Med enorme, buede horn og en massiv statur - vokser over fem og en halv meter høy og veier inn på mer enn et tonn - fremkaller den utdødde aurochs-oksen visjoner om en nesten mytisk skapning. Den mektige storfuglen opptrer gjennom historien, avbildet i hulemalerier som dateres tilbake til 40 000 år, omtalt som et symbol på styrke i eldgammel gresk arkitektur, til og med brukt som et slagdyr under regjeringen av Romerriket.
Men de mektige aurokene, en stamfar til moderne storfe, forsvant fra Europa på begynnelsen av 1600-tallet. I dag vet forskere lite om hva som skjedde med denne en gang allestedsnærværende arten.
I det meste av sin akademiske karriere har Mikkel Sinding, en paleogenomics-forsker ved Trinity College Dublin, blitt fascinert av aurochs. Hva skjedde med de store storfeene som bare for 500 år siden streifet over store skår i Europa, Asia og Nord-Afrika? Ble jaget aurocher til utryddelse, eller ble dyrene assimilert i den hjemlige genpoolen? Hvor nært knyttet er aurokene til den moderne kua?
For å fylle noen av hullene i vår forståelse av aurochs utvikling, ser Sinding etter genetiske ledetråder fra fortiden. Genomsekvensering er et verktøy for å undersøke små avvik i aurochs DNA, og avsløre hvordan disse dyrene levde og kanskje hva som drev dem til utryddelse.
Å isolere eldgamalt DNA er vanskelig nok. Det er enda vanskeligere å finne en rekke aurochs DNA-prøver. Danmarks nasjonale museum - hvor Sinding har studert aurocher - har to komplette skjeletter tilgjengelig for testing, men DNA fra to eksemplarer gir ikke nok data til å spore den genetiske historien til en hel europeisk befolkning.
Sinding og hans kollega, genetiker Tom Gilbert, snakket med en kurator ved National Museum of Denmark da de kom på en ide om å få tilgang til flere aurochs-prøver for DNA-testing. Københavns museum inneholder en samling middelalderske skandinaviske drikkehorn, noen av dem er store nok til å tenkes å komme fra aurochs. Gilbert og Sinding diskuterte knappheten på testbare gjenstander da kuratoren sa: "Har du ikke vurdert å se på hornene?"
"Du er et geni, " svarte Sinding.
En pelsparka, muligens fra Alaska eller Sibir, med en hette som antas å være laget av revepels. (National Museum of Natural History, Anthropology Department) Til tross for denne tidlige entusiasmen hadde ikke Gilbert og Sindings team store forhåpninger om å komme videre. DNA-testing kan være en delvis eller helt ødeleggende prosess, og kuratorer har en tendens til å rynke på all forskning som innebærer å hugge av eller ødelegge deler av en gjenstand. "Vi tenkte: 'Det er ingen vei i helvete som du kan prøve dem, ' sier Gilbert. Men til deres overraskelse gikk museet med på å la Sinding kjøre testene sine.
”Vi visste ikke om de ville være aurochs horn. De var horn fra en kultursamling, ”sier Sinding. Noen av hornene i samlingen går tilbake til den gresk-romerske antikken. På slutten av 1200-tallet opplevde drikkinghorn en oppblomstring i popularitet blant adelen og presteskapet. De utsmykkede hornene - laget av det hule keratinhylsteret og forgylt i gull, sølv eller bronse - ble brukt til å dekorere kongelige bord. Det største hornet i National Museum of Danmarks samling ble tatt som en bortsettelse av krig av den svenske hæren under den polsk-svenske krigen på begynnelsen av 1600-tallet.
Sinding fikk tilgang til seks horn fra slutten av 1300- og begynnelsen av 1400-tallet: et jakthorn fra den siste aurochs-oksen og fem middelalderske drikkehorn. I en fersk studie publisert i The Journal of Archaeological Science, ekstraherte Sinding og hans kolleger mitokondrialt DNA fra disse hornene for å skape et nesten komplett mitokondrielt genom (omfattende DNA fra den kvinnelige linjen). Basert på genetisk bevis og størrelsen på hornene, konkluderte Sinding og teamet at minst fire av drikkehornene sannsynligvis ble hentet fra den siste befolkningen av aurochs-okser for å streife rundt i Europas sletter. Tre av hornene inneholdt en spesifikk genetisk sekvens som bare finnes i rene aurocher.
I tillegg til å avdekke manglende kapitler i aurochs naturhistorie, identifiserte studien også uforvarende museets samling av skandinaviske drikkehorn som et av verdens største bekreftede samlinger av aurocheksempler. Sindings arbeid er en påminnelse om at kultursamlinger ved disse institusjonene - der undersøkelser ofte fokuserer på menneskelig atferd - også er fylt med gjenstander laget av dyrehud, tenner, klør og forskjellige andre rester av utdødd fauna.
Normalt prøver forskere gjenstander fra naturhistoriske samlinger som er spesifikt avsatt til testing. Men mer og mer håper naturhistoriske forskere og genetikere å ta gjenstander ut bak glasset.
Ved å kombinere biologi, arkeologi og kjemi har feltet paleogenomics tatt fart, sier Matthew Collins, en bioarkeolog ved University of York kjent for sitt arbeid med å trekke ut DNA fra middelalderen. Det har skjedd en "ekte eksplosjon" av interesse, spesielt når forskere innser at de "kan sykle på baksiden av teknologiske fremskritt."
Blant dem som dykker inn i disse nye forskningsmulighetene, er Tatiana Feuerborn ved Danmarks nasjonale museum. Hun studerer DNA i gamle klær, spesielt i plagg laget av pelsen til sledehunder og ulver. Med hjelp fra Sinding navigerte Feuerborn museene for å skaffe dyreskinnprøver.
De fleste av disse dyreprøvene har sittet i historiske samlinger, uberørt, i mer enn hundre år, samlet av uavhengige oppdagere som krysset Arktis for å lære mer om urfolkskulturer, ifølge Feuerborn. Nå bruker hun klærne for å studere evolusjonen til sledehunder.
"Vi får to forskjellige liv ut av disse materialene, " sier Feuerborn. Det første livet gir historisk kontekst om hundene og kulturene som avlet dem opp. Det andre livet gir "innsikt i selve hunden, dens levetid, en generell ide om dens genetiske sammensetning."
"Det sprø er at du er klar over at i kunstgallerier, museer, arkiver er det mange ting som er lagret fordi de enten er vakre eller viktige eller til og med bare vanlige, " sier Collins. "Klær, lovtekst om land, alt dette som er laget av planter og dyr - lin, ull, lær, horn - alt har også et biologisk signal."
For forskere som Sinding, Feuerborn og Collins er disse arkeologiske samlingene fylt med oversett data. Imidlertid er mange samlingssjefer og konservatorer ikke opptatt av å la de uvurderlige prøvene bli produsert og undersøkt.
Collins slet først med å få pergamentprøver for sin forskning. "Vi snakket med sjefen for arkivene [ved Cambridge University], og han syntes dette er en veldig kul idé. Jeg hadde ikke brydd meg om å snakke med konservatorene, som mente dette var en ekstremt ukjent idé. ”
Et av de overlevende eksemplarene av Magna Carta fra 1215, skrevet på pergament laget av sauehud. (British Library) Martin Appelt, kurator for etnografiske samlinger ved National Museum of Denmark, er ansvarlig for å gi ut tillatelse for forskere til å prøve gjenstander for DNA-studier. Appelt begynner alltid hvert prosjekt med å minne seg på et enkelt prinsipp: "Hvis du bestemmer deg for å bruke hele gjenstanden på en slags ødeleggende analyse, vil du sannsynligvis ikke kunne få det igjen."
I kjernen er DNA-ekstraksjon ødeleggende og invasiv. Omfanget av ødeleggelsen avhenger av artefaktens art. For at Feuerborn kan trekke ut DNA fra et plagg, trenger hun en prøve som er omtrent halvparten av størrelsen på et hull. Sindende skrapte keratinspon fra den innerste delen av drikkehornene. Og Collins klarte nesten ikke å fullføre arbeidet sitt - etter å ha blitt nektet tillatelse til å prøve prøven direkte, fikk han lov til å samle støvet som hadde falt fra dokumentene under regelmessige rengjøringer.
Generelt sett forstår forskere bekymringene for prøvetaking av en begrenset tilførsel av historiske gjenstander. "Jeg skulle ønske at faktisk flere museer vil si nei, " sier Collins. "For hvis du tenker på i hvilken grad fossilsamlinger er tatt ut for det gamle DNA, hvis du går til museer, vil du se så mange deler av samlingen med små hakk av bein som er skåret ut eller knust ut."
Når genetisk prøvetakingsteknologi forbedres, jobber kuratorene for å få en balanse mellom bevaring og forskning. "Det er en utfordring generelt at feltet jobber med å adressere, " sier Tim Cleland, en molekylær paleontolog ved Smithsonians Museum Conservation Institute. "Med både proteomikk og gammelt DNA trenger vi mindre og mindre materiale å jobbe med, og når vi beveger oss fremover vil prøvene bli mindre og mindre fordi informasjonen blir bedre."
Selv med disse fremskrittene er ansvarlig prøvetaking av begrensede ressurser nøkkelen. Museer har blitt brent før av samhandling med forskere, sier Enrico Cappellini , professor i EvoGenomics ved Danmarks naturhistoriske museum. Cappellini arbeider med sjeldne og dyrebare eksemplarer, fra klassiske malerier til tusen år gammel tannemalje. " Folk går noen ganger til museer, henvender seg til dem, får prøvene og forsvinner, " sier Cappellini. "Hvis analysen ikke er så vellykket som det mistenkes, gidder ikke engang å skrive en grunnleggende rapport for museet for sine plater, og som en konsekvens er ikke deres vilje til å levere prøver så høy."
Disse grunnleggende rapportene er ment å hjelpe museer med å spore distribusjonen av samlingene sine, og gi informasjon om undersøkelsens art og resultatene av forskningen. Dessverre, sier Cappellini, for få forskere tar seg tid til å fylle ut disse rapportene.
"[The National Museum in London] hadde gitt ut 70-noe prøver for destruktiv analyse, og de mottok bare rapporter om en håndfull, " sier Collins. ”Jeg mener bokstavelig talt, fem eller noe, og de hadde bare fått materiale tilbake fra to eller tre. Resten hadde nettopp gått i eteren. ”
Noen institusjoner har mer stive systemer for å bekjempe bortkastet oppførsel. På Smithsonian museer, for eksempel, er det "veldig sterk politiarbeid for prøver, " sier fysikervitær Caroline Solazzo. Hun forklarer at når en forsker har fått tillatelse til å bruke en verdifull prøve, "vi sørger for at alle vet hva prøven skal brukes til, hvor mye som er igjen etter det, og vi returnerer prøver."
Kuratorer er generelt sympatiske for forskningen som forskere håper å oppnå, men de er også forvaltere av sjeldne, historiske gjenstander som dekorative drikkehorn, historiske dokumenter og uvurderlige plagg. Forskere vil alltid hevde at teknikkene deres er mer raffinerte eller at deres mål virkelig er nyskapende.
"Det er alltid en balanse mellom hva som kan oppnås kunnskapsmessig og hva vi må ofre med hensyn til denne begrensede ressursen, " sier Appelt.
