Met enorme, gebogen hoorns en een enorme gestalte - die meer dan vijf en een halve voet lang wordt en meer dan een ton weegt - roept de uitgestorven oerosstier visioenen op van een bijna mythisch wezen. De machtige runderensoort verschijnt door de geschiedenis heen, afgebeeld in grotschilderingen die 40.000 jaar oud zijn, gekenmerkt als een symbool van kracht in de oude Griekse architectuur, zelfs gebruikt als een strijdbeest tijdens het bewind van het Romeinse rijk.
Maar de machtige oerossen, een voorouder van modern vee, verdwenen in het begin van 1600 uit Europa. Tegenwoordig weten wetenschappers weinig over wat er is gebeurd met deze eens alomtegenwoordige soort.
Het grootste deel van zijn academische carrière is Mikkel Sinding, een paleogenomics-onderzoeker aan het Trinity College Dublin, gefascineerd door oerossen. Wat gebeurde er met de grote runderen die, slechts 500 jaar geleden, grote delen van Europa, Azië en Noord-Afrika zwierven? Werden oerossen uitgestorven, of werden de dieren geassimileerd in de binnenlandse genenpool? Hoe nauw zijn de oerossen verbonden met de moderne koe?
Om enkele lacunes in ons begrip van oerosevolutie op te vullen, zoekt Sinding naar genetische aanwijzingen uit het verleden. Genoomsequencing biedt een hulpmiddel om kleine afwijkingen in het DNA van de oeros te onderzoeken, onthullend hoe deze dieren leefden en misschien wat hen tot uitsterven bracht.
Het isoleren van oud DNA is al moeilijk genoeg. Het vinden van verschillende DNA-monsters van oeros is nog moeilijker. Het Nationaal Museum van Denemarken - waar Sinding oerossen heeft bestudeerd - heeft twee complete skeletten beschikbaar om te testen, maar het DNA van twee exemplaren biedt onvoldoende gegevens om de genetische geschiedenis van een hele Europese bevolking te achterhalen.
Sinding en zijn collega, geneticus Tom Gilbert, spraken met een curator in het Nationaal Museum van Denemarken toen ze op het idee kwamen om toegang te krijgen tot meer oerosmonsters voor DNA-testen. Het museum van Kopenhagen herbergt een verzameling middeleeuwse Scandinavische drinkhoorns, waarvan sommige groot genoeg zijn om uit oerossen te komen. Gilbert en Sinding bespraken de schaarste aan testbare artefacten toen de curator zei: "Heb je er niet aan gedacht om naar die horens te kijken?"
"Je bent een genie, " antwoordde Sinding.
Een bontparka, mogelijk uit Alaska of Siberië, met een kap waarvan wordt aangenomen dat het is gemaakt van vossenbont. (Nationaal natuurhistorisch museum, afdeling antropologie) Ondanks dit vroege enthousiasme had het team van Gilbert en Sinding geen hoge verwachtingen. DNA-testen kunnen een gedeeltelijk of geheel destructief proces zijn en curatoren neigen ernaar onderzoek af te keuren waarbij een deel van een artefact wordt afgebroken of vernietigd. "We dachten:" Er is geen enkele manier dat je die kunt proeven ", zegt Gilbert. Maar tot hun verbazing stemde het museum ermee in om Sinding zijn tests te laten uitvoeren.
“We wisten niet of het oeroshoorns zouden zijn. Het waren hoorns uit een culturele verzameling, 'zegt Sinding. Sommige hoorns in de collectie dateren uit de Grieks-Romeinse oudheid. In de late 13e eeuw ervoeren drinkhoorns een heropleving in populariteit bij de adel en geestelijken. De sierlijke hoorns - gemaakt van de uitgeholde keratineschede en verguld in goud, zilver of brons - werden gebruikt om koninklijke tafels te versieren. De grootste hoorn in de collectie van het Nationaal Museum van Denemarken werd door het Zweedse leger tijdens de Pools-Zweedse oorlog in de vroege 17e eeuw als oorlogsbuit gebruikt.
Sinding kreeg toegang tot zes hoorns uit de late 14e en vroege 15e eeuw: een jachthoorn van de laatste stier van de oeros en vijf middeleeuwse drinkhoorns. In een recent onderzoek gepubliceerd in The Journal of Archaeological Science, hebben Sinding en zijn collega's mitochondriaal DNA uit deze hoorns geëxtraheerd om een vrijwel volledig mitochondriaal genoom te creëren (bestaande uit DNA uit de vrouwelijke lijn). Op basis van het genetische bewijs en de grootte van de hoorns concludeerden Sinding en zijn team dat ten minste vier van de drinkhoorns waarschijnlijk afkomstig waren van de laatste populatie oerosstieren om door de vlaktes van Europa te zwerven. Drie van de hoorns bevatten een specifieke genetische sequentie die alleen in pure oeros voorkomt.
Naast het ontdekken van ontbrekende hoofdstukken uit de natuurlijke geschiedenis van oeros, identificeerde de studie ook onbedoeld de collectie Scandinavische drinkhoorns van het museum als een van 's werelds grootste bevestigde collecties oerosmonsters. Het werk van Sinding herinnert eraan dat culturele collecties in deze instellingen - waar onderzoek zich vaak richt op menselijk gedrag - ook gevuld zijn met artefacten gemaakt van dierenhuiden, tanden, klauwen en verschillende andere overblijfselen van uitgestorven fauna.
Normaal nemen wetenschappers monsters uit natuurhistorische collecties die specifiek zijn gereserveerd voor testen. Maar meer en meer hopen natuurhistorische onderzoekers en genetici artefacten van achter het glas te halen.
Door het combineren van biologie, archeologie en scheikunde is het veld van paleogenomica van start gegaan, zegt Matthew Collins, een bioarcheoloog aan de Universiteit van York, bekend om zijn werk bij het extraheren van dierlijk DNA uit middeleeuws perkament. Er is een "echte explosie" van interesse geweest, vooral wanneer onderzoekers beseffen dat ze "kunnen rijden op de vooruitgang van de technologie."
Onder die duikers in deze nieuwe onderzoeksmogelijkheden is Tatiana Feuerborn in het Nationaal Museum van Denemarken. Ze bestudeert het DNA in oude kleding, met name in kleding gemaakt van de vacht van sledehonden en wolven. Met hulp van Sinding navigeerde Feuerborn door de musea om haar dierenhuidmonsters te kopen.
De meeste van deze diermonsters zitten al meer dan honderd jaar onaangeroerd in historische collecties, verzameld door onafhankelijke ontdekkingsreizigers die het Noordpoolgebied hebben doorkruist om meer te leren over inheemse culturen, volgens Feuerborn. Nu gebruikt ze de kleding om de evolutie van sledehonden te bestuderen.
"We halen twee verschillende levens uit deze materialen, " zegt Feuerborn. Het eerste leven biedt historische context over de honden en de culturen die ze hebben gefokt. Het tweede leven geeft "inzicht in de hond zelf, zijn levensduur, een algemeen idee van zijn genetische samenstelling."
"Het gekke is dat je je realiseert dat in kunstgalerijen, musea, archieven veel dingen zijn opgeslagen omdat ze mooi of belangrijk of zelfs gewoon zijn, " zegt Collins. "Kleding, juridische tekst over land, al dit soort dingen die zijn gemaakt van planten en dieren - linnen, wol, leer, hoorn - het draagt allemaal ook een biologisch signaal."
Voor wetenschappers zoals Sinding, Feuerborn en Collins zitten deze archeologische collecties boordevol over het hoofd geziene gegevens. Veel collectiesbeheerders en conservatoren willen echter hun kostbare exemplaren niet laten prikken en onderzoeken.
Collins worstelde eerst om perkamentmonsters te krijgen voor zijn onderzoek. “We spraken met het hoofd van de archieven [aan de universiteit van Cambridge] en hij vond dit een heel cool idee. Ik had niet de moeite genomen om met de conservatoren te praten, die dachten dat dit een buitengewoon cool idee was. '
Een van de overgebleven exemplaren van de Magna Carta van 1215, geschreven op perkament gemaakt van schapenhuid. (Britse bibliotheek) Martin Appelt, curator van etnografische collecties in het Nationaal Museum van Denemarken, is verantwoordelijk voor het verlenen van toestemming aan onderzoekers om artefacten te proeven voor DNA-studies. Appelt begint elk project altijd met zichzelf te herinneren aan een enkel principe: "Als u besluit het hele artefact aan een soort destructieve analyse te besteden, zult u het waarschijnlijk niet meer kunnen krijgen."
In de kern is DNA-extractie destructief en invasief. De omvang van de vernietiging hangt af van de aard van het artefact. Om Feuerborn DNA uit een kledingstuk te extraheren, heeft ze een monster nodig van ongeveer de helft van een perforator. Het schrapen van geschraapt keratineschaafsel uit het binnenste deel van de drinkhoorns. En Collins kon zijn werk bijna helemaal niet voltooien - nadat hem de toestemming was geweigerd om het perkament direct te bemonsteren, mocht hij het stof dat tijdens de reguliere schoonmaakbeurt uit de documenten was gevallen, verzamelen.
Over het algemeen begrijpen wetenschappers de zorgen over het bemonsteren van een beperkt aanbod aan historische artefacten. "Ik zou willen dat eigenlijk meer musea nee zouden zeggen, " zegt Collins. "Want als je nadenkt over de mate waarin collecties van fossielen zijn bemonsterd voor het oude DNA, als je naar musea gaat, zul je zoveel delen van de collectie zien met kleine inkepingen van botjes weggesneden of ingeslagen."
Terwijl genetische bemonsteringstechnologieën verbeteren, werken curatoren aan een evenwicht tussen conservering en onderzoek. "Het is in het algemeen een uitdaging om het veld aan te pakken", zegt Tim Cleland, een moleculaire paleontoloog aan het Smithsonian's Museum Conservation Institute. "Met zowel proteomics als antiek DNA hebben we steeds minder materiaal nodig om mee te werken, en naarmate we verder gaan, worden de monsters steeds kleiner omdat de informatie beter wordt."
Zelfs met deze vooruitgang is een verantwoorde bemonstering van beperkte middelen cruciaal. Musea zijn eerder verbrand door interactie met onderzoekers, zegt Enrico Cappellini , professor bij EvoGenomics aan het Natural History Museum in Denemarken. Cappellini werkt met zeldzame en kostbare exemplaren, van klassieke schilderijen tot duizend jaar oud tandglazuur. " Mensen gaan soms naar musea, benaderen ze, nemen de monsters en verdwijnen dan, " zegt Cappellini. "Als de analyse niet zo succesvol is als wordt vermoed, nemen mensen niet eens de moeite om een basisrapport voor het museum te schrijven voor hun administratie, en als gevolg daarvan is hun bereidheid om monsters te leveren niet zo hoog."
Deze basisrapporten zijn bedoeld om musea te helpen de distributie van hun collecties te volgen en informatie te verstrekken over de aard van het onderzoek en de resultaten van het onderzoek. Helaas, zegt Cappellini, nemen te weinig wetenschappers de tijd om deze rapporten in te vullen.
"[Het National Museum in Londen] had 70 monsters vrijgegeven voor destructieve analyse, en zij ontvingen slechts rapporten over een handvol, " zegt Collins. “Ik bedoel letterlijk, vijf of zoiets, en ze hadden alleen materiaal terug gekregen van twee of drie. De rest was net de ether in gegaan. '
Sommige instellingen hebben meer rigide systemen om verspillend gedrag te bestrijden. In Smithsoniaanse musea is er bijvoorbeeld 'zeer krachtig toezicht op monsters', zegt natuurwetenschapper Caroline Solazzo. Ze legt uit dat zodra een onderzoeker toestemming krijgt om een waardevol monster te gebruiken, "we ervoor zorgen dat iedereen weet waarvoor het monster zal worden gebruikt, hoeveel er daarna nog over is en we sturen monsters terug."
Curatoren staan over het algemeen positief tegenover het onderzoek dat wetenschappers hopen te bereiken, maar ze zijn ook de rentmeesters van zeldzame, historische objecten zoals decoratieve drinkhoorns, historische documenten en kostbare kledingstukken. Onderzoekers zullen altijd beweren dat hun technieken verfijnder zijn of dat hun doelstelling echt innovatief is.
"Er is altijd een evenwicht tussen wat er op het gebied van kennis kan worden opgedaan en wat we moeten opofferen met betrekking tot deze beperkte bron, " zegt Appelt.
