-DNA de muis binnen een etmaal weer verlaat. De grootste bulk van het planten-DNA zelfs binnen acht uur.

Trimbos: ‘Muizen hebben een heel snelle stofwisseling. Dat is mooi: als je in het wild in een verse keutel DNA van een bepaalde plant aantreft, weet je dat die hoogstwaarschijnlijk in de laatste acht uur is gegeten. Dat maakt je bevindingen nauwkeuriger.’

Nu de techniek goed werkt, zijn de biologen begonnen aan hun vervolgonderzoek. Groen: ‘De volgende stap is kijken of we ook de verschillen tussen een tot en met twintig zaden kunnen zien. Daar maken we dan een kalibratie-curve van, die we kunnen gebruiken om keutels die we in het veld vinden mee te onderzoeken en zo een beeld te krijgen van hoe pesticiden zich daadwerkelijk in het milieu verspreiden.’

De techniek werkt voor wortel- en uienzaad, maar wie ook andere soorten voedsel wil bekijken zal eerst de hele kalibratie moeten doorlopen - inclusief het zoeken van minimuizenkeutels in een bak zaagsel.