DNA van uitgestorven holenbeer in moderne beren ontdekt

Afgezien van de afstammingslijn van de mens is het de eerste keer dat prehistorisch DNA is aangetroffen in moderne dieren.Thursday, August 30, 2018

Door Michael Greshko
Een grizzlybeer (een Noord-Amerikaanse bruine beer) snuift de wind op om de geur van voedsel of gevaar te kunnen waarnemen. Een klein deel van het DNA van deze beer is waarschijnlijk afkomstig van uitgestorven holenberen die tienduizenden jaren geleden met bruine beren paarden.

Meer dan honderdduizend jaar leefde de holenbeer in heel Europa en Azië, maar na een langzame, duizenden jaren durende periode van achteruitgang stierf het machtige dier rond 24.000 jaar geleden uit, vermoedelijk als gevolg van de jacht, natuurlijke klimaatverandering en concurrentie met mensen om geschikte habitats.

Uit deze definitieve winterslaap is geen holenbeer ooit ontwaakt, maar het DNA van de roofdieren leeft voort: uit nieuw onderzoek dat afgelopen maandag in het vakblad Nature Ecology and Evolution verscheen, blijkt dat 0,9 tot 2,4 procent van het DNA van moderne bruine beren afkomstig is van hun uitgestorven voorgangers.

Het is nog maar de tweede keer dat onderzoekers de genen van een uitgestorven wezen uit de IJstijd in moderne verwanten hebben aangetroffen. Het eerste voorbeeld was de mens: tussen 1,5 en 4 procent van het genoom van niet-Afrikaanse mensen is afkomstig van neanderthalers, als gevolg van seksuele contacten tussen deze prehistorische soort en onze vroege voorouders.

“Officieel zijn holenberen natuurlijk uitgestorven, maar dat betekent niet dat hun genenpool is verdwenen, want ze leven voort in het genoom van deze levende dieren,” zegt Axel Barlow, postdoc-onderzoeker aan de Universität Potsdam en een van de hoofdauteurs van de nieuwe studie.

Het onderzoek bevestigt ook de stelling dat er tussen sommige soorten geregeld seksuele contacten plaatsvinden. Zo vertoont het DNA van jaks en Tibetaanse runderen sporen van kruisingen, evenals het DNA van varkenssoorten waarvan de gemeenschappelijke voorouders miljoenen jaren geleden leefden. In een paar gevallen hebben bruine beren en ijsberen onderling gepaard. En nog maar enkele dagen geleden maakten onderzoekers bekend dat ze een tienermeisje met een neanderthaler als moeder en een Denisova-mens als vader hebben ontdekt, een vondst die mogelijk wijst op wijdverbreide kruisingen tussen verschillende soorten vroege mensachtigen.

“De ouderwetse opvatting luidt dat een soort zich afbakent van een andere soort doordat er tussen soorten onderling geen kruising plaatsvindt,” zegt Rasmus Nielsen, een geneticus van de University of California in Berkeley die niet bij het nieuwe onderzoek was betrokken. “Dit artikel maakt deel uit van een hele reeks publicaties waarin die wijdverbreide opvatting ter discussie wordt gesteld.”

Trage voortplanting?

Om te bepalen waarom de holenbeer uitstierf, wilden Barlow en zijn onderzoeksteam kijken naar de manier waarop holenbeerpopulaties zich in de loop der tijd hebben uitgebreid en weer zijn gekrompen. Gegevens daarover konden ze afleiden uit DNA dat werd gevonden in de gehoorbeentjes van vier holenberen, die ruim 35.000 jaar geleden leefden.

De onderzoekers vergeleken hat algemene genoom van de holenbeer eerst met dat van de ijsbeer en de bruine beer. Het was duidelijk dat de verwantschap tussen de beide moderne soorten nauwer was dan die tussen beide soorten en de holenbeer. Maar het beeld werd wat ingewikkelder toen de onderzoekers variaties in het genoom van afzonderlijke beren begonnen te tellen.

Omdat het genoom van dieren erg omvangrijk is, is er meer dan genoeg ruimte voor willekeurige variaties van bepaalde genen. Alleen al door het toeval kunnen dezelfde genen bij dieren die verre verwanten van elkaar zijn toch erg op elkaar lijken, terwijl dezelfde genen bij nauw verwante dieren er juist verschillend kunnen uitzien. Als er geen kruisingen tussen twee soorten plaatsvinden, zijn dit soort variaties in gelijke mate opgebouwd, omdat het toeval de kans op variaties van beide zijden gelijktrekt. Maar die situatie troffen de wetenschappers niet bij de onderzochte beren aan.

Een onderzoeker houdt de schedel van een holenbeer (Ursus spelaeus) vast. Holenberen waren groter dan moderne bruine beren en aten doorgaans ook meer plantaardig voedsel.

“Als we duidelijk meer genoomposities vinden waarbij holenberen en bruine beren onderling meer gelijkenissen vertonen dan bruine beren en ijsberen, dan moet er iets bijzonders zijn gebeurd,” zegt Barlow. “En dat bijzondere is de kruising tussen holenberen en bruine beren.”

De onderzoekers zagen niet alleen tekenen van kruisingen, maar konden ook bevestigen dat de daaruit voortkomende hybride beren zich vervolgens met beide soorten konden voortplanten. Toen Barlow en zijn collega James Cahil lhet genoom van de beide soorten segment voor segment doorspitten, ontdekten ze dat het genoom van bruine beren en holenberen stukjes van elkaars DNA bevatten.

“Naar mijn mening is het idee dat bruine beren en holenberen onderling hebben gepaard, geen verrassing. Het is zelfs wel logisch. In het algemeen lijken ze erg op elkaar en ze leefden in dezelfde periode en in dezelfde gebieden,” schrijft paleontoloog Blaine Schubert van de East Tennessee State University in een e-mail. “Maar tot dit nieuwe onderzoek was die gedachte slechts een kwestie van speculeren.”

Dat de holenbeer een deel van zijn genetische erfgoed aan de bruine beer heeft doorgegeven, doet denken aan de aanwezigheid van neanderthaler-DNA in het genoom van de moderne mens. Maar de onderzoekers benadrukken dat er ook grote verschillen zijn.

Zo zijn moderne mensen en neanderthalers veel nauwer aan elkaar verwant dan bruine beren en holenberen. Het is ook veel eenvoudiger om mensen en hun relatief recent uitgestorven verwanten te bestuderen, gezien de enorme hoeveelheid menselijk DNA dat is gesequentieerd. Van het genoom van holenberen en bruine beren is veel minder bekend waardoor het veel moeilijker is om te testen of bruine beren gebruikmaken van genetische variaties die afkomstig zijn van holenberen. Bij mensen heeft DNA van onze archaïsche voorouders onder meer invloed op onze afweer en haaropbouw, en ook op ons vermogen om op grote hoogten te leven.

Maar zelfs met de beperkte gegevens van beren vindt Barlow het wonderbaarlijk wat wetenschappers ook tienduizenden jaren na hun ondergang nog van holenberen kunnen leren: “Ik denk dat het erg interessant is, want het dwingt ons om op een filosofische manier na te denken over de betekenis van uitsterving.”

Lees ook: 'Prehistorisch meisje had ouders van twee verschillende soorten'

Dit verhaal werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

Lees meer