De 22.000 jaar oude panda-schedel.  (Foto: Yingqi Zhang, Yong Xu)

22.000 jaar oude schedel van panda toont een nieuwe familielijn

De schedel behoorde toe aan een pandasoort die nu is uitgestorven en die zich zo'n 180.000 jaar geleden afsplitste van de huidige reuzenpanda's. Dat blijkt uit een studie van mitrochondrial DNA uit de schedel. De schedel werd gevonden in een grot in het zuiden van China, ver weg van het huidige leefgebied van de reuzenpanda's.  

Toen de Chinese professor Qiaomei Fu in 2014 een 22.000 jaar oude schedel van een panda in handen kreeg, was ze zowel verrast als verrukt. Als expert in de studie van oude genomen, had Fu het grootste deel van haar werk gewijd aan het DNA van mensen uit de oudheid, maar persoonlijk was ze zeer geïnteresseerd in panda's. 

En nu heeft zij en haar team van de Chinese Academie der Wetenschappen voor het eerst het gehele mitochondriale DNA (mtDNA) genoom van een oude reuzenpanda gesequencet. 

Mitochondriaal DNA wordt gevonden in mitochondriën, de energiefabriekjes van de cellen, en het wordt uitsluitend langs de moeder doorgegeven aan de kinderen. Het team van Fu ontdekte dat het mtDNA van deze oude reuzenpanda een lange familiegeschiedenis had apart van de lijn van de huidige reuzenpanda's - hun laatste gemeenschappelijke voorouder leefde waarschijnlijk zo'n 180.000 jaar geleden, sindsdien liepen de twee familielijnen uit elkaar. Ter vergelijking: de laatste gemeenschappelijke voorouder van de huidige reuzenpanda's leefde waarschijnlijk zo'n 70.000 jaar geleden. 

Fu hoopt dat de ontdekking zal leiden tot inzichten in de geschiedenis van de oude pandapopulaties en hun aanpassingen aan verschillende klimaten. Ze is benieuwd naar de grote geografische verspreiding van de reuzenpandapopulaties in het verleden, en wil te weten komen wat er gebeurd is tussen toen en nu. Reuzenpanda's hebben immers een groter verspreidingsgebied gehad dan het beperkte gebied waar ze nu leven in centraal China.

De Cizhutuo-schedel werd gevonden in het zuiden van China, ver van het huidige leefgebied van de huidige reuzenpanda's, zowel de bruin-witte Quinlin-variëteit als de zwart-witte niet-Quinling-variëteit.

Veel warmer en vochtiger

De schedel is gevonden door een collega van Fu, Yinqi Zhang, en een team speleologen uit Peking in de Cizhutuo-grot in het zuiden van China. Die grot ligt in de buurt van andere grotten waar eerder fossielen van oude mensen en uitgestorven apen gevonden.

De Cizhutuo-grot ligt ook ver weg van het huidige leefgebied van de panda's, een handvol bamboebossen in de bergen van de provincies Shaanxi, Gansu en Sichuan, in centraal China. Maar geleerden denken dat de panda's vroeger een veel ruimere verspreiding kenden, en ook in Zuid-China leefden en in delen van Vietnam en Myanmar.  

22.000 jaar geleden, toen de aarde het hoogtepunt doormaakte van de laatste ijstijd, moet het leefgebied van de Cizhutuo-panda's veel warmer en vochtiger geweest zijn dan de gematige omstandigheden waarin de hedendaagse panda's leven.

Dat andere klimaat in de habitat van de oude panda's is zowel een puzzel die Fu wil oplossen - welke aanpassingen hadden de oude panda's voor dat warmere klimaat? - als een obstakel voor het oplossen van de puzzel. "Het was er echt heet, en vochtig, en ook bevatte de grond een soort zuur", zo legde Fu uit in "Discover Magazine". "En dat is allemaal niet bepaald goed voor het intact houden van DNA."

De Qinling-variëteit van de reuzenpanda heeft een bruin en witte vacht in plaats van de meer bekende zwart-witte. (Foto: AllieHM/Wikimedia Commons)

DNA uit de kern

Zelfs als DNA bewaard is gebleven in een specimen , is niet al het DNA bruikbaar. DNA dat verkregen is uit het fossiel van de panda, is niet noodzakelijk dat van de panda, veel van het DNA kan van microben komen. Fu's team gebruikte DNA-verrijkingstechnieken om het DNA van de panda te identificeren tussen het contaminerende DNA van de microben, voor ze het DNA uit de schedel sequenceten. Nadat het team DNA uit de schedel had onttrokken, testten ze het zorgvuldig om te bevestigen dat het DNA van een enkel individu afkomstig was, en dus waarschijnlijk toebehoorde aan de panda. 

De volgende stap, zei Fu aan "Discover Magazine", zou zijn om het kern-DNA te sequencen. Omdat enkel de moeder het mitochondriaal DNA doorgeeft aan haar nakomelingen, kan mtDNA slechts een deel van de afstemmingslijn van iemand achterhalen, en vertelt het slechts een deel van het verhaal. Kern-DNA, dat gevonden wordt in de kern van de cel en dat geërfd wordt van de beide ouders, zou een vollediger beeld geven. 

Dat vollediger beeld is waar Fu naar uitkijkt in de toekomst. Nu we weten dat deze aparte en oude afstammingslijn van panda's bestaan heeft, wil Fu verder studies uitvoeren om te achterhalen of de genetische informatie van deze oude panda's ons iets kan vertellen over hun aanpassingen aan hun leefgebieden. En daarmee, zegt ze, kunnen we misschien beginnen met het reconstrueren van wat de panda's uit het verleden betekenen voor de panda's uit het heden.

De studie van Fu en haar team over de oude pandaschedel is gepubliceerd in "Current Biology".

De volledige schedel uit de Cizhutuo-grot. (Foto: Yingqi Zhang, Yong Xu)