FOSSIEL DNA °

DNA-onderzoek vereist zorgvuldiger opgraven en bewaren van fossielenhttp://www.geo.uu.nl/ngv/geonieuws/geonieuwsart.php?artikelnr=778

17 Februari 2007, jaargang 9 nr. 2 artikel 778

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon Faculteit Aardwetenschappen Universiteit van Silezi 챘

Fossielen die in museumcollecties terecht komen worden vaak eerst zorgvuldig behandeld: afhankelijk van hun aard worden ze gewassen, geborsteld en/of van een laklaagje voorzien. Hoe goed bedoeld ook, deze handelwijze heeft inmiddels een schat aan onvervangbaar wetenschappelijk materiaal verloren doen gaan.

The hip of the fossil B. primigenius specimen from Pontvallain showing a bone fragment excavated in 1947 and one excavated in 2004, perfectly fitting at the line of breakage (arrow).

Fig. 2. Scanning electron microphotographs from cross-sections of two different fossil bone fragments from the aurochs ribs recovered from Pontvallain in 1947 (A and B) and in 2004 (C andD) (A and C, ×40; B and D, ×400).

Restanten van de op DNA onderzochte 3200 jaar oude oeros http://www.ville-ge.ch/mhng/paleo/paleo-pdf/27-1/pal-27-1-08.pdf

Dat geldt niet zozeer voor 'normale' fossielen zoals versteende schelpen, maar vooral om fragmenten (o.a. botten) waaraan of waarin DNA aanwezig kan zijn. Met moderne technieken kunnen zelfs kleine fragmenten namelijk veel informatie verschaffen. Bij de klassieke opgravings- en behandelingsmethoden verdwijnen de sporen van het DNA echter geheel of grotendeels. Dat bleek onder meer overtuigend toen onderzoekers de restanten van een 3200 jaar oude oeros onderzochten. Die botten waren deels al in 1947 opgegraven en in een museumcollectie opgenomen; de andere fragmenten waren in 2004 opgedolven en sindsdien bij -20 째 C bewaard. Uit alle 'nieuwe' botten bleek met succes DNA te kunnen worden ge 챦 soleerd, terwijl dat bij de oude botten in geen enkel geval nog mogelijk bleek. Het bewijst volgens de onderzoekers dat er gedurende de 57 jaar in een museum meer DNA verloren is gegaan dan in de voorafgaande 3200 jaar.

1

Onderzoekster Virginia Bessa Correia plaatst steriel opgegravenbotten in een koelbox (foto Yolanda Fernandez-Jalvo, MNCM, Madrid)

De onderzoekers kwamen dan ook al snel tot de conclusie dat bij de opgraving en behandeling van botten (en vergelijkbare fossiele restanten) veel waardevolle informatie verdwijnt. Dat is te betreuren, want het DNA kan bijv. veel inzicht verschaffen in nog onopgeloste problemen, zoals de relatie tussen de Neanderthalers en de moderne mens. Daarbij moet worden bedacht dat 'fossiel DNA' steeds zeldzamer wordt, omdat het van nature wordt afgebroken.

Om na te gaan of er inderdaad door zorgvuldig handelen veel fossiel DNA zou kunnen worden gered, hebben Franse en Spaanse onderzoekers 247 fossiele restanten onderzocht. Die varieerden in ouderdom van 600 tot 50.000 jaar, en waren afkomstig van talrijke vindplaatsen in Europa en het Midden-Oosten. Ze vonden dat 46% van de pas opgegraven fossielen DNA opleverden, terwijl dat voor de 'oude' fossielen slechts 18% was. Dat betekent dat de behandelingsmethoden en de wijze van opslag in een museum uit het oogpunt van DNA-onderzoek verre van ideaal zijn. Daarbij spelen temperatuur, zuurgraad, zoutgehalte en vochtigheidsgraad zeker een rol. De onderzoekers pleiten er ook voor om dergelijke fossielen niet te wassen maar in koelruimtes te bewaren totdat er meer duidelijkheid bestaat over de omstandigheden die leiden tot afbraak of verdwijnen van fossiel DNA.

Eva-Maria Geigl carrying out an excavation under aseptic conditions. (Image copyright E.-M. Geigl / CNRS 2007)

Onderzoekleidster Eva-Maria Geigl tijdens de opgraving

Als er DNA aanwezig is op fossiele restanten, is analyse daarvan overigens alleen zinvol als er geen verontreiniging van ander DNA op zit. Opgravingen zouden daarom volgens de onderzoekers dan ook veel zorgvuldiger moeten plaatsvinden, onder zo steriel mogelijke omstandigheden. Het oppakken van fossiele botten met de handen zou zeker moeten worden vermeden. Ook het wassen moet worden vermeden, omdat daarmee 'vreemd' DNA als verontreiniging op de botten kan komen.

Referenties:

Pruvost, M., Schwarz, R., Bessa Correia, V., Champlot, S., Braguir, S., Morel, N., Fernandez-Jalvo, Y., Grange, Th. & Geigl, E.-M., 2007. Freshly excavated fossil bones are best for amplification of ancient DNA. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States 104, p. 739-744.

http://www.pnas.org/content/104/3/739.full

Foto's welwillend ter beschikking gesteld door Eva-Maria Geigl, Institut Jacques Monod, Parijs (Frankrijk).

2

 http://tsjok45.multiply.com/photos/album/1704

http://tsjok45.wordpress.com/2011/02/15/casuarius/

variants_3146.jpg

3

Casuarius_casuariousFeet.jpg

casoar.a.casque.jefe.4g.jpg

4

grondvogel voet.JPG

KIWI

5

OUD DNA & LOOPVOGELS

MOA 

http://www.natuurinformatie.nl/nnm.dossiers/natuurdatabase.nl/i001313.html

Tijdens een wandeling in de omgeving van Otago, Nieuw-Zeeland, stond George Pauley plotseling tegenover een enorme struisvogelachtige vogel van zes meter hoog. Zowel man als vogel schrokken van de onverwachte ontmoeting en beiden zochten een veilig heenkomen. Dit verhaal zou zich rond 1820 hebben afgespeeld. Het is één in een reeks van dergelijke ontmoetingen die tot 1839 als fabels beschouwd werden. In dat jaar maakte de wereldberoemde anatoom Richard  OWEN  echter bekend, dat hij aan de hand van één botfragment had vastgesteld, dat ooit reusachtige vogels in Nieuw-Zeeland geleefd hebben. Het is niet ondenkbaar dat sommige van deze vogels in die tijd nog in leven waren.

 Moa botten 

In ieder geval bleven tot ver in de negentiende eeuw berichten binnenkomen van mensen die meenden deze zogeheten moa's gezien te hebben. Geen van deze verhalen kon echter worden bevestigd. Wel werden vele botten gevonden, soms zelfs met de resten huid, spieren en veren.

Twee families

Aan de hand van deze botten werden verscheidene moasoorten beschreven. Eerst rekende men ze allemaal tot het geslacht Dinornis, maar tegenwoordig worden de moa's onderverdeeld in twee families, de Dinornithidae en de Anomalopterygidae. Bovendien onderscheidt men zeven geslachten. Sommige moa's waren slechts een meter hoog, andere reikten tot meer dan drie meter. Alle zijn nu uitgestorven.

 Moa.

Krassen van een ijzeren mes

Waarschijnlijk was de moa al op zijn retour voordat de eerste mensen Nieuw-Zeeland bereikten. Veranderingen in het klimaat en vulkaanuitbarstingen zouden hun tol geëist hebben. Toen rond 900 na Christus de eerste Polynesiërs op de eilanden kwamen, ging het snel bergafwaarts. Waarschijnlijk leefden sommige van deze vogels nog toen de eerste Europeanen naar Nieuw-Zeeland kwamen. Sommige botten vertonen krassen die door ijzeren messen gemaakt zouden zijn, en ijzer werd pas door de Europeanen in Nieuw-Zeeland geïntroduceerd. Bovendien bleek uit gesprekken met de oorspronkelijke bewoners, de Maories, dat in ieder geval kort voordat Captain Cook  in 1770 de eilanden ontdekte, er nog op 'reuzenvogels' gejaagd werd.

Museumcollectie

Moaskeletten zijn geen zeldzaam verschijnsel in museumcollecties.

Het Nationaal Natuurhistorisch Museum bezit er één, dat echter jarenlang als een  Olifantsvogel  van Madagaskar in de tentoonstelling stond. Inmiddels is vastgesteld dat het gaat om een skelet vanEmeus crassus (Owen, 1846). Daarnaast bezit het museum een wervel en een kuitbeen, die in 1949 opgegraven zijn in de beroemde moa-vindplaats Pyramid Valley op het Zuidereiland van Nieuw-Zeeland. Volgens het label behoren ze tot een soort van het geslacht Dinornis, maar ze zouden net zo goed kunnen behoren tot één van de drie andere moa-geslachten die in Pyramid Valley zijn opgegraven

 

OLIFANTSVOGEL

http://www.natuurinformatie.nl/get?site=nnm.dossiers&view=natuurdatabase.nl&id=i001314

Het is mogelijk om met gebruik van elementaire natuurkunde en biologie de maximale grootte van een ei te berekenen. Je zou denken dat sommige dinosauriërs dergelijke eieren ook daadwerkelijk hebben gelegd. Het waren echter niet de dinosauriërs, maar de olifantsvogels Aepyornis maximus (I. Geoffroy St. Hilaire, 1851) van Madagaskar die de grootste eieren ooit hebben gelegd. Een ei van eenOlifantsvogel heeft dezelfde inhoud als zeven struisvogeleieren. Uiteraard was de vogel die deze eiëren legde zelf ook gigantisch. Aepyornis maximus was meer dan drie meter hoog: maar net iets kleiner dan de grootste Moa van Nieuw-Zeeland, maar wel veel zwaarder gebouwd. Aepyornis maximus is ongetwijfeld de bekendste olifantsvogel, maar zeker niet de enige. Uit opgravingen weten we dat er drie en misschien zelfs vier verschillende soorten waren. De kleinste soort was ongeveer zo groot als de Australische emoe, Dromaius novaehollandiae.

 Middenvoetsbeen en dijbeen van de olifantsvogel.

Oorzaak uitsterven onbekend  ? 

6

Het is onbekend waardoor olifantsvogels zijn uitgestorven. Toen de eerste Europeanen Madagaskar bereikten, waren de kleine soorten al verdwenen. Net als bij de moa's uit Nieuw-Zeeland, zouden klimaatsveranderingen één van de oorzaken kunnen zijn geweest. Het is niet bekend of de olifantsvogel door de Malagasy, de oorspronkelijke bewoners van Madagaskar, bejaagd is. Dit lijkt echter wel waarschijnlijk, aangezien ook een aantal van de grote zoogdieren op Madagaskar door toedoen van de mens zijn uitgeroeid. In ieder geval lijkt het logisch dat een gemakkelijke voedselbron als de eieren van de olifantsvogel door de Malagasy gebruikt werd.

 

Moa kon klimaatverandering goed hebben 06 augustus 2012  Caroline Kraaijvanger http://www.scientias.nl/moa-kon-klimaatverandering-goed-hebben/69376  Bronmateriaal:"Giant moa had climate change figured out" - Adelaide.eduDe afbeelding is gemaakt door John Megahan (via Wikimedia Commons).

Wie of wat was nu de oorzaak van het verdwijnen van deze reuzevogel? De mens of toch klimaatverandering? Nieuw onderzoek legt de schuld weer bij ons. De moa kon klimaatverandering namelijk prima het hoofd bieden.

“Tot nu is het heel moeilijk gebleken om vast te stellen hoe megafauna de afgelopen 50.000 jaar op veranderingen in de omgeving reageerde,” vertelt onderzoeker Nic Rawlence. “Omdat de komst van de mensen en klimaatverandering in veel plaatsen wereldwijd tegelijkertijd plaatsvonden.”

DNAOm vast te stellen hoe het de moa’s precies vergaan zou zijn als de mens niet naar hun leefgebied was getogen, keken de onderzoekers onder meer naar het oude DNA van de vogels. Ook bestudeerden ze aan de hand van isotopen wat de vogels aten. “We zijn zo in staat om te laten zien dat de moa’s de effecten van de klimatverandering voordat de mens kwam het hoofd konden bieden door hun favoriete leefgebied toen dit door opwarming en afkoeling groeide, kromp of zich verplaatste, te blijven volgen.”

Over de moaDe moa was een echte supervogel. De vogel  kon wel 2,5 meter hoog worden zo’n 250 kilo wegen. Het waren planteneters. De vogels verdwenen niet lang nadat de eerste mensen op Nieuw-Zeeland verschenen: de mens en diverse moa-soorten deelden het eiland slechts 200 jaar.

StabielAls een resultaat daarvan bleven de aantallen moa’s gedurende 40.000 jaar stabiel. Tot het jaar 1280 aanbrak en de eerste mensen op Nieuw-Zeeland arriveerden, zo meldt het blad Quaternary Science Reviews. “Het aantal moa’s nam voor de mensen arriveerden nog niet af, zoals eerder werd gesuggereerd. Het overweldigende bewijs suggereert dat het uitsterven van de moa plaatsvond doordat er teveel op gejaagd werd en hun leefgebied werd vernietigd.”

Hoewel het onderzoek een heel trieste zaak betreft – het uitsterven van de moa – heeft het ons ook nog goed nieuws te bieden. De moa toont namelijk aan dat klimaatverandering niet het einde hoeft te betekenen: soorten kunnen flexibel genoeg zijn om hun favoriete leefgebied dat door klimaatverandering noordelijker of zuidelijker kan komen liggen, te volgen. Het wijst erop dat dieren van nature op klimaatverandering reageren en het verschuiven van een leefgebied dus niet hoeft te betekenen dat ze helemaal verdwijnen.

 

 Scheenbeen van de olifantsvogel.

Grootste olifantsvogel

De grootste olifantsvogel, Aepyornis maximus, leefde waarschijnlijk nog ten tijde van de bezetting van Madagaskar door de eerste Europeanen. De eerste Franse gouverneur van het eiland,De Flacourt  maakte in een brief in 1658 melding van een grote vogel die leefde op afgelegen plaatsen waar jacht onmogelijk was. Helaas werd De Flacourt vermoord door piraten voordat hij meer over deze mysterieuze vogel kon vertellen.

 Ei van de olifantsvogel. Rechts een struisvogelei.

Museumcollectie

Het Nationaal Natuurhistorisch Museum bezit een ei van Aepyornis maximus dat verzameld is door de 19de eeuwse ontdekkingsreiziger Alfred Grandidier. Het ei is 29,7 cm lang, 20,5 cm breed en heeft een schaal van 3 mm dik en is gekocht via de firma Frank, die handelde in natuurhistorische objecten. François Pollen, die door het museum naar Madagaskar was gestuurd om te verzamelen, vond slechts een schaalfragment. In 1935 ontving het museum een dijbeen, een scheenbeen en een middenvoetsbeen, die eens te meer duidelijk maken hoe groot het dier moet zijn geweest

7

MOA EIEREN  Caroline Hoek    10 maart 2010

Een internationaal team van wetenschappers is erin geslaagd om DNA uit de eierschaal van de uitgestorven moa te halen. En dat is een doorbraak die hopelijk helpt verklaren waarom de vogel ooit uitstierf. Het onderzoek is baanbrekend. Nog nooit slaagden wetenschappers erin om DNA uit een ( fossiele ) eierschaal te halen. “We kunnen niet alleen de eierschalen aan bepaalde moa-soorten koppelen, maar door naar de familiebanden van individuele vogels te kijken ook een gedetailleerd model ontwikkelen van de manier waarop gejaagd werd,” vertelt onderzoeker Chris Jacomb.Dat helpt ons om de jacht en het proces van uitsterven beter te begrijpen.

Toekomstig onderzoek richt zich met name op het uitsterven van de moa. Eerder stelde Jacomb al vast dat de moa zo’n 150 jaar nadat de mens op Nieuw-Zeeland arriveerde uitstierf. Het draait nu dan ook om de relatie tussen de mens en de moa. De grote vraag is in hoeverre Polynesische jagers aan het uitsterven van de moa hebben bijgedragen en hoe zij reageerden toen de vogel wellicht door hun toedoen steeds schaarser werd. 

 

De Reuzenmoa ( lang versleten voor  de  Olifantsvogel ?Aepyornis  Maximus  ) gereconstrueerd in het Museon te Den Haag (links) met rechts een struisvogel en daar tussenin een reconstructie van de dodo. Misschien komt daar ook nog DNA van te voorschijn uit een eierschaal.

  

8

 Botten van de reuzenmoa   AepyornisReuzenvogel-DNA uit eierschalenLinks

Lees ook: 'Rui houdt vogels klein - Groei nieuwe veren kost grotere dieren meer tijd', Noorderlicht nieuws, 17 juni 2009

Lees ook: 'Bescherming tegen reuzenvogels - Eilandplanten hebben achterhaalde overlevingstactieken', Noorderlicht nieuws, 31 mei 2007

Voor het eerst is het wetenschappers gelukt om DNA te isoleren uit duizenden jaren oude eierschalen. Het blijft daarin veel beter bewaard dan in bot. Dit levert onder meer nieuwe kennis op over reuzenvogels die door de mens zijn uitgeroeid.

"Het fossiele ei dat we vorig jaar op het Portugese eiland Selvagem Grande vonden, is hoogstwaarschijnlijk te oud om nog DNA prijs te geven. Al lijkt het zeven miljoen jaar geleden gelegd te zijn, niet vijftien, zoals we eerst dachten." Maar paleontologe Hanneke Meijer vindt het wel opwindend nieuws waarmee collega’s komen in het vakblad Proceedings of the Royal Society B.

Een internationale groep onderzoekers schrijft daarin dat het voor het eerst is gelukt om DNA te isoleren uit duizenden jaren oude eierschalen. Michael Bunce en zijn collega’s hebben vooral geëxperimenteerd met de dikke eierschalen van uitgestorven reuzenvogels. Het leverde ze het allereerste DNA op van de olifantsvogel Aepyornis, voor zover bekend de zwaarste vogel die ooit heeft geleefd.

 

De soort legde eieren van acht liter en liep tot zo’n duizend jaar geleden rond op Madagaskar. Pogingen om DNA uit Aepyornisbotten te halen, zijn tot nu toe mislukt.

Ideale bewaarplaatsenEierschalen zijn eigenlijk ideale bewaarplaatsen van DNA, blijkt nu. Zo’n schaal bestaat voor 97 procent uit calciumcarbonaat. De overige 3 procent is organisch materiaal, en dat zit voornamelijk opgesloten binnenin de kalkkristallen, zagen de onderzoekers toen ze plakjes eierschaal met lichtgevende DNA-verklikkers onder de microscoop legde. Het DNA-houdende materiaal kan er dus niet uit, en bacteriën die DNA lusten, kunnen er niet in.

Zo kan het eier-DNA intact blijven onder omstandigheden die geen enkel ander weefsel aankan, ontdekten de DNA-jagers. Ze hebben stukjes eierschaal onderzocht uit Australië, Nieuw-Zeeland en Madagaskar, gebieden die elk hun eigen soorten reuzenvogels hadden. De fossiele eierresten waren gevonden op plaatsen met heel verschillende omstandigheden, zoals moerassen en grotten. Een van de oudere Australische eieren had zelfs brandsporen en was mogelijk voor de maaltijd op een vuur gelegd.

Aangebrand eiHet oudste fragment was zo’n vijftigduizend jaar oud. Dat was het enige monster dat geen vogel-DNA opleverde. Bij de rest was het wel raak, ook bij het ei met sporen van vuur. Mitochondriaal DNA, dat voldoende is om een soort op naam te brengen, maar weinig zegt over de eigenschappen van een dier. Maar ook kern-DNA, dat veel meer informatie kan geven.

Naast reuzenvogeleieren nam de groep ook twee ‘gewone’ eierschalen onder handen, die waarschijnlijk niet zo oud waren, maar waarvan ze niet wisten welke vogels erbij hoorden. Het ene bleek DNA van een kerkuil op te leveren, het andere van een eend. Ook deze veel dunnere eieren kunnen dus een bron zijn van DNA, ook als ze in warme gebieden zijn gevonden.

Dat is goed nieuws, zegt Hanneke Meijer. “Ik had eerlijk gezegd niet verwacht dat dit ooit zou kunnen, zeker niet bij eierschalen van meer dan tienduizend jaar oud! Ik doe zelf onderzoek aan vogelresten uit een grot in Indonesië, waar het vochtig en heet is. DNA uit de botten is echt niet te verwachten. Maar misschien leveren de eieren wel iets op. Dat zou geweldig zijn.”

Elmar Veerman

Charlotte L. Oskam e.a.: ‘Fossil avian eggshell preserves ancient DNA’, Proceedings of the Royal Society B, 10 maart 2010

 

9

De olifantsvogel is niet meer, maar eieren zijn er nog wel. En die zijn indrukwekkend

 

Eieren van de olifantsvogel (1), moa (2), struisvogel (3) en andere vogels in het Natural History Museum in Londen. Met, waarschijnlijk, DNA in de schalen.

 

Bescherming tegen reuzenvogelsEilandplanten hebben achterhaalde overlevingstactiekenLinks

 Lees ook: 'De oeraap van Madagaskar - DNA uit oude botten wijst op enkele oversteek', Noorderlicht nieuws, 22 maart 2005

Planten op Madagaskar hebben nog allerlei verdedigingsmechanismen tegen de uitgestorven reuzenvogels die daar vroeger rondliepen. Dat heeft nu weinig zin meer, want om hoefdieren te weerstaan heb je heel andere tactieken nodig.

De planten die William Bond en John Silander beschrijven in hun artikel in vakblad Proceedings of the Royal Society B zijn hopeloos uit de tijd. Ze groeien op Madagaskar, waar reuzenvogels miljoenen jaren lang de dienst uitmaakten. De grootste, die bekendstaat als olifantsvogel, was tot drie meter hoog en woog zo’n 350 kilo. Net als zijn wat kleinere verwanten at het beest blaadjes en twijgjes die hij met zijn snavel van planten aftrok. Andere grote grazers waren er niet, want aan zoogdieren was er op Madagaskar niet meer te vinden dan een selectie halfapen en vleermuizen.

10

Maar een kleine tweeduizend jaar geleden veranderde alles plotseling. De eerste mensen vestigden zich op het eiland, afkomstig uit Zuidoost-Azië. Al snel was er geen enkele reuzenvogel meer over, waarschijnlijk doordat de dieren intensief werden bejaagd.

De planten van Madagaskar hadden zich in de miljoenen jaren daarvoor aangepast om zo onaantrekkelijk mogelijk te zijn voor de gesnavelde vegetariërs. Die erfenis is vast niet zomaar verdwenen, bedachten de Zuidafrikaan Bond en de Amerikaan Silander.

Als eersten gingen ze in de bosjes van Madagaskar op zoek naar de verdedigingswapens van deze planten tegen de uitgestorven reuzenvogels. Enkele jaren geleden hadden ze al gekeken naar Nieuw-Zeelandse planten, die dan wel in een heel ander klimaat groeien, maar verder veel overeenkomsten hebben: voor deze soorten maakten gigantische vogels lange tijd de buurt onveilig, net als voor hun collega's op Madagaskar. Deze vogels, de moa’s, legden het loodje toen de Maori op de eilanden aankwamen, omstreeks duizend jaar geleden. Ook deze vogels zijn nooit door Westerse ogen gezien.

De oorspronkelijke planten van Nieuw-Zeeland waren goed aangepast aan het leven onder de dreiging van reuzenvogels, en ze zijn dat nog steeds. Ze hebben meestal twee vormen: eentje voor als ze jong en laag zijn, en een andere vorm voor hoogtes boven de twee, drie meter, waar geen loopvogel er meer bijkan.

De jeugdvormen hebben opvallend kleine blaadjes, zodat een vogel veel moeite moet doen om zijn maaltje bij elkaar te plukken. Hun takken zijn dun, wat ze moeilijk te grijpen maakt, maar ook sterk, waardoor het lastig is om ze van de plant te trekken. Vaak hebben de takken een zigzagvorm. Als je aan het einde trekt, geeft zo’n tak moeiteloos mee, dus pas na een heel eind trekken breekt hij af. Ook staan de zijtakken meestal onder een grote hoek ten opzichte van de hoofdtak. Dat maakt het geheel te breed om gemakkelijk een vogelkeel in te glijden.

Als bescherming tegen grazende zoogdieren zijn al deze aanpassingen knap waardeloos. Stekels zijn dan veel effectiever, en die zie je dan ook veelvuldig op het vasteland. Grote vogels pikken simpelweg tussen de stekels door met hun harde snavels, dus de planten op Nieuw-Zeeland hebben daar nooit in geïnvesteerd. En op Madagaskar? Bond en Silander verzamelden allerlei planten uit de plaatselijke bosjes en deden hetzelfde in Zuid-Afrika. Vervolgens keken ze of deze gewassen de kenmerken hadden die ze kenden uit Nieuw-Zeeland.

En inderdaad, die hadden ze. Een computerprogramma kon meestal uit de kenmerken van een plant afleiden waar hij vandaan kwam. De exemplaren uit Madagaskar leken uiterlijk veel meer op Nieuw-Zeelandse planten dan op die van het Afrikaanse vasteland, terwijl ze aan deze laatste veel sterker verwant waren. De afweermechanismen tegen grote vogels zijn daar de achterliggende oorzaak van, menen de biologen.

De beschermingsmaatregelen van deze planten zijn dus hopeloos ouderwets, en dat zal ze op termijn waarschijnlijk de das omdoen. De onderzoekers verwoorden dat zo: “Het verdwijnen van de vogels en de introductie van zoogdieren met totaal andere voedingsgewoonten kan diepgaande en blijvende effecten hebben op de soortsamenstellingen van deze plantengemeenschappen.” Zigzagtakken zijn uit. Wie wil overleven, meet zich stevige stekels aan.

Elmar Veerman

William Bond en John Silander: ‘Springs and wire plants: anachronistic defences against Madagascar’s extinct elephant birds’, Proceedings of the Royal Society B, 30 mei 2007

Monnier 1913

11

Zo zou de grootste Nieuw-Zeelandse moa eruit gezien kunnen hebben. Iets hoger, maar minder zwaar dan de olifantsvogel van Madagaskar. 

Acacia delicantita, een typische plant uit de bosjes van Madagaskar. Hij gaat een onzekere toekomst tegemoet, met zijn achterhaalde anti-vogeltactieken.  

DNA en fylogenie °

RECONSTRUCTIE     VAN DNA   ZOOGDIER-VOOROUDER  Zie artikel  door  Haussler --> http://ee-wcl.tamu.edu/itw2004/program/haussler.pdf    )  Wetenschappers ( onder leiding van David Haussler --->http://www.cse.ucsc.edu/~haussler/)  zijn erin geslaagd de genetische code te simuleren van een voorvader van huidige placentadragende  zoogdieren . (http://en.wikipedia.org/wiki/Mammal )

 Het zou gaan om een muisachtig nachtdier ( --->http://en.wikipedia.org/wiki/Shrew    )   dat 75 miljoen jaar geleden naast de dinosaurus heeft geleefd.

De samenstelling van de code (  --->http://en.wikipedia.org/wiki/Genome     http://en.wikipedia.org/wiki/Comparative_genomics  ) gebeurde volledig met de computer en zou voor 98 procent accuraat zijn. De onderzoekers hopen dat ze met de simulatie een beter inzicht zullen krijgen in het menselijk genoom.

 

referenties ;   de morgen /12

http://www.betterhumans.com/News/news.aspx?articleID=2004-11-30-3

  LINKS Media articles ; Genomics http://www.betterhumans.com/Topics/content.aspx?TopicName=Genomicshttp://news.bbc.co.uk/1/low/sci/tech/4056559.stm 

Scientific magazines ( announcements )  http://www.medilexicon.com/medicalnews.php?newsid=17110  Scientific reports ,  sources and literaturehttp://genome.ucsc.edu/goldenPath/pubs.htmlhttp://www-stat.ucdavis.edu/~nello/sta226/material/whole_genome/BurquePevzner_HMR.pdf   

Dec 9, '04

 Comment  Tim OgilvieQuote

Van de soorten die het meest op de oude voorvader lijken, kan men  redelijk verwachten dat ze  ook in hun genomen  dichter bij de voorvaderlijke set-up  staan ...Echter ___ als je bovenstaand  diagram bekijkt____blijkt in de plaats daarvan  dat :1.- de knaagdieren  de grootste verschillen met de voorouderlijke genetische  informatie ,   bezitten ___ Terwijl toch algemeen wordt aangenomen dat de voorouder van de placentale zoogdieren  een "rat-achtige " was ... . 2.- Mensen en de paarden verschillen het minst  (rond de ca  25 % )  maar zijn  fysisch zeer verschillend.

1.-,Een "ratachtige   " betekent nog niet een  knaagdier ...Spitsmuizen zijn ook  "rat-achtig"  , maar het zijn  insectivoren

2.- Heel wat bewijsmateriaal wijst erop dat de vrij kleine veranderingen in DNA aan de basis  kunnen liggen van  dramatische veranderingen in lichaamsgrootte, enz.....(Er zijn bijvoorbeeld ook fossiele (eigensoortige )dwergvormen   van  vele  dier-types  op ( bijvoorbeeld ) eilanden bekend ....)Dat is mogelijk  omdat vele genen met uiterst kleine" schakelaars " zijn uitgerust  en die bepalen wanneer en waar  proteïnen zullen worden aangemaakt . Verander de schakelaar en je  verandert  de rol ( werking en funktie )  van het gen.Zo is het verband tussen het aantal nucleotiden dat ( eventueel ) de  " verandering " oplegt  en de zichtbare verschillen in  de organismen , zeer  ingewikkeld

3.- Bovendien :   in de  vergelijkende onderzoeken tussen de 19 soorten  gaat het om  een brokstuk dat toch nog 1,1 miljoen  basisparen( nucleotides )bevat  goed voor  even zovele mogelijkheden  tot puntmutaties ....

Korte  inleiding / samenvatting   Epigenetica -idee*   Het  erfelijk mechanisme  is niet alleen  simpelweg  beperkt tot " coderende genen"  , start en stop  instrukties / 'leestekens "   , junk en silent( enzovoort ) sequenties  van  genenopeenvolgingen  ( : het  klassieke  genoom )  , maar bezit ook ( bijvoorbeeld ) wat sommigen  het " epigenoom " apparaatnoemen . Daarin zit precies het subtiel regelende informatie-laagje  dat over de vierlettercode hangt

*   De meeste van onze eigenschappen worden bepaald en doorgegeven door eiwitcoderende genen ( bij de mens zijn dat een kleine 25 a 30 duizend "actieve " genen : terwijl we er toch een  ca  100.duizendtal  bezitten  (--->De mens blijkt nóg minder genen te hebben dan gedacht: zoân 20.000 tot 25.000. Wederom bevestigt dat het vermoeden dat het niet om de aantallen gaat, ��maar om de manier waarop de genen samenwerken.  zie verder --->  http://www.dnacode.nl/forums/viewtopic.php?t=6 )De  eiwitcoderende  informatie maakt deel uit van het eigenlijke DNA : een deel van de info die onze uiterlijke kenmerken en gezondheid mede  kan bepalen zit echter opgeslagen in molecules die bovenop het DNA zitten ( waaronder de zogenaamde  "Markers"  )

*   Deze epigenetische code  verklaart hoe het komt dat sommige ziekten  generaties kunnen overbruggen of slechts één helft van een eeneigige tweeling treffen . Ook bij de ontwikkeling van kanker spelen  epigenetische  fouten  een markante rol

*   Het genoom fungeert als een ingewikkelde machine en bestaat uit complete , interreagerende machine-onderdelen . De epigenetische component   zal zich waarschijnlijk gemakkelijker door medicijnen laten beinvloeden dan het eigenlijke DNA recept ...Wat er dan weer op wijst dat de epigenetische factor waarschijnlijk  gevoeliger is voor veranderingen in het millieu en daardoor de ontwikkeling  tot volwassen en fertiel fenotype in belangrijke mate al naar gelang de zich  presenterende  omstandigheden , stuurt; en wel door bijvoorbeeld  onder andere , het aan en uitschakelen  van coderende genen en het al dan niet  produceren en "vastplakken"  van  chemische  markers ( net zoiets als : "bladwijzers " innaaien  in een grote encyclopedie of "etiketjes" plakken in een groot archief /bilbliotheek ---> OPGELET dit is een ANALOGIE  om het concept te verduidelijken  --> het zijn niet echt  "etiketjes  "die worden  "opgezocht " of geplakt door een "intelligentie" ...   )

13

 Niches   en   horizontale   spreiding comment    Steve Russell Quote

.... Ik heb  ooit  geleerd  dat  ook een oudertaal " evolueerd " in verschillende  dochtertalen ; de meest gelijkende   dochters  bevinden zich nog steeds in het oorsrponggebied van de oudertaal  , terwijl de migranten veel verder van huis geraken ( ook figuurlijk )

De   meeste "conservatieve"  talen,/  en met de meeste dialektische varianten  zijn diegenen die het  minst in vergelijking met de oudertaal zijn veranderd, en bevinden zich  in  de  sprekende gemeenschappen  die het minst  ver van het  taalgebied- centrum zijn geemigreerd.

Ren gelijkaardige "regel " geld  voor de  menselijke genetische geschiedenis:de grootste genetische diversiteit in de bevolking ( populaties ) wordt gevonden  bij de groepen  die in het voorouderlijke geboorteland blijven = bewijsmateriaal daarvoor vind men in afrika

Ik ben benieuwd of een gelijkaardige regel niet zou  kunnen  van toepassing zijn  op genomen-evolutie ?Als  dat zo is , dan zal   het nakomelingsschap dat  (ongeveer) het zelfde gebied is blijven exploiteren als de gemeenschappelijke voorvader  ook het grootste aantal van "random varianten " tentoonspreiden ; gedreven door  genetische veranderingen, terwijl afstammelingen  die de oorsrponggebieden  hebben verlaten   veel meer zullenzijn uitgeslekteerd door de "andere " omgevingen dan de oorspronkelijke  "geboortegrond ."-omstandigheden  van de  blijvers ... en zelfs andere  evolutionaire  routes  zijn ingeslagen ... ..

Bronnenhttp://www.corante.com/loom/archives/resurrecting_genomes.php#comments

EOS october 2004 ---> epigenetica    

Dec 8, '04

80 miljoen jaar oud  gedeelte van een voorouderlijk  zoogdier- genoom gereconstrueerd  ....http://www.corante.com/loom/archives/resurrecting_genomes.php#comments Carl Zimmer

Het  gereconstrueerde genoom-deel  in kwestie is  van de  theoretische gemeenschappelijke voorvader van mensen en  nog veel andere placentale  zoogdieren 

(bekend onder de troetelnaam ;  Boreoeutheria).

Wetenschappers  vergeleken  hetzelfde  stuk  DNA in 19 soorten zoogdieren.(deze  homp  bestaat uit   1,1 miljoen  basisparen en omvat tien genen en heel wat junk .)

http://graphics8.nytimes.com/images/2004/12/06/science/sci_PALEOGENEb_041207.gif

De onderzoekers konden  door  "backward engeneering "  het voorouderlijke genetische genoom-brokstuk revconstrueren  , en toonden aan dat de nauwkeutigheid van hun reconstructie binnen de  98,5% ligt .

Er zijn sommige  belangrijke  consequenties verbonden aan deze research :   ---> Om te beginnen zou het in de toekomst mogelijk moeten zijn om dit DNA  brokstuk in het labo terug samen  te stellen en  vervolgens in te bouwen in het genoom van proefdieren  waarvan het homologe  eigen  stuk DNA  is verwijderd .... Dat kan veel kennis opleveren over de manier waarop die voorvaderlijke gereconstrueerde  genetische  info  zich  uitdrukt ... 

14

 ---> Wetenschappers  zijn er  ook van  overtuigd  dat zij bij gebruikmaking van  dezelfde techniek ,  het volledige genoom  zullen kunnen reconstrueren ; tenminste als het huidige   onderzoek  verdergaat  met  hetzelfde elan ...

Kunen de wetenschappers op  één of andere dag een"fundamentele Boreoeutherian " klonen?Het is  ( misschien ) niet onmogelijk ; maar tot nu toe erg twijfelachtig ---> immers1.-  Het oorspronkelijke zoogdier genoom is in die 80 miljoen jaar wel erg  vertakt Tot nu toe zijn   slechts 19 soorten  met elkaar vergeleken ... 1.- Andere  placentale (?)  zoogdier-groepen  ( waaronder ook uitgestorven soorten / waarvan dus geen DNA voorhanden is ) hebben zeer verschillende evolutieve geschiedenissen ( enfylogenetische verwantschappen gebaseerd op morfologie en paleontologische gegevens ,  met de andere groepen  ) , en die kunnen de reconstructie  van  het komplete  genoom  van de fundamentele   "common ancestor van  placentale zoogdieren"   , toch  wel erg moeilijk en gecompliceerd maken ...Wat natuurlijk geen reden is om het NIET te proberen

Dec 2, '04

Prehistorisch erfgoed gereconstrueerd( bron  de standaard    mei 2004 )

Wetenschappers zijn er al vroeger  in geslaagd erfelijk materiaal van dino-voorouders, van oerbacteriën en van de menselijke voorvaderen te reconstrueren, en er prehistorische eiwitten mee te maken. Het gedrag van die eiwitten leert hen veel over de evolutie.

MET uitzondering van DNA-fragmenten die bewaard zijn gebleven in barnsteen, ijs of veen, is er nauwelijks genetisch materiaal terug te vinden van planten, dieren of micro-organismen die in lang vervlogen tijden de aarde bevolkten. Zulk prehistorisch DNA zou nochtans interessante informatie kunnen leveren over hoe het leven ge 챘 volueerd is, en over wat dinosaurussen bijvoorbeeld wel of niet konden. Hoewel het met hele genomen nog niet lukt, zijn wetenschappers er wel al in geslaagd individuele genen te reconstrueren - fragmenten uit het genoom die de code bevatten voor de aanmaak van eiwitten - en op basis daarvan eiwitten te maken die de kenmerken van dinosaurussen, oerbacteri 챘 n of mensen bepaalden. 

Hoe het genetisch materiaal van prehistorische planten en dieren er uit zag en welke eiwitten actief waren in hun cellen, trachten wetenschappers meestal te achterhalen door te kijken naar de genen van hun verre nazaten - soorten die nu leven en waarvan het DNA dus gemakkelijk kan ge 챦 soleerd en bestudeerd worden.

Op basis van verschillen en verwantschappen in het genetisch materiaal van de nu levende soorten, kunnen genetici stambomen reconstrueren van hoe het genetisch materiaal van de vroegere soorten er ongeveer moet hebben uitgezien. Maar het blijft berekend gokwerk. Welke DNA-volgorde, welke genen en welke eiwitten de stofwisseling, de zintuiglijke vermogens en het gedrag van de prehistorische fauna en flora bepaalden, daarvan kunnen we alleen maar op basis van hypothesen een idee krijgen. 

Nieuwe en verbeterde biotechnologische technieken brengen daar verandering in. De statistische methoden waarmee teruggeredeneerd wordt hoe genen er waarschijnlijk hebben uitgezien, zijn de laatste jaren sterk verfijnd. Daardoor kunnen wetenschappers nu tot veel dieper in het verleden terugredeneren. En dankzij verbeterde technieken van DNA-synthese, kunnen ze nu ook gemakkelijker grote stukken van die vermoedelijke historische DNA-volgorde in een reageerbuis nabouwen, een karwei dat tien jaar geleden slechts uiterst moeizaam en met grote beperkingen kon uitgevoerd worden. In het laboratorium eiwitten maken op basis van de DNA-instructies in het nagebouwde gen wordt ook steeds gemakkelijker. En dan volgt nog een belangrijke stap: testen hoe het eiwit werkt, en welke eigenschappen het verleende aan het prehistorische dier en welke niet. Dat gebeurt onder andere door te kijken met welke andere eiwitten en moleculen het gereconstrueerde eiwit reageert. Ook deze tests en de zuiveringsmethoden die ervoor nodig zijn, zijn de laatste jaren steeds beter geworden. 

Door die technische vooruitgang kunnen nu in het laboratorium genen en eiwitten worden gemaakt zoals wetenschappers vermoeden dat ze er een miljard jaar geleden moeten hebben uitgezien, meldt Joseph Thornton van de Universiteit van Oregon in het vakblad Nature Reviews Genetics.

 Hoewel het onderzoek nog maar net op gang komt, heeft het al enkele interessante inzichten opgeleverd over de evolutie en het leven van weleer. 

Door bijvoorbeeld een oogpigment te reconstrueren van de reptielachtige voorvaderen van de dinosaurussen en de huidige vogels en krokodillen, zijn wetenschappers erachter gekomen dat deze

prehistorische archosaurussen waarschijnlijk een goed nachtzicht hadden.

 Het eiwit dat 240 miljoen jaar geleden voor de lichtontvangst in het oog zorgde bij deze archosaurussen, hebben Belinda Chang en haar collega's van de Rockefelleruniversiteit in New York nagebouwd. Ze leidden de meest waarschijnlijke structuur van dit prehistorische eiwit af uit de structuur van het oogpigment, rodopsine genaamd, van nu levende afstammelingen van de archosaurussen, zoals de alligator, de duif, de zebravink en de kip. Het gereconstrueerde prehistorische pigment bleek in het laboratorium alle taken te volbrengen die nodig zijn om bij een lage lichtintensiteit te werken. Hoewel nog niet zeker is dat ook de rest van het dinosaurusoog aan nachtzicht was aangepast, is het dus mogelijk dat de eerste dino's nachtdieren waren.  

Gen- en eiwitreconstructie heeft ook al tot nieuw inzichten over onze eigen soort geleid.

De onderzoeksgroep van Joseph Thornton in Oregon reconstrueerde een historisch gen en eiwit dat de evolutionaire voorloper is van de huidige menselijke genen en eiwitten die een belangrijke rol spelen in de hormonale huishouding, de ontwikkeling en de voortplanting; de zogenaamde stero 챦 de receptoren.

Door het voorlopereiwit te bestuderen hoopten de wetenschappers te begrijpen waarom de mens nu genen bevat voor zoveel verschillende versies van die stero 챦 de receptoren, elk met eigen typische kenmerken.

Ze ontdekten dat de oer-receptor functioneerde als een oestrogeen-receptor, een receptor voor een vrouwelijk geslachtshormoon dus. Dat is verrassend, want in de biologische hormoonsynthese wordt oestrogeen pas als laatste gemaakt, eerder in de synthese-keten ontstaan de hormonen progesteron en testosteron. Wetenschappers hadden dus eerder verwacht dat de 'oerreceptor' met een van deze twee hormonen zou reageren. De evolutie van deze belangrijke receptoren is waarschijnlijk anders verlopen dan ze dachten. 

De meest verregaande genetische reconstructie speelden Eric Gaucher en zijn collega's van het Scripps Research Institute recent klaar. Gaucher maakte een eiwit dat in oerbacteri 챘 n meer dan een miljard jaar geleden de snelheid van de bacteri 챘 le eiwitsynthese regelde.

Omdat het een temperatuurgevoelig eiwit betreft, verraadt de moleculaire reconstructie een en ander over het milieu waarin het eerste leven ontstond.

Volgens eerdere hypothesen ontstonden de bacteri 챘 n uit een warmteminnende voorouder die in een hete omgeving leefde. Tests met het nagemaakte oereiwit blijken dat te bevestigen: in het laboratorium voert het z'n taken het best uit bij een temperatuur van 65 graden. De oerbacterie was dus vermoedelijk aangepast om te leven bij deze hoge temperatuur.  

Op die manier geeft het historische DNA- en eiwitonderzoek wetenschappers interessante inzichten in hoe organismen vroeger leefden en evolueerden, en helpt het verklaren waar de eigenschappen van soorten van nu vandaan komen.

Hypothesen die al op basis van fossielen en ander onderzoek gesteld waren, kunnen op moleculair niveau, met DNA en eiwitten, getest worden, al blijft ook aan deze reconstructie nog een zekere statistische onzekerheid kleven.

 Wetenschappers hopen met de gereconstrueerde genen en eiwitten op termijn in het laboratorium te kunnen nabootsen en onderzoeken hoe een specifieke selectiedruk de evolutie in een bepaalde

richting geduwd heeft. Hele uitgestorven diersoorten weer tot leven wekken op basis van gereconstrueerd DNA, zoals genenjager Craig Venter   ooit nog wel ziet gebeuren zit er nog niet meteen in.

15

16