Med en unik kombination af fossilt DNA og hulemalerier har et internationalt forskerhold med dansk deltagelse løst gåden om den europæiske bisons oprindelse.
Nu viser forskerne, at europæisk bison - også kaldet visent - opstod som en krydsning mellem urokser og steppebison allerede for ca. 120.000 år siden.
»Det er virkelig overraskende, at en krydsning af pattedyr kan føre til dannelsen af en ny art - det burde ikke kunne ske. Den har været der hele tiden, vi har bare ikke kunnet se den,« siger Alan Cooper, der er professor ved Australian Centre for Ancient DNA på University of Adelaide i Australien, og som står bag forskningen.
»Det er en virkelig fascinerende artikel, og det hjælper med at forklare, hvorfor knogler fra urokse og visent er så notorisk svære at skelne,« siger postdoc Jennifer Crees, som ikke har deltaget i det nye studie, men forsker i istidsdyrenes historie ved Natural History Museum i London, England.
Studiet er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature Communications.
LÆS OGSÅ: Er bævere, bisoner og elefanter i Danmark noget hø?
Klimastudie gav mærkeligt DNA
Det begyndte egentlig med et klimastudie, hvor Alan Cooper og kolleger pludselig studsede over noget mystisk bison-DNA.
Forskerne studerer globale klimaforandringer under istiden eller rettere effekten af dem ved at kortlægge fossilt DNA fra istidens store pattedyr. Med DNA'et kan de tegne slægtstræer og få indblik i, hvordan populationerne er blevet påvirket dybt tilbage i sidste istid i takt med, at klimaet skiftevis frøs kloden ned og tøede den op.
Bisonknogler er ideelle ’sladrehanke’, fordi de store dyr var så udbredte og mangfoldige, at museerne ligger inde med mange tusinde bisonknogler fra alle tider og fra hele deres udbredelsesområde.
Under istiden herskede steppebisonen, som er stamfader til både den amerikanske og den europæiske bison, så da Cooper og hans kolleger analyserede titusinder af år gamle europæiske bisonknogler, fandt de som ventet masser af steppebison-DNA, og alt var godt.
Men pludselig en dag fandt de også noget sært bison-DNA.
LÆS OGSÅ: Derfor uddøde pattedyrene under sidste istid
Den mystiske bison er en 'Higgs Bison'
Det sære DNA lignede lidt nutidens europæiske bison, som lever i Polen, men alligevel ikke helt. Det sære DNA blev ved med at dukke op igen og igen i forskellige sæt af knogler.
»Vi begyndte at kalde det en mystisk art, bison-X og ’Higgs Bison’, fordi vi kunne ikke finde ud af, om den fandtes eller ej,« siger Alan Cooper med en smånørdet henvisning til den Higgs-partikel, atomfysikere har jagtet siden 1960'erne og endelig fandt i 2012.
Det slog forskerne, at de måske var stødt på en forfader til visenten.
Visentens oprindelse er lidt af en gåde. Dens knogler dukker op ud af det blå i den europæiske fossilrække ved slutningen af sidste istid, kort efter steppebisonen er uddød og forsvundet.
LÆS OGSÅ: DNA-analyser afslører hundens oprindelse
Bison-X har DNA fra urokse og steppebison
En af hypoteserne er, at visenten opstod som en hybrid mellem urokse og steppebison, og måske kunne bison-X være en hybrid.
Cooper og kolleger havde hidtil kun kortlagt den lille del af arvematerialet kaldet mitokondrie-DNA (mtDNA), som er specielt ved at ligge uden for cellekernen, og som kun nedarves fra moderen. Så mtDNA er godt til at tegne slægtskaber, men mangler al informationen fra kromosomerne i kernen.
For at tjekke om den mystiske bison-X var en hybrid, kortlagde de kerne-DNA'et, og det gav bonus.
»Vi fandt, at kerne-DNA'et er steppebison, og mitokondrie-DNA'et er urokse, så det er en hybrid,« siger Alan Cooper.
Men var bison-X så også visentens forfader?
LÆS OGSÅ: Iszlybjørnen er kommet til Canada for at blive
Reddet fra kanten af udryddelse
Fra mtDNA'et fik man et lidt uldent svar - det fossile mtDNA ligner de nulevende visenters mtDNA lidt, men ikke helt.
Det kunne dog forklares, hvis man tog visentens særlige historie i betragtning. Den sidste vilde visent uddøde nemlig under Første Verdenskrig, og arten blev kun med nød og næppe bragt tilbage fra kanten af udslettelse med dyr fra zoologiske haver.
»Alle nutidens visenter stammer fra bare 12 individer. Når man gør det, kan den genetiske profil rykke ret meget - det hedder genetisk drivning - man glider ligesom sidevejs,« siger Alan Cooper.
I dag er der omtrent 4.000 individer, men de repræsenterer kun et ganske beskedent udsnit af den oprindelige genetiske variation, så på den måde kunne bison-X godt repræsentere en forfader, hvis genetiske linje blot er udvisket.
LÆS OGSÅ: Fossilt DNA afliver teori om koloniseringen af Amerika
Det mest oplagte ville selvfølgelig være at sammenligne fossilerne af bison-X med visent.
Visentens udseende er ret karakteristisk og forskelligt fra steppebison. Steppebison havde lange horn og et ekstremt kraftigt forparti ligesom den amerikanske bison, mens visentens kropsform er mere balanceret med en knap så voldsom pukkel, og den har korte dobbeltkrumme horn.
Problemet var bare, at de knogler - såsom lårben og ribben, som forskerne benyttede til DNA, ikke afslører dyrets karakteristiske kropsform, og de havde ikke noget kranium knyttet til bison-X.
Men så fik de en genial idé – at se på de berømte hulemalerier i Frankrig og Spanien.
Hulemalerne beskrev visentens oprindelse
Og ganske rigtigt viste det sig, at franske eksperter allerede længe havde grublet over to forskellige typer af bison-motiver, men aldrig rigtig havde kunnet forklare det som andet end forskellig mode blandt stenalderkunstnerne.
Det viser sig, at bison-motiverne skifter med overgangen til Magdelenien-kulturen, så hulemalerierne indtil for omkring 25.000 siden er det langhornede steppebison-lignende motiv, og så efter 18-20.000 år siden er det korthornede visent-lignende motiv.
Det passer som fod i hose med DNA'et. Cooper og kolleger daterer bison-knoglerne og finder nemlig, at bison-X og steppebisonen dominerer landskabet på skift over titusinder år lange perioder, og at de perioder matcher motiverne i hulemalerierne.
Med andre ord har hulemalerne ikke skiftet kunstnerisk stil, men faktisk afbildet, hvad de så i landskabet meget præcist. Så ikke bare afslørede forskerne fødslen af en ny bison-art, men de har også fundet det hele detaljeret beskrevet i hulemalerier.
LÆS OGSÅ: Forskere: Vi har fundet verdens ældste hulemalerier
Hybridisering kan være vigtig tilpasningsmekanisme
Ud fra det fossile DNA skønner Cooper og kolleger, at den oprindelige hybridisering skete for mindst 120.000 år siden. Da mtDNA'et er urokse, kan de sige, at hybridens mor, var en urokse, mens dens far var en steppebison.
De kan se, at kerne-DNA'et stabiliseres i et forhold med cirka 90 procent steppebison og kun 10 procent urokse, hvilket vidner om, at bastarden efterfølgende er blandet ind i en flok steppebison.
Men så er der sket noget meget usædvanligt for pattedyr - hybriden er blevet til sin egen art.
Isbjørne og brune bjørne kan for eksempel få levedygtigt afkom, men det kaster ikke en ny art af sig. I stedet bliver afkommet optaget i en af forældrepopulationerne, og over tid udvandes det ’fremmede’ DNA igen.
»Det, vi finder, er ret bizart, og burde egentlig ikke ske for pattedyr. Men det vidner om, at hybridisering også kan være en vigtig mekanisme i artsdannelse og tilpasning hos pattedyr, ligesom man allerede ved, det er hos planter,« siger Alan Cooper.
Han tror, at det måske kommer i spil under usædvanlige omstændigheder, hvor en population er under et stort pres for eksempel fra klimaforandringer.
Præcis hvordan det er foregået, er et stort spørgsmål, men hybrid-populationen må være udviklet isoleret fra begge de to forældrepopulationer, og det kan for eksempel være sket, hvis den har indtaget en ny niche og fundet en anden levevis.
LÆS OGSÅ: Mennesket udryddede alle de store dyr på Jorden
Vidner om, hvor lidt vi ved
Svarene om visentens historie og om evolutionens sære krumspring kan måske findes i mere fossilt DNA.
»I lyset af den her forskning vil det være vitalt at gennemgå fossilerne fra istiden og se, om vi kan forene dem med disse genetiske opdagelser af en hybrid-form,« siger Jennifer Crees.
LÆS OGSÅ: Hvad er en art?
Alan Cooper er sikker på, at der i museernes samlinger af knoglekasser nok skal gemme sig oldgamle bisonkranier, der viser sig i virkeligheden at være deres nye bison-X, og han håber, at museerne nu vil kigge efter.
»Jeg er sikker på, at der har været langt større diversitet og meget mere dynamiske forandringer som respons på klimaforandringer, end vi tror i dag,« siger Alan Cooper.
»Når vi ved, at oksearter er nogle af de mest almindelige fossiler, og vi samtidig har hulemalere, som hjælpsomt har tegnet dyrene, og vi alligevel ikke kan finde ud af, hvad der er sket. Ja, så må man undre sig over, hvor meget vi egentlig overser.«
