In de 20 jaar sinds de film Jurassic Park fantaseerde over hoe dinosaurussen gekloond konden worden uit bloed dat gevonden was in in barnsteen gevangen muggen, zijn fossielenverzamelaars op jacht geweest naar een soortgelijk exemplaar. In de loop der jaren hebben een paar verschillende groepen wetenschappers beweerd een gefossiliseerde mug te hebben gevonden met oeroud bloed gevangen in zijn achterlijf, maar elk van de ontdekkingen van deze teams bleek weer het resultaat te zijn van vergissingen of vervuiling.
Vandaag werd bekend gemaakt dat we eindelijk zo’n exemplaar hebben, een met bloed doordrenkte mug die ongeveer 46 miljoen jaar bewaard is gebleven in leisteengesteente in het noordwesten van Montana. Het meest verbazingwekkende aan de ontdekking? Het werd drie decennia geleden gemaakt door een amateur fossielenjager-een geologie graduaat student genaamd Kurt Constenius-en vervolgens achtergelaten in een kelder, en pas onlangs herkend door een gepensioneerde biochemicus genaamd Dale Greenwalt die werkt aan het verzamelen van fossielen in het westen van de VS voor het Smithsonian Museum of Natural History.
Het specimen, beschreven in een artikel dat Greenwalt samen met museumonderzoekers en entomoloog Ralph Harbach vandaag publiceerde in de Proceedings of the National Academy of Sciences, zit gevangen in steen, niet in barnsteen, en (helaas voor Jurassic Park liefhebbers) het is niet oud genoeg om gevuld te zijn met dinosaurusbloed. Maar het is wel de eerste keer dat we een gefossiliseerde mug hebben gevonden met bloed in zijn buik.
Het in de rots gevatte exemplaar werd oorspronkelijk opgegraven in het begin van de jaren ’80, toen Constenius, die toen een mastersgraad in geologie behaalde aan de Universiteit van Arizona, honderden gefossiliseerde insecten vond tijdens weekendtochten op zoek naar fossielen met zijn ouders in de Kishenehn-formatie in het noordwesten van Montana, nabij het Glacier National Park. In de jaren daarna hadden ze de fossielen gewoon in dozen in hun kelder in Whitefish, Montana laten staan en waren ze grotendeels vergeten.
Enter Greenwalt, die in 2006 als vrijwilliger in het museum begon, met het catalogiseren van specimens voor de paleobiologie-afdeling. In 2008 begon hij aan zijn eigen project om elke zomer fossielen uit de Kishenehn te verzamelen, deels omdat hij in een leerboek over de evolutie van insecten een terloopse vermelding van Constenius’ ontdekkingen had gelezen, die nooit nauwkeurig waren beschreven in de wetenschappelijke literatuur.
In de jaren daarna heeft Greenwalt duizenden specimens verzameld van 14 verschillende orden van insecten. De verzamelplaats is afgelegen – hij moet de Flathead River, die langs de grens van het park stroomt, afvaren naar een plaats waar de rivier zich door gesteentelagen van de Kishenehn Formatie heeft gesneden, waaronder schalie die de bodem van een meer vormde tijdens het Eoceen tijdperk, zo’n 46 miljoen jaar geleden.
“Het is een fantastische vindplaats van fossiele insecten, misschien wel een van de beste ter wereld,” zegt hij, erop wijzend dat een zeldzame combinatie van omstandigheden – dunne lagen fijnkorrelig sediment en een gebrek aan zuurstof – heeft geleid tot een “verbijsterende mate van conservering.” Nadat Greenwalt de familie Constenius in Whitefish had ontmoet en zijn werk had beschreven, besloten zij hun fossielencollectie aan het museum te schenken. Toen hij begon met het catalogiseren van de dozen met fossielen en dit specifieke specimen tegenkwam, “viel het me onmiddellijk op – het was duidelijk dat het anders was,” zegt hij. Hij vermoedde dat het donker ondoorschijnende achterlijf van de mug, gevangen in een dun stukje leisteen, 46 miljoen jaar oud bloed zou kunnen bevatten.
Medewerkers van het laboratorium voor minerale wetenschappen van het museum gebruikten een aantal technieken om het specimen van dichtbij te scannen, waaronder energiedispersieve röntgenspectroscopie. “Het eerste wat we ontdekten was dat de buik boordevol ijzer zit, wat je zou verwachten van bloed,” zegt Greenwalt. Analyse met behulp van een secundaire ionen massaspectrometer toonde bovendien de aanwezigheid aan van heem, de verbinding die rode bloedcellen hun kenmerkende kleur geeft en hen in staat stelt zuurstof door het lichaam te vervoeren. Andere tests toonden een afwezigheid van deze verbindingen elders in het fossiel.
De bevindingen dienen als definitief bewijs dat bloed werd bewaard in het insect. Maar op dit ogenblik, hebben de wetenschappers geen manier om te weten van welk schepsel het fossiele bloed de buik van de mug vult. Dat komt omdat DNA veel te snel wordt afgebroken om 46 miljoen jaar in steen (of amber) te kunnen overleven. Uit recent onderzoek is gebleken dat het een halfwaardetijd heeft van ruwweg 521 jaar, zelfs onder ideale omstandigheden.
Dit betekent dat zelfs als we op wonderbaarlijke wijze over wat DNA van het oeroude schepsel zouden beschikken, er momenteel een heleboel technische problemen zijn die verhinderen dat het klonen zoals in Jurassic Park werkelijkheid kan worden. Het samenstellen van een volledig genoom uit DNA fragmenten vereist dat we weten hoe het volledige genoom eruit ziet (wat we in dit geval niet hebben), en dat omzetten in een levend, ademend dier zou vereisen dat we dat DNA in een eicel stoppen van een levende soort die zeer nauw verwant is aan het mysterieuze schepsel dat we in de eerste plaats niet kennen.
Dus, helaas, er zullen geen herrezen oeroude wezens vrij rondlopen dankzij deze nieuwe vondst. Toch is de vondst wetenschappelijk van belang, omdat hij wetenschappers helpt de evolutie van bloedetende insecten beter te begrijpen. Eerder hadden wetenschappers alleen een mug gevonden met resten van de malariaparasiet in zijn achterlijf (pdf), die het dichtst in de buurt kwam van een bloedetende mug. Hoewel dit indirect bewijs levert dat muggen zich 15-20 miljoen jaar geleden met bloed voedden, is deze nieuwe ontdekking het oudste directe bewijs van bloedzuigend gedrag. Het toont ook voor de eerste keer aan dat biologische moleculen zoals heem kunnen overleven als onderdeel van het fossielenbestand.