Mammoeten aten madeliefjes
Tijdens de laatste IJstijd leefde de mammoet. Nederlandse onderzoekers vonden resten van de Yukagir-mammoet in 2002 tijdens een expeditie in Siberië. In Leiden bestudeerden ze de mest uit de dunne darm van deze Yukagir met microscopisch- en DNA-onderzoek. Ze ontdekten wat de mammoet in die tijd at en hoe zijn leefomgeving er uit zag. En dit was iets heel anders dan tot nog toe werd gedacht!
Tijdens de IJstijd, zo'n 20.000 jaar geleden, was vrijwel al het water in landijskappen vastgelegd. Hierdoor waren veel randzeeën drooggevallen. Dat betekende voor de mammoet dat het eenvoudig was om zich te verspreiden over grote delen van de wereld. De mammoeten leefden vooral in toendra- en permafrostgebieden van noordelijk Europa, Azie en Noord-Amerika.
Tussen het groen?
- Mest van een mammoet (foto: Jan van Arkel)
Volgens plantenonderzoekers leefde de mammoet in voedingsarme vegetaties. Dit baseerden zij op onderzoek naar pollensedimenten. Zoölogen dachten er echter anders over. Volgens hen moet de vegetatie tijdens de IJstijd heel productief zijn geweest. Er leefde namelijk een grote variëteit aan zoogdieren. Naast mammoetresten zijn ook botten gevonden van bizons en reuzeherten. De hoeveelheid fauna die toen rondliep is nu alleen nog op de Afrikaanse savanne te vinden.
Het was het woord van de plantenonderzoekers tegen de zoölogen, maar wie had er nu gelijk? DNA-onderzoek van de fossiele mest in de dunne darm van de wolharige Yukagir-mammoet gaf het antwoord.
Wat DNA en de microscoop vertellen
Onderzoekers van het Nationaal Herbarium in Leiden kregen een stukje van het permafrost materiaal van de mest per expres toegestuurd. Het materiaal was met veel zorg verkregen. De onderzoekers van de expeditie werkten met handschoenen en een mondkapje om het materiaal te beschermen tegen besmetting. Dit is nodig om het DNA in het materiaal, oud DNA, zo goed mogelijk in tact te houden. De Leidse onderzoekers bewaarden het materiaal in de koelkast, zodat het goed bruikbaar bleef voor hun onderzoek.
Voordat de onderzoekers DNA isoleerden uit de fossiele mest, bekeken ze het materiaal onder de microscoop. Hieruit bleek dat de pollen en plantenresten in de mest vooral van grassen afkomstig waren. Ze vonden ook kleine wilgentakjes en verschillende kruiden en mossen. Interessant was de vondst van schimmels (Ascomycetes) in de mest. Omdat er geen galzuren in de mest zitten, gaan de onderzoekers er van uit dat de mammoet zijn eigen uitwerpselen at. Hierdoor kreeg de mammoet schimmels binnen die de vertering bevorderden.
Uit de DNA analyses kwamen aanvullende gegevens naar voren, die met de microscoop niet te detecteren waren. UIt de mest konden tien verschillende planten DNA sequenties worden gehaald. Naast de wilgen, grassoorten en schimmels bleek de mammoet ook madeliefjes (Bellis), duizendblad (Achillea), margriet(Leucanthemum), dotterbloemen (Caltha palustris) en sleutelbloemen (Primulaceae) te hebben gegeten. De mammoet leefde dus helemaal niet op een kale toendra, maar juist op een voedselrijke steppe.
Ancient DNA lab
- Ancient Lab in Leiden (foto: Barbara Gravendeel)
Voor het DNA onderzoek maalden de onderzoekers fossiele poep fijn om er vervolgens DNA uit te isoleren. Omdat het hier ging om oud DNA, kon dit onderzoek niet uitgevoerd worden in een gewoon laboratium. Ze gebruikten een speciaal Ancient (Oud) DNA lab.
Een Ancient lab is vrij van modern DNA. Modern DNA is namelijk overal aanwezig en kan het kleine beetje oud DNA onzichtbaar maken in een analyse. Stel dat je DNA extracties van oud DNA in een gewoon lab doet, dan krijg je een combinatie van sequenties van oud en modern DNA (contaminatie). In de labruimte dragen onderzoekers daarom speciale pakken. Ook wordt de ruimte ontsmet met UV stralen, zodat het aanwezige moderne DNA afgebroken wordt. Verder gebruiken de onderzoekers alleen wegwerpmateriaal.
Naast het steriel werken voerden de onderzoekers de DNA isolatie ook meerdere malen uit. Wanneer de resultaten vergelijkbaar zijn, weet je zeker dat er geen contaminatie is door modern DNA. Om helemaal zeker te zijn van de uitkomsten deden de onderzoekers het experiment ook nog eens over in een ander Ancient Lab in Oxford.
Niet alleen het Nationaal Herbarium doet onderzoek gerelateerd aan mammoeten. Ook in Naturalis, een museum in Leiden, weten ze inmiddels veel van de mammoet af. Daar ligt namelijk de de grootste mammoetverzameling ter wereld. De collectie bevat 7500 mammoetbotten. Ook Dick Mol verbonden aan het Natuur Museum Rotterdam doet onderzoek naar mammoeten. Hij maakte deel uit van de expeditiegroep die de Yukagir-mammoet vond.
