Opsporing en identificatie van invasieve planten in Nederland door Leni Duistermaat (NCB Naturalis, Sectie NHN-Leiden) Symposium Vitaal ondernemen in het Q-tijdperk? 22 juni 2010, Naturalis, Leiden Inhoud Inleiding: - Waarom invasieve plantensoorten - Consortium partners en werkpaketten Resultaten: kennisverdieping, baanbrekende aspecten, meerwaarde naast andere initiatieven Kennisborging Toekomst Invasieve soorten Soorten die door menselijk handelen in nieuwe gebieden terecht komen en daar overlast veroorzaken: economie, gezondheid, biodiversiteit Jong vakgebied: C.S. Elton (1958) Convention Biological Diversity (CBD, 2005): opstellen en uitvoeren beleid t.a.v. invasieve exoten Worden alle exoten ook invasief? Tens Rule (Williamson, 1997) Beste voorspeller: soort heeft elders trucje al laten zien Klimaat: modelleren Nederland Breeding and propagation Distributie centrum Perspectief handeling invasieve soorten 1. Preventie: wetgeving, convenanten 2. Verwijdering: vroegtijdige signalering 3. Beheersing: maatregelen om probleem beheersbaar te maken (bv maaien, waterkwaliteit) Geschikt biotoop: open niches, voedselrijkdom Soorteigenschappen: concurrentiekracht, groeivorm, Afwezigheid ziekten en plagen: enemy release theorie Nog veel onduidelijk Impatiens glandulifera Reuzenbalsemien Niches: geologisch jong, menselijke invloed, waterrijk, voedselrijk Vereisten: Welke soorten Hoe te herkennen Public awareness 1
LNV / FES-programma Versterking Infrastructuur Plantgezondheid Ziekten & Plagen: Virussen, Schimmels, Insecten Invasieve plantensoorten (2007-2010/11) NHN-Leiden PD PRI NHN / FLORON Freek Bakker Edu Boer Leni Duistermaat René v. Moorsel Baudewijn Odé Theo Peterbroers Luc Willemse PD Maarten Steeghs Johan v. Valkenburg Roelf Pot Stagiaires Daniël van Denderen Marie Anne Frenken Thijs Groenewegen Carlo Tomas LNV-project (FES-gelden) PRI Bert Lotz René Smulders Tanja Speek Clemens. v.d. Wiel Hortus Botanicus Leiden Paul Kessler Gerda van Uffelen Art Vogel (2007-2010/11) Werkpakket 1: collecties Kennisverdieping: voorspelbaarheid invasiviteit (AIO) Opbouw informatiesysteem (potentieel) invasieve plantensoorten Selectie soorten: elders invasief, q-soorten, in handelsstromen Inventarisatie huidige collecties Verzamelen relevante informatie Werkpakket 2: sequenties en taxonomie Morfologische soortbeschrijvingen Knelpuntenanalyse morfologie mbt identificatie Verkenning mogelijkheden moleculaire diagnostiek: pilot DNA-barcoderen (1 + 4 soorten) Werkpakket 3: Digitale sleutels en visuele hulpmiddelen tbv inspectie Zaden, kiemplanten, aquatische planten, bonsai-onkruiden en andere terrestrische soorten Foto s en tekeningen Gebruikers Beleidsmakers Inspecteurs Terreinbeheerders Particulieren -is dit een lastige soort -in welk opzicht lastig -doorgeven van waarnemingen of opmerkingen mbt invasieve plantensoorten Onderzoekers: internationale profilering Engelstalige èn Nederlandstalige site gewenst Resultaten voorspellen invasiviteit: Invasiviteit beschouwd op twee schalen Regional scale Local scale Resultaten voorspellen invasiviteit Plant trait Regional scale Local scale Origin non-european>european Life form thero>hemi Height + Polyploidy polyploid>diploid Period of flowering + Vegetative lateral spread + Onset of flowering Long distance dispersal Reproduction type Pollination vector Selfing 2
Resultaten voorspellen invasiviteit 140 120 Resultaten:databank Resultaten: Database met 156 soorten (waarvan 50 met volledige info) Regionaal Regional abundance 100 80 60 40 20 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450-20 -40 Residence time (years) Lokaal Local dominance (%) 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Residence time (years) Voorbeeld van info: Hydrocotyle ranunculoides Voorbeeld van info: Hydrocotyle ranunculoides Actuele verspreiding NL (Bron: FLORON / FLORBASE) Q-bank tov andere Invasieve (planten-)soorten databases, bv: Global Invasive Species Database! DAISIE! vanaf 1842 Nieuwe inzichten Geïllustreerd NOBANIS Identification key to marine invasive species in Nordic waters Q-Bank Beeldgestuurde identificatie Toekomstbestendig: potentieel invasief Q-soorten 3 e landen 3
0.005 Q-bank Invasive Plants Determinatie Ambrosia met klassieke sleutel loopt vast op definitie zaad Determinatie Ambrosia zaad na 3 simpele keuzes m.b.v. beeldgestuurde sleutel Ambrosia zaad & kelk zaad Beeldgestuurd! Voorzien: Zaden Kiemplanten Aquatische planten Terrestrische planten (incl. bonsai-onkruiden) Totaal Bidens zaad Digitale sleutel Bonsai-onkruiden Digitale sleutel Kiemplanten DNA barcoding examples: Hydrocotyle ranunculoides Hranu HDN 417 Hranu RRP 1 Hranu RRP 2 Hranu VV 3280 Hranu VV 3276 Hranu VV 3261 H. ranunculoides Hranu Dui 424 Hranu Dui 425 Hranu Gsn 5Jul Hranu Gsn 13Jul Moleculaire ondersteuning voor herkenning twee morfologisch gelijkende soorten: Hranu Dui 430 Hranu VV 3331 Hranu Gsn 20Jul Hspec VV 3332 Hspec VV 3255 Hleuc VV 3279 H. leucocephala Hleuc VV 3338 Hleuc VV 3345 Ludwigia grandiflora Waterteunisbloem Hleuc TMP 9276 > H. leucocephala Herbariummateriaal: Hleuc TMP 9253 DNA kwaliteit Hsibt M 19692 H. sibthorpioides Hspec VV 3346 Soort? Hvulg VV 3307 Herkomst M.Amerika Hvulg VV 3318 H. vulgaris Hvulg Dui 428 Hvulg Dui 429 Hvulg Dui 431 H. vulgaris / H. verticillata Hvulg VV 3358 Hnoze VV 3347 H. novae-zelandiae H. sibthorpioides Hsibt VV 3270 Hsibt VV 3252 Hvert VV 3319 H. verticillata Hvert VV 3359 Hvert VV 3282 Van de Wiel et al., Molecular Ecology Hvert VV 3251A Resources (2009) 9, 1086 1091 Hvert VV 3344 4
Mystery Myriophyllum DNA barcoding examples: Myriophyllum aquaticum / M. heterophyllum Invasieve soorten: overlast in watergangen Mystery Myriophyllum: steriel DNA barcoding examples: Myriophyllum M. scabratum Z.O. Azië: M. tenellum? Hongarije: M. heterophyllum of hybride M. simulans 14.0 M. heterophyllum M. spicatum M. tuberculatum M. aquaticum M. verticillatum M. scabratum Myr_3266-trnH Myr_3267-trnH > M. propinquum Myr_3326-trnH Myr_3353-trnH Myr_3373-trnH M. scabratum Myr_3399-trnH Myr_3401-trnH Myr_3411-trnH Myr_3413-trnH Myr_3424-trnH Myr_419-trnH Myr_422-trnH_1287 Myr_421-trnH_1287 Myr_423-trnH_1287 Myr_B6-trnH Myr_B8-trnH Myr_B9-trnH Myr_H3-trnH Myr_S3-trnH Myr_3254-trnH Myr_3349-trnH Myr_3305-trnH Myr_3333-trnH Myr_3441-trnH Myr_3456-trnH Myr_3342-trnH Myr_3298-trnH_1287 Myr_426-trnH_1287 Myr_3329-trnH_1287 Myr_K2-trnH_1287 Myr_3294-trnH Myr_418-trnH Myr_H4-trnH-1287 Myr_W60-trnH Myr_3412-trnH Myr_3406-trnH Myr_3369-trnH_1287 Myr_3334-trnH Myr_3440-trnH Myr_3350-trnH Myr_3410-trnH Myr_Wiel6-trnH M. alterniflorum Myr_3371-trnH_1287 Myr_3372-trnH Myr_3419-trnH Myr_3405-trnH-1299 Myr_461-trnH Myr_3370-trnH_1287 Myr_3343-trnH Myr_B7-trnH Standaard fotografie Gewone waternavel (Hydrocotyle vulgaris) Rode myriophyllum (Myriophyllum matogrossense ) 12 10 8 6 Nucleotide Substitutions (x100 4 2 0 Variabiliteit binnen een soort Hydrocotyle ranunculoides (cultuur) Hydrocotyle verticillata (Israel) vruchtdragend onder struiken 1 cm in lage vegetatie vegetatief Tekeningen gemaakt in Consortiumverband Vergelijkingstabel Waterpestachtigen (Veldgids Invasieve Waterplanten) Samenvattend: Vernieuwende aspecten Voorspellen invasiviteit Database met beeldgestuurde identificatie en links vanuit sleutel naar q-bank Soortselectie toekomstgericht Nieuwe inzichten door bijeenbrengen informatie Nieuwe inzichten morfologische variabiliteit en identificatie Positieve resultaten moleculaire toetsen: DNAbarcoderen (en in ontwikkeling: herkomst, detectie hybriden) Illustratie-materialen Kruisbestuiving praktijk - wetenschap 5
Kennisborging Koppeling van informatie en foto s aan goed gedocumenteerd herbarium materiaal (oude collecties en nieuw verzameld) Consortium collectie J.v.Valkenburg 3490 (import) Cabomba caroliniana Foto 3490-a Foto 3490-c Toekomst Wat is er nodig? Technisch onderhoud van het systeem Up-to-date houden van de informatie (bestaande records en nieuw toe te voegen records; incl. lifelinks naar NDFF, GBIF) Aanpak taxonomische problemen Verder ontwikkelen moleculaire identificatie technieken Toekomst Hoe te bewerkstelligen? Alleen te garanderen met permanente bemensing; niet ad-hoc inhuren Meerwaarde samenwerking handel, praktijk, waterschappen, natuur, wetenschap, inventarisatie Historsiche collectie uit gebied van oorsprong, geïdentificeerd door taxonomisch specialist Dankwoord Consortium partners College van Toezicht Stuurgroep Versterking Infrastructuur Plantgezondheid Hortus Botanicus Leiden (kweekfaciliteiten!) Discussies, adviezen, plantenmateriaal: Ahmed, S. Andeweg, R. Barber, J. Bergh, B.vd Bodelis, M. Branquart, E. Bruinsma, J. Brunel, S. Cabrera Walsh, G. Charles, L. Clifton, P. Coetzee, J. Dugdale, T. Gravendeel, B. Groenendijk, J. Holverda, W. Hort. Bot. Leiden Hussner, A. Jabas, B. Lammers, W. Lee, S. Lloyd, S. Martin, D.G. Officer, D. Peirce, J. Rayner, B. Reeves, A. Robert, V. Rotteveel, T. Schooler, S. Schotman, C. Tamis, W. Toussaint, B. Triest, L. Vos, J. Vrieling, K. Watterlot, A. 6