Hendrik Poinar: Breng de wolharige mammoet terug!

De droom van kinderen over de hele wereld: gigantische beesten weer over de Aarde te zien lopen. Zou die droom kunnen – en moeten – worden gerealiseerd? Hendrik Poinar houdt een informatieve talk over de volgende – echt – grote gebeurtenis: de zoektocht om een wezen te bouwen dat erg lijkt op onze harige vriend, de wolharige mammoet. De eerste stap, om het wolharige genoom te sequencen, is bijna compleet. En het is enorm. (Gefilmd bij TEDxDeExtinction.)

Toen ik jong was,

keek ik altijd door mijn vaders microscoop

naar de insecten in amber die hij thuis had.

Ze waren opvallend goed bewaard gebleven,

met fenomenale morfologie.

Toen verbeeldden we ons dat ze ooit

zouden herleven.

Ze zouden uit de hars kruipen

en als ze konden, zouden ze wegvliegen.

Als je me 10 jaar geleden had gevraagd

of we ooit het genoom van uitgestorven
dieren zouden kunnen sequencen,

dan zou ik gezegd hebben
dat dat onwaarschijnlijk was.

Als je had gevraagd of we uitgestorven soorten
echt tot leven zouden kunnen wekken,

Als je had gevraagd of we uitgestorven soorten
echt tot leven zouden kunnen wekken,

dan had ik dat als droombeeld bestempeld.

Maar verbazingwekkend genoeg sta ik vandaag hier,

om jullie te vertellen dat we tegenwoordig niet alleen

uitgestorven genomen kunnen sequencen,
wat daadwerkelijk gebeurt,

maar dat zelfs uitgestorven soorten
laten herleven binnen bereik is.

misschien niet die insecten in amber –
deze mug is trouwens

misschien niet die insecten in amber –
deze mug is trouwens

als inspiratie voor 'Jurassic Park' gebruikt –

maar van wolharige mammoeten,
de goed geconserveerde resten

van wolharige mammoeten in de permafrost.

Wolharigen zijn een bijzonder interessant

en typerend beeld van de IJstijd.

Ze waren enorm. Ze waren harig.

Ze hadden enorme slagtanden. We lijken een

hechte band met ze te hebben,
net als met olifanten.

Misschien omdat olifanten

veel met ons gemeen hebben.

Ze begraven hun doden.
Ze voeden hun familieleden op.

Ze hebben heel hechte sociale verbanden.

Misschien is het omdat we door
ons verre verleden verbonden zijn

omdat olifanten, net als wij,
oorspronkelijk in Afrika waren

zo'n zeven miljoen jaar geleden.

Omdat habitats veranderden
en omgevingen veranderden,

zijn we net als de olifanten weg gemigreerd,

naar Europa en Azië.

De eerste grote mammoet die opkomt,

is meridionalis, die 4 meter hoog was en

ongeveer 10 ton woog. Het was
een aan het bos aangepaste soort,

die zich helemaal van West-Europa
door Centraal Azië verspreidde

over de Bering landbrug

en delen van Noord-Amerika in.

En toen het klimaat weer veranderde,
zoals gewoonlijk,

en nieuwe habitats ontstonden,

kregen we de komst van een
aan de steppe aangepaste soort

in Centraal-Azië, die trogontherii heette,

die meridionalis naar West-Europa verdreef.

De open grasland savannes van Noord-Amerika

kwamen vrij, wat leidde
tot de Amerikaanse mammoet,

een grote, onbehaarde soort uit Noord-Amerika.

Pas zo'n 500.000 jaar later

kwam de wolharige mammoet,

die we allemaal kennen en waar we zo dol op zijn.

Hij verspreidde zich vanuit
het oosten van de Beringlandbrug

over Centraal Azië,
en verdreef de trogontherii daar op zijn beurt

door Centraal Europa,

en migreerde gedurende honderdduizenden jaren

heen en weer over de Beringlandbrug

gedurende glaciale piektijden.

Ze kwamen in direct contact

met hun Amerikaanse familieleden uit het Zuiden.

Ze overleefden daar honderdduizenden jaren

gedurende traumatische klimaatveranderingen.

We hebben hier een heel flexibel dier dat goed

met enorme temperatuurschommelingen en omgevingsveranderingen kan omgaan.

Ze overleven op het vasteland
tot zo'n 10.000 jaar geleden,

en zelfs, verrassend genoeg,
op de eilandjes bij Siberië

en Alaska tot zo'n 3.000 jaar geleden.

Dus de Egyptenaren bouwen pyramiden

en wolharigen leven nog steeds op eilanden.

En dan verdwijnen ze.

Net als 99% van alle dieren die ooit hebben geleefd,

sterven ze uit, waarschijnlijk door
een opwarming van het klimaat

en snel oprukkende dichte bossen

die zich noordwaarts verspreiden,

en ook, zoals wijlen de grote
Paul S. Martin het ooit stelde:

waarschijnlijk Pleistocene overkill,

dus de grootwild-jagers die ze uitroeiden.

Gelukkig vinden we miljoenen overblijfselen van ze,

bezaaid over de permafrost, diep begraven

in Siberië en Alaska.
En we kunnen daar heen gaan

en ze eruit halen.

Ze zijn weer fenomenaal geconserveerd,
net als die insecten in amber.

Ze zijn weer fenomenaal geconserveerd,
net als die insecten in amber.

Dus je hebt tanden,
botten met bloed

dat eruitziet als bloed,
je hebt haar,

en je hebt intacte karkassen of
koppen waar nog hersenen inzitten.

en je hebt intacte karkassen of
koppen waar nog hersenen inzitten.

De conservering en het overleven van DNA

hangt van veel factoren af,
en ik moet toegeven,

de meeste daarvan begrijpen we
nog niet helemaal.

Maar afhankelijk van
wanneer een organisme sterft

en hoe snel het begraven is,
de diepte waarop het is begraven,

de temperatuurconstantheid
van de begravingsomgeving,

zal uiteindelijk uitwijzen
hoe lang DNA zal overleven

gedurende tijdsperioden
van geologische betekenis.

Het is waarschijnlijk verrassend

voor velen van jullie hier,
dat de duur niet zo belangrijk is,

het is niet de tijdsduur van conservering,

het belangrijkst is de gelijkmatigheid
van de conserveertemperatuur.

Stel dat we nu diep in de botten en tanden

zouden kijken, die
het fossilisatieproces overleefd hebben.

Het DNA dat ooit intact was,
strak om histon-eiwitten gewikkeld,

wordt nu aangevallen door

de bacteriën die jarenlang symbiotisch
met de mammoet hebben geleefd.

de bacteriën die jarenlang symbiotisch
met de mammoet hebben geleefd.

Dus die bacteriën, samen
met de omgevingsbacteriën en

water en zuurstof,
breken het DNA op

in steeds kleinere DNA-fragmentjes,

tot er niets overblijft dan fragmenten

van 10 basenparen of, in het beste geval,

een paar honderd basenparen lang.

De meeste fossielen in het fossielenbestand

hebben totaal geen organische signatuur meer.

Slechts enkele bevatten
daadwerkelijk DNA-fragmenten

die duizenden,

zelfs enkele miljoenen jaren hebben overleefd.

Met de allernieuwste cleanroom-technologie,

hebben we manieren ontwikkeld om dat DNA

uit de rest van die zooi te trekken.

Het zal jullie niet verbazen

dat als ik DNA uit
mammoetbotten of -tanden

haal, dat dat dan
mammoet-DNA zal zijn,

maar ik krijg ook alle bacteriën
die ooit met die mammoet hebben geleefd,

en, nog ingewikkelder, ik krijg alle DNA

die in die omgeving ook heeft overleefd.

Dus bacteriën, schimmels, enzovoort.

Dus is het niet verrassend dat een

in de permafrost geconserveerde mammoet,

zo'n 50% mammoet-DNA bevat,

terwijl iets als de Amerikaanse mammoet,

ooit levend en nu begraven in een milder klimaat,

maar zo'n 3 tot 10% endogeen DNA-materiaal bevat.

We hebben heel slimme technieken bedacht

om mammoet-DNA te onderscheiden
van niet-mammoet-DNA

– te scheiden en te onderscheiden.

Nu we grote volumes DNA
kunnen sequencen,

kunnen we al die mammoetfragmentjes eruit pikken

en met behulp van bio-informatica herschikken.

We plaatsen ze op een kapstok

van een Aziatische of
Afrikaanse olifant-chromosoom.

Hierdoor krijgen we alle puntjes

waarop een mammoet en een
Aziatische olifant van elkaar verschillen.

Wat weten we dan van een mammoet?

Het mammoetgenoom is bijna volledig

en we weten dat het enorm groot is,
met recht een mammoet-genoom.

Het menselijk genoom bestaat
uit zo'n 3 mijard basenparen,

maar een olifant- en mammoetgenoom

is zo'n 2 miljard basenparen groter.
Het meeste daarvan

bestaat uit kleine herhalende stukjes DNA,

die het erg moeilijk maken om echt
de hele genoomstructuur te herschikken.

Deze informatie helpt ons

een interessante vraag te beantwoorden

over de relatie van mammoeten
met hun levende familieleden,

de Afrikaanse en Aziatische olifant.

Zeven mijoen jaar geleden
deelden zij dezelfde voorouder,

maar het mammoetgenoom
laat zien dat het

een vrij recente gezamenlijke voorouder deelt met Aziatische olifanten,

zo'n zes miljoen jaar geleden,

die net iets dichter bij
de Aziatische olifant staat.

Met de vooruitgang in oeroud DNA-technologie,

kunnen we nu echt beginnen met het sequencen

van de genomen van die andere
uitgestorven mammoeten die ik noemde.

Over twee daarvan wil ik het hebben:

de wolharige en de Amerikaanse mammoet.

Beide leefden heel dicht bij elkaar

tijdens glaciale piektijden,

toen de ijskappen enorm waren in Noord-Amerika,

verdreef dat de wolharige mammoeten
naar deze subglaciale overgangszones.

Ze kwamen in contact met
de zuidelijk levende mammoetsoort

en ze deelden wijkplaatsen,

en niet alleen die wijkplaatsen, blijkt.

Er lijken zelfs kruisingen te zijn opgetreden.

Dat is geen ongewone eigenschap

van Proboscidea, want het blijkt

dat grote mannelijke savanneolifanten
het beter doen

bij de vrouwtjes dan de kleinere bosolifanten.

Dus grote, haarloze Amerikanen

deden het beter dan
de kleine wolharige mannetjes.

Dat doet me, jammer genoeg, een beetje
aan de middelbare school denken. (Gelach)

Dat doet me, jammer genoeg, een beetje
aan de middelbare school denken. (Gelach)

Dus het is niet triviaal,
gegeven het idee dat we

uitgestorven soorten willen
laten herleven, omdat blijkt

dat een Afrikaanse en
een Aziatische olifant

gekruist kunnen worden en
levende jongen kunnen krijgen.

Dat is per ongeluk al eens gebeurd
in een dierentuin in Chester, V.K., in 1978.

Dat is per ongeluk al eens gebeurd
in een dierentuin in Chester, V.K., in 1978.

Dus dat betekent dat we
Aziatische olifantchromosomen

kunnen modificeren
op alle plekken die we nu

hebben kunnen onderscheiden
met het mammoetgenoom.

Dat kunnen we in een cel stoppen
waar de celkern uit is verwijderd

en die tot stamcel laten differentiëren,

en vervolgens bijvoorbeeld tot zaadcel,

een Aziatisch olifanteneicel
kunstmatig insemineren

en na een lange, moeizame procedure,

iets terugbrengen wat er zo uitziet.

Het zal geen exacte replica zijn,

omdat de DNA-fragmentjes
waar ik over vertelde

ons de exacte structuur
niet zullen laten bouwen,

maar het zou iets opleveren dat erg

op een wolharige mammoet zou lijken.

Als ik hier met mijn vrienden over praat,

hebben we het vaak over
waar je hem zou laten.

Waar breng je een mammoet onder?

Er zijn geen geschikte klimaten of habitats.

Nu is dat niet helemaal het geval.

Er blijken habitatzones

in Noord-Siberië en de Yukon te zijn,
die een mammoet zouden kunnen herbergen.

in Noord-Siberië en de Yukon te zijn,
die een mammoet zouden kunnen herbergen.

Bedenk dat dit een enorm flexibel dier was,

dat gigantische klimaatvariaties overleefde.

Dus dit landschap zou met gemak
een mammoet kunnen herbergen.

Ik geef toe dat het kind in me

niets liever zou zien

dan deze majestueuze wezens,
lopend over de noordelijke permafrost.

Tegelijkertijd geef ik toe

dat de volwassene in me zich soms afvraagt

of we dat wel zouden moeten willen.

Hartelijk bedankt.

(Applaus)

Ryan Phelan: Blijf nog even.

Je hebt ons voor een vraag gesteld.

Ik weet zeker dat iedereen zich dit afvraagt.
Als je zegt: "Zouden we dat moeten willen?”

dan voelt het of je daarin terughoudend bent,

terwijl je ons een beeld hebt geschetst
dat het zo goed mogelijk is.

Wat weerhoudt je?

Hendrik Poinar: Ik denk niet
dat het terughoudendheid is.

Het is gewoon zo dat ik denk
dat we heel diep moeten nadenken

over de implicaties,
de gevolgen van onze acties.

En zo lang als we een goede,
inhoudelijke discussie voeren,

zoals we hier doen, denk ik

dat we met een heel goede oplossing
kunnen komen waarom we het moeten doen.

Maar ik wil ervoor zorgen
dat we eerst tijd nemen

om erover na te denken
waarom we dit doen.

RP: Perfect. Een perfect antwoord.
Heel hartelijk dank, Hendrik.

HP: Bedankt. (Applaus)