In gefossiliseerde botten van dieren hebben onderzoekers voor het eerst metabolieten gevonden.
Metabolieten zijn kleine moleculen die een rol spelen bij onder meer vertering en andere processen in het lichaam. Die chemische sporen vertellen niet alleen iets over de dieren zelf, maar ook over hun leefomgeving. Volgens de studie bleek uit het eetpatroon van sommige dieren dat vroeger meerdere plekken in Afrika toen veel warmer en natter waren dan nu. Het onderzoek is gepubliceerd in Nature.
Wat zijn metabolieten?
Metabolieten kun je zien als de ‘restjes’ van alles wat er in je lichaam gebeurt: voedsel dat wordt afgebroken, bouwstoffen die worden gebruikt en reacties op stress of ziekte. In modern onderzoek worden metabolieten vaak gemeten om iets te leren over gezondheid en ziekte bij mensen.
In de paleontologie ligt de nadruk meestal op het onderzoeken van DNA, vooral om familiebanden tussen soorten te bepalen. Maar DNA vertelt niet altijd hoe een dier leefde of wat het meemaakte. Metabolieten kunnen dat soms wel, omdat ze ook iets kunnen zeggen over dieet, opgelopen ziekten en de leefomgeving.
Verborgen schat
De onderzoeksgroep stond onder leiding van Timothy Bromage van NYU College of Dentistry. Hij vroeg zich af of botten, zelfs als ze fossiel zijn, misschien meer bewaren dan alleen een structuur. Bromage zegt: “Ik wilde weten of er ook metabolieten in botten te vinden zijn. Het blijkt dat niet alleen ‘vers’ bot, maar ook fossiel bot, vol metabolieten zit.”
Voor het onderzoek gebruikte het team een techniek genaamd ‘massaspectrometrie’. Dat is een meetmethode die moleculen omzet in ionen en daardoor precies kan bepalen welke stoffen aanwezig zijn. Eerst testten de onderzoekers de aanpak op moderne ‘verse’ muizenbotten. Daarin vonden ze bijna 2.200 metabolieten die ze konden analyseren.
Botfragmenten
Daarna stapten de onderzoekers over op fossielen. Ze gebruikten botfragmenten van dieren die 1,3 tot 3 miljoen jaar oud zijn, afkomstig van vindplaatsen in Tanzania, Malawi en Zuid-Afrika. Ze kozen soorten met moderne varianten die ook nu nog in dezelfde gebieden voorkomen.
Het ging onder meer om fossielen van knaagdieren zoals muizen, grondeekhoorns en gerbils, en daarnaast ook om grotere dieren zoals fossielen van een antilope, een varken en een olifant. In de fossielen vonden ze opnieuw duizenden metabolieten. Veel daarvan kwamen overeen met stoffen die je ook in de moderne diersoorten ziet.
Een deel van de gevonden metabolieten past bij normale lichaamsprocessen, zoals de verwerking van aminozuren, koolhydraten, en vitamines en mineralen. Sommige stoffen wezen volgens de onderzoekers op genen die te maken hebben met oestrogeen, wat kan suggereren dat sommige fossiele botten ooit toebehoorden aan vrouwelijke dieren.
Oeroude infectie
Er waren ook opvallendere signalen. In het bot van een 1,8 miljoen jaar oude grondeekhoorn uit de Olduvai Gorge in Tanzania zagen de onderzoekers aanwijzingen voor een parasitaire infectie. Het ging om een metaboliet die zij koppelen aan Trypanosoma brucei, een parasiet die bij mensen slaapziekte kan veroorzaken en die wordt overgebracht door de tseetseevlieg.
“Wat we in het bot van die grondeekhoorn ontdekten is een metaboliet die uniek is voor die parasiet,” zegt Bromage. “Die parasiet laat dat stofje vrij in het bloed van zijn gastheer. We zagen ook een ontstekingsremmende reactie van de grondeekhoorn, vermoedelijk door de infectie.”
Eetgeschiedenis onthult
De metabolieten vertelden niet alleen iets over veroorzaakte ziekten, maar ook over gegeten voedsel. De onderzoekers identificeerden in de fossielen van een grondeekhoorn stoffen die lijken te passen bij bepaalde planten uit de regio, waaronder oudere soorten van aloë en asperge.
Dat is volgens het team belangrijk, omdat zulke planten niet overal groeien. “Dat betekent dat de grondeekhoorn aan aloë heeft geknabbeld en die stoffen in zijn bloed heeft opgenomen,” legt Bromage uit. “Omdat aloë heel specifieke eisen stelt aan het milieu weten we nu meer over de omgeving, waaronder temperatuur, regenval, bodemsamenstelling en zelfs de mate van schaduw door bomen.”
Over alle onderzochte locaties heen komt één conclusie telkens weer terug: de weersomstandigheden waren vrijwel altijd natter en warmer dan vandaag het geval is. “Met deze aanpak kunnen we het prehistorische milieu reconstrueren met een nieuw detailniveau,” besluit Bromage.
We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Onopvallend fossiel blijkt boordevol unieke bijennesten te zitten en Evolutie deel 2: Diepgravende fossielen | Scientias Podcast 46 . Of lees dit artikel: Oeroud fossiel werpt licht op evolutie van karpers en meervallen .
Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week?
Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
