Goed bewaard oud menselijk DNA kan geëxtraheerd worden uit de 'lijm' die hoofdluizen duizenden jaren geleden gebruikt hebben om hun eieren aan haren vast te maken. Dat blijkt uit een nieuwe studie, die stelt dat de techniek een belangrijk nieuw instrument kan zijn om het verleden te onderzoeken.
Luizeneieren op oude mummies bewaren menselijk DNA en werpen nieuw licht op Zuid-Amerikaanse geschiedenis
Luc De Roy
Gepubliceerd:
In de nieuwe studie hebben onderzoekers voor het eerst DNA onttrokken aan de lijm op haren van menselijke mummies die tussen 1500 en 2000 jaar oud zijn. Dat is mogelijk omdat huidcellen van de hoofdhuid ingesloten geraken in de lijm die vrouwelijke luizen produceren om hun eieren, die neten genoemd worden, vast te maken aan de hoofdharen.
Analyse van het oude DNA - dat een betere kwaliteit had dan DNA dat met andere methoden verzameld wordt - heeft inzicht gegeven in precolumbiaanse menselijke migratiepatronen in Zuid-Amerika.
"Zoals het fictieve verhaal van de muskieten in de film 'Jurassic Park', die, gevangen in barnsteen, het DNA van hun dinosaurus-gastheer in zich dragen, hebben wij aangetoond dat onze genetische informatie bewaard kan worden door de kleverige substantie die hoofdluizen op ons haar voortbrengen. Bovenop de genetica, kan de biologie van de luizen waardevolle aanwijzingen geven over hoe mensen duizenden jaren geleden leefden en stierven", zei doctor Alejandra Perotti, hoogleraar biologie van de ongewervelden aan de University of Reading in Engeland en de leider van het onderzoek.
"De vraag naar DNA-stalen van oude menselijke resten is de laatste jaren toegenomen omdat we proberen meer te weten te komen over migraties en diversiteit in oude menselijke bevolkingsgroepen. Hoofdluizen hebben mensen gedurende hun hele bestaan vergezeld, en deze nieuwe methode zou dus de deur kunnen openen naar een goudmijn aan informatie over onze voorouders", zo zei Perotti.
Problemen met DNA-stalen uit schedels of tanden
Tot nu toe werd oud DNA bij voorkeur geëxtraheerd uit compact been van de schedel, het liefst uit het rotsbeen dat zich aan de binnenkant van de schedel bevindt, of uit het binnenste van tanden, aangezien die de beste stalen opleveren.
Overblijfselen van de schedel en de tanden zijn echter niet altijd beschikbaar en het nemen van stalen uit vroege overblijfselen van inheemse volkeren kan als onethisch beschouwd worden of indruisen tegen culturele overtuigingen.
Verder hebben de curatoren van museumverzamelingen vaak bezwaren tegen de destructieve manier van het nemen van stalen - om het rotsbeen te bereiken moet meestal de schedel gebroken worden - omdat de ernstige schade die daarbij aangericht wordt, wetenschappelijke analyses in de toekomst bemoeilijkt.
DNA onttrekken aan de lijm van luizen kan dan een oplossing voor het probleem zijn, zeggen de auteurs van de studie, vooral omdat neten algemeen gevonden worden op het haar en de kleren van goed bewaarde en gemummificeerde mensen.
Mummies, textiel en een gekrompen hoofd
Het onderzoeksteam onttrok DNA uit de lijm van neten die verzameld werden van een aantal mummies uit Argentinië. De gemummificeerde stoffelijke resten waren afkomstig van mensen die 1500 tot 2000 jaar geleden het Andesgebergte bereikten in de provincie San Juan in centraal-westelijk Argentinië.
Het team bestudeerde ook oude neten op menselijk haar dat gebruikt was in een stuk textiel uit Chili en neten afkomstig van een gekrompen hoofd van het Jivaroan-volk uit het Amazonegebied in Ecuador.
De stalen uit de lijm die gebruikt werden voor de DNA-studie bleken dezelfde concentratie DNA te bevatten als die van een tand, het dubbele van stalen uit been en vier keer zoveel als stalen uit bloed dat aan veel recentere luizen werd onttrokken.
"De grote concentratie DNA uit deze netenlijmen was een volkomen verrassing voor ons", zei doctor Mikkel Winther Pedersen. "Het was frappant dat zulke kleine hoeveelheden ons toch al deze informatie konden verschaffen, over wie deze mensen waren en hoe de luizen verwant waren met andere luizensoorten, en dat ze ons bovendien aanwijzingen gaven over mogelijke virusziekten." Pedersen is een moleculaire paleo-ecoloog aan de Københavns Universitet en de eerste auteur van de nieuwe studie.
DNA-conclusies
Naast de DNA-analyse konden de wetenschappers ook conclusies trekken over personen en de omstandigheden waarin ze leefden, uit de plaats van de neten op hun haar en uit de lengte van de lijmbuisjes. Hun gezondheid en mogelijk zelfs hun doodsoorzaak kan afgeleid worden uit de interpretatie van de biologie van de neten.
De analyse van het DNA dat ontrokken werd aan de netenlijm bevestigde het geslacht van al de menselijke gastheren en legde bloot dat er een genetisch verband bestaat tussen drie van de mummies en mensen in het Amazonegebied van 2000 jaar geleden.
Dat toont voor het eerst aan dat de oorspronkelijke bevolking van de Argentijnse provincie San Juan gemigreerd is uit de regenwouden van Amazonië in het noorden van het continent, uit wat nu het zuiden van Venezuela en Colombia is.
Analyse van het DNA van de neten zelf bevestigde hetzelfde migratiepatroon, uit de noordelijke vlaktes van Amazonië naar Centraal-West Argentinië, de Andes van San Juan.
Ook bleek uit de DNA-analyse dat al de bestudeerde menselijk resten behoorden tot de oorspronkelijke, eerste mitochondriale afstammingslijnen in Zuid-Amerika.
Daarnaast werd in het DNA van een van de mummies het eerste directe bewijs gevonden voor het merkelcelpolyomavirus. Dat virus, dat ontdekt werd in 2008, wordt afgescheiden door gezonde menselijke huid en kan in uitzonderlijke gevallen in het lichaam terechtkomen en een soort huidkanker veroorzaken. De ontdekking opent de mogelijkheid dat hoofdluizen het virus zouden kunnen verspreiden.
Conclusies uit de studie van de neten
Uit de morfologische analyse van de neten bleek dat al de gemummificeerde mensen waarschijnlijk blootgesteld waren aan extreem lage temperaturen toen ze gestorven zijn, wat mogelijk een factor kan geweest zijn in hun dood.
Dat kan men afleiden uit de erg kleine afstand tussen de neten op de haarschachten en de hoofdhuid. Luizen gebruiken de warmte van het hoofd van hun gastheer om hun eieren warm te houden en dus leggen ze die dichter bij de hoofdhuid in koude omgevingen.
Kortere lijmbuisjes op het haar bleken overeen te komen met oudere en/of slechter bewaarde specimens. Dat komt doordat de lijm in de loop van de tijd degradeert.
"De jacht is geopend op alternatieve bronnen van oud menselijk DNA en netenlijm zou een van die alternatieven kunnen zijn. Ik denk dat er verdere studies nodig zijn om het potentieel ervan volledig bloot te leggen", zei Pedersen.
De studie van het internationale team van onderzoekers van de University of Reading, de Københavns Universitet, de Universidad Nacional de San Juan, de Bangor University in Wales en het Oxford University Museum of Natural History is gepubliceerd in . Dit artikel is gebaseerd op een persbericht van de University of Reading.
