NGV-Geonieuws 140 artikel 850

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


23 September 2007, jaargang 9 nr. 9 artikel 850

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 140! Op de huidige pagina is alleen artikel 850 te lezen.

<< Vorig artikel: 849 | Volgend artikel: 851 >>

850 Miljoenen jaren oude bacteriŽn in ijs van Antarctica springlevend
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie ! Klik hier voor alle artikelen over Glaciologie !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Speciaal voor dit onderzoek genomen monsters uit het ijs van Antarctica (van gletsjers in Mullins en Beacon Valley) hebben een spectaculair resultaat opgeleverd. Er werden levende bacteriŽn in aangetroffen, hoewel de bemonsterde ijspakketten tussen de 10.000 en de 8 miljoen jaar oud zijn. Dat is buitengewoon verrassend, want er werd tot nu toe sterk aan getwijfeld of zelfs primitieve organismen zoals bacteriŽn zo lang onder zeer koude omstandigheden zouden kunnen overleven. Vanwege een bacterie die werd aangetroffen op materiaal dat op de maan was achtergelaten, was sinds de maanlandingen van de Verenigde Staten al bekend dat bacteriŽn zeer lage temperaturen en een vrijwel zuurstofloze atmosfeer konden overleven, maar dat ging om een beperkte tijdsduur.


Locatie van de twee onderzochte dalen (Mullins Valley en Beacon Valley).

Zo mogelijk nog verrassender was dat het DNA van de bacteriŽn de lange winterslaap bij zulke lage temperaturen goed heeft doorstaan. In het algemeen beschouwen biologen DNA als een zeer kwetsbare stof, die betrekkelijk snel zou worden aangetast. Daarom is het volgens de meeste biologen ook onmogelijk om uit fossiel DNA nieuwe organismen te kweken. Inderdaad zijn pogingen daartoe tot nu toe mislukt, maar daar staat tegenover dat er ook biologen zijn die aannemen dat zulke grote delen van DNA (bijv. van ingevroren mammoeten) bewaard kunnen blijven dat het op termijn mogelijk zal zijn - door stukken DNA van verschillende individuen van een soort 'aan elkaar te knopen' - om een individu te reproduceren (zie ook Geonieuws 847).


Beacon Valley met uitzicht op de Taylor-gletsjer

Niet verrassend is dat in de monsters van relatief jong ijs meer bewaarde microorganismen werden aangetroffen dan in ouder ijs. Van zowel de oude als de jonge microben werden kweken gemaakt. Dat lukte bij alle monsters, zij het dat de 'jonge' bacteriŽn zich gemakkelijker vermenigvuldigden dan de oude. Bij de jongste bacteriŽn verdubbelde het aantal individuen zich tijdens het opkweken elke paar dagen, terwijl dat bij de oudste microben ongeveer 70 dagen duurde. Dat laatste bewijst dat die oude bacteriŽn wel 8 miljoen jaar in het ijs overleefden, maar dat hun mogelijkheid tot voortplanting duidelijk was afgenomen. Dat kwam mede doordat kennelijk toch hun DNA op de een of andere manier was aangetast; dat was zelfs zodanig dat de opgekweekte individuen van de oudste bacteriŽn niet meer konden worden gedetermineerd; kennelijk leidde het in de loop der tijd beschadigde DNA toch tot een soort mutaties.


Opname met een epifluorescentiemicroscoop,
waarop de bacteriŽn in het ijsmonster groen oplichten

De aantasting van het DNA blijkt niet geleidelijk te zijn gegaan. De onderzoekers vonden dat het DNA kennelijk met een exponentieel afnemende snelheid veranderde: iedere 1,1 miljoen jaar werd kennelijk de helft van het overgebleven DNA beschadigd. Daardoor bleven in de loop der tijd steeds minder onbeschadigde genen over. Van de oorspronkelijke omstreeks 3 miljoen basenparen die het genoom van een bacterie gemiddeld bevat, waren er in de individuen uit het oudste ijs gemiddeld nog maar 210 basenparen op de juiste wijze aan elkaar gekoppeld. Omdat er echter zoveel bacteriŽn in het ijs zijn opgenomen, liet dat echter nog genoeg individuen over die zich onder de gunstige laboratoriumomstandigheden van de kweek konden verveelvuldigen.


Opname met een scanning electronmicroscoop
met bacteriŽn (kleine bolletjes) temidden van
zandkorrels uit het ijs


SEM-opname met meer details


Dit betekent dat DNA - in ieder geval bij primitieve organismen zoals bacteriŽn - weliswaar in de loop der tijd beschadigd raakt, maar dat het niet is uitgesloten dat - mogelijk ook bij hoogontwikkelde levensvormen - ook na lange tijd nog gefossiliseerde individuen kunnen bestaan met DNA dat het mogelijk maakt om nieuwe organismen op te kweken.

Referenties:
  • Bidle, K.D., Lee, S., Marchant, D.R. & Falkowski, P.G., 2007. Fossil genes and microbes in the oldest ice on Earth. Proceedings of the National Academy of Sciences of the Unites States 104, p. 1345-13460.

Foto's (© PNAS) welwillend ter beschikking gesteld door Kay Bidle, Department of Geological Sciences, State University of New Jersey, New Brunswick, NJ (Verenigde Staten van Amerika).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl