Het DNA van Tristan da Cunha

bionieuws 8, 23-04-2004
achtergrond
Het DNA van Tristan da Cunha
Leidse onderzoekers gebruiken DNA-technieken om museummateriaal beter te karakteriseren.
Zo blijk dat slakjes in prehistorische tijden de wereldzeeën zijn overgestoken.
Door Willy van Strien
freelance auteur
© bionieuws
Als een plant of dier dood gaat, kunnen onderzoekers altijd nog zijn erfelijke opmaak, vastgelegd in
het DNA, bekijken. Tenminste: als ze op tijd zijn en geluk hebben. Want het DNA is wel vergankelijk:
het breekt gestaag in stukken, er blijven steeds minder bruikbare restanten over en uiteindelijk is het
helemaal verdwenen. Onderzoek aan oud DNA is daarom veel moeilijker dan onderzoek aan vers
DNA.
Maar zulk onderzoek is te mooi om het niet te doen, vinden ze in Leiden. Onderzoekers van het
Instituut Biologie Leiden (IBL), het Nationaal Herbarium Nederland (NHN), Naturalis en de
universitaire faculteiten Archeologie en Geneeskunde zetten er een speciaal lab voor op, als
uitbreiding van de DNA-faciliteit die de biologen al hebben. Dat is nieuw voor Nederland.
‘We hebben hier veel museummateriaal,’ zegt dr. Barbara Gravendeel van het NHN, als universitair
docent moleculaire systematiek nauw bij de ontwikkeling betrokken. ‘Veel daarvan is uniek en
zeldzaam. Met interdisciplinair onderzoek aan DNA uit die collecties kunnen we bijvoorbeeld de
evolutie van pathogenen reconstrueren of ontdekken waar en wanneer de mens voor het eerst wijn en
opium in cultuur bracht.’
Ondenkbaar
Prof. dr. Edi Gittenberger achterhaalde de herkomst van slakjes die leven op de Tristan da Cunha
groep, vier vulkanische eilandjes in het zuidelijk gedeelte van de Atlantische Oceaan, op duizenden
kilometers afstand van Buenos Aires enerzijds en Kaapstad anderzijds.
Gittenberger is hoogleraar diersystematiek in Leiden en werkzaam bij Naturalis. De piepkleine
eilanden (de grootste is kleiner dan Texel) zijn nog maar enkele keren bemonsterd op slakken, de
eerste keer in 1816. ‘Geen wonder, want het is een hele onderneming om er te komen,’ zegt
Gittenberger. ‘Er is geen vliegveld en er gaat maar eens per jaar een reguliere boot.’
Er bleek een groep nauw verwante soorten slakken te leven, die aanvankelijk de naam Balea kreeg
omdat de dieren leken op de Europese soort Balea perversa. Maar al gauw vonden biologen het
ondenkbaar dat op deze verre, afgelegen eilanden zustersoorten van Europese slakken zouden leven.
Ze stopten de slakken van de eilanden daarom in een eigen genus, Tristania. Dat sloeg beter aan.
Nog in 1999 publiceerde de Russische bioloog dr. Anatoly Schileyko een overzicht van landslakken,
waarin hij het geslacht tristania zelfs in een aparte subfamilie onderbracht.
Inmiddels had dr. Richard Preece (universiteit van Cambridge, Engeland) in 1982 de eilanden bezocht
en slakken meegenomen in een alcoholoplossing. Hij vroeg Gittenberger om de anatomie te bekijken.
‘Dat was een moeilijk karwei’, vertelt Gittenberger. ‘Deze hermafrodiete slakken zijn ovovivipaar: de
eieren komen in de uterus uit. Alle individuen bevatten grote embryo’s die de overige structuren in de
verdrukking brachten.’ Maar het lukte. Preece en Gittenberger beschreven twee nieuwe soorten, wat
het totaal voor de eilandengroep op negen soorten bracht. En tegen hun eigen verwachting in
moesten ze zich toch weer achter de oorspronkelijke, onwaarschijnlijke opvatting stellen: de negen
slakken horen wel degelijk thuis in het Europese geslacht Balea.
Overgestoken
Dat wilde Gittenberger graag bewijzen - met DNA-onderzoek door middel van PCR. In de op alcohol
bewaarde dieren van Preece bleek nog bruikbaar DNA te zitten, hoewel de dertig procent water in de
alcoholoplossing er slecht voor is. En Naturalis bezat Europese huisjes van Balea perversa van
tientallen jaren oud. Gittenberger: ‘De huisjes waren indertijd schoongemaakt. Maar tot ons geluk was
dat niet helemaal goed gedaan, want bovenin plakte nog wat weefsel. En ook daarin zat bruikbaar
DNA.’ Tenslotte gebruikte hij nog enkele recent verzamelde dieren. Op de Azoren komt een groep
soortgelijke slakken voor en ook die bekeek hij.
De slakken van Tristan da Cunha zijn, net als die van de Azoren, inderdaad een zustergroep van de
Europese Balea, bleek uit het verwantschapsdiagram
dat uit het DNA-onderzoek rolde. Gittenberger schetst het volgende scenario. Miljoenen jaren geleden
bereikte een op Balea perversa lijkende soort vanuit Europa de twee eilandengroepen, waar zich
vervolgens een aantal nieuwe soorten ontwikkelde. Een van de soorten die op de Azoren ontstond is
later zelfs weer teruggekomen naar Europa. Dat is Balea heydeni, een tweede Europese Balea-soort,
die vroeger niet van Balea perversa werd onderscheiden. De grote vraag is nu hoe de slakken in
prehistorische tijd de oceaan zijn overgestoken. ‘Ik denk dat jonge slakjes met vogels zijn meegelift,
maar we kennen geen vogel die tussen de gebieden trekt én de plaatsen aandoet waar de slakken
leven.’
Wat het onderzoek aan oud DNA moeilijk maakt, is vooral dat er meestal heel weinig bruikbare stukjes
beschikbaar zijn. Modern DNA, van bijvoorbeeld de onderzoekers zelf of van bacteriën, is er
daarentegen in overvloed. Bovendien is het monster soms niet zuiver. Zo is de kans groot dat een
primer aan het verkeerde DNA hecht en de onderzoeker een onzinnige uitslag krijgt. ‘We bekeken
eens het DNA van een zeeslak en stuurden de uitslag ter controle naar GenBank, een instelling met
een grote databank van DNA-gegevens. Daar kwam uit dat we het DNA van een zeeanemoon hadden
bepaald,’ vertelt Gittenberger. ‘Dat is niet eens zo gek, want die slak eet van die zeeanemoon en we
hadden kennelijk DNA van de maaginhoud geïsoleerd. Maar het geeft wel aan, dat je altijd moet
controleren of je resultaten kloppen.’
Het nieuwe lab voor oud DNA dat in Leiden wordt opgezet is bedoeld om met uiterst kleine
hoeveelheden oud DNA toch nog resultaat te kunnen boeken. ‘We willen een aparte ruimte, zo ver
mogelijk verwijderd van ruimten waar modern DNA wordt onderzocht,’ zegt dr. Hugh Cross, die twee
jaar bij het NHN werkt om het nieuwe lab te starten. ‘We gaan allerlei voorzorgsmaatregelen treffen
om de DNA-monsters zo min mogelijk te contamineren. We dupliceren de experimenten deels in
andere labs en zullen de uitkomsten zeer kritisch bekijken.’
Tristan da Cunha
Tristan da Cunha met de drie bijbehorende onbewoonde eilandjes Gough, Inaccessible en Nightingale
draagt de titel van meest afgelegen bewoonde eiland ter wereld. Na de ontdekking in 1506 door de
Portugees Tristao da Cunha volgde pas in de negentiende eeuw permanente bewoning. Het eiland
telt nu 300 bewoners. Een van de zeven families, Green, stamt af van de Nederlander Pieter Groen,
die in 1836 bij het eiland schipbreuk leed. Kreeftvisserij vormt de belangrijkste bron van inkomsten.
Edingburgh is het enige dorp op Tristan ( zie foto rechtsboven). Veertig procent van de eilandgroep is
natuurreservaat vanwege de grote vogeldiversiteit met onder meer albatrossen. Het eiland Gough
staat op de werelderfgoedlijst. AvtH