Miljoen jaar oud mammoet-dna uit kiezen verkregen

Het is gelukt om ruim één miljoen jaar oud dna uit mammoetresten te isoleren. Dat schrijft een internationaal onderzoeksteam deze week in Nature. Het dna biedt inzicht in de evolutie van mammoetsoorten. Gedurende het vroege Pleistoceen (2,5 tot 0,8 miljoen jaar geleden) waren er in oostelijk Siberië twee genetische mammoet-lijnen aanwezig. Uit de ene lijn (die van de steppemammoet) ontstond zo’n 700.000 jaar geleden de wolharige mammoet; de andere lijn bestond uit tot nu toe onbekende ‘Krestovka-mammoeten’. En uit een kruising tussen die twee lijnen ontstond vervolgens de Noord-Amerikaanse mammoetsoort Mammuthus columbi.

De onderzoekers trekken hun conclusies op basis van dna afkomstig uit drie mammoetkiezen, gevonden op verschillende plekken in Noordoost-Siberië. Eén kies is rond de 700.000 jaar oud, en lijkt op die van een wolharige mammoet, de twee andere kiezen zijn ruim één miljoen jaar oud. De een-na-oudste kies lijkt op de kies van een steppemammoet. De oudste lijkt daar qua uiterlijk ook op, maar is genetisch gezien heel verschillend: dit is de kies van de Krestovka-mammoet, genoemd naar de vindplaats.

Kunststukje

Zulk oud dna analyseren is een kunststukje op zich; tot nu toe was het oudste geanalyseerde dna afkomstig uit het voetbeentje van een prehistorisch paard, dat tussen de 560.000 en 780.000 jaar geleden leefde. „Dat het nu gelukt is met nog ouder materiaal, is deels te danken aan de goede staat waarin de mammoetkiezen verkeerden”, vertelt hoofdauteur Tom van der Valk via een online videoverbinding vanuit Uppsala, waar hij werkt voor de NBIS (National Bioinformatics Infrastructure Sweden). „Met speciale isolatietechnieken konden we kleine restjes dna uit die kiezen isoleren. In het lab dragen we altijd speciale pakken en hangen er uv-lampen aan het plafond, zodat de samples niet verontreinigd raken.”

In het huidige onderzoek lag de focus op de reconstructie van het genetisch materiaal uit de mitochondrieën, celorganen die de cel van energie voorzien. Bij het prehistorische-paarden-onderzoek, in 2013 in Nature gepubliceerd, ging het om vrijwel het complete genoom, gebaseerd op dna uit de celkern . Van der Valk: „Van de 700.000-jaar-oude mammoet uit ons onderzoek hebben we naast het mitogenoom ook nagenoeg het complete genoom kunnen reconstrueren. Bij de twee oudere mammoeten hebben we naast het mitogenoom slechts een deel van het complete genoom in kaart kunnen brengen, omdat er nog maar heel weinig dna in de samples aanwezig was.”

Onbekende mammoetlijn

De kies van de Krestovka-mammoet vertegenwoordigt een genetische mammoetlijn die nog niet eerder bekend was, zegt Van der Valk. „Maar het is op basis van die ene kies nog niet mogelijk om te zeggen of het echt een andere soort was, of eerder een ondersoort van de steppemammoet.” Wel blijkt uit de genoomreconstructies dat de Amerikaanse mammoet Mammuthus columbi ontstond uit een kruising tussen deze Krestovka-mammoet en de wolharige mammoet. Mogelijk, zo schrijven de auteurs in het Nature-artikel, trok de Krestovka-mammoet al zo’n 1,5 miljoen jaar geleden Noord-Amerika binnen. Van der Valk: „Ruim 400.000 jaar geleden kan die dan vervolgens gezelschap hebben gekregen van een kleine populatie wolharige mammoeten. En daaruit ontstond dan een nieuwe, hybride soort: de Amerikaanse mammoet. Maar voorlopig kunnen we slechts speculeren over hoe, waar en wanneer die kruising precies heeft plaatsgevonden.”

Steppemammoet was harig

De genoomreconstructies brengen nóg iets interessants aan het licht, vertelt Van der Valk. „Van de wolharige mammoet weten we dat hij een uitzonderlijk lange, warme vacht had, en enkele andere aanpassingen aan een extra koud klimaat, zoals bruin-vet-reserves. Maar vooralsnog was onduidelijk of die aanpassingen vrij abrupt ontstonden, of geleidelijk. Uit onze reconstructies blijkt nu dat ook de voorouder van de wolharige mammoet – de steppemammoet, dus – al genen had die voor extra haargroei en bruin vet zorgden. Als je hedendaagse tekeningen van steppemammoeten ziet, dan zijn die altijd heel kaal, vergelijkbaar met een Aziatische olifant. Maar vermoedelijk was de steppemammoet veel hariger dan altijd wordt gedacht.”