DNA från gammalt hår hjälper till att bekräfta de makabra kosten av två lejon från 1800-talet

Ett par manliga lejon som vandrade Kenya för över ett sekel sedan fick ökändhet som "Tsavo människoätande lejon". Visserligen jagade de stora katterna och åt människor när de byggde en lokal järnväg. Men en ny DNA-analys av hår fastnat i kattens tandfickor avslöjar en varierad - och ibland överraskande - meny.

Den cirka 130 år gamla dietdagboken består av oryx, zebror och ja, människor, rapporterar forskare den 11 oktober i Current Biology. Oväntat dök även spår av gnuer upp: Örtätarna var inte kända för att vandra i Tsavo-regionen vid den tiden, så fyndet väcker frågor om hur rovdjuret mötte bytet. Analysen, som var tillräckligt känslig för att identifiera två separata giraffer från samma underart, kan vara användbar för att bättre förstå de långt döda djurens livsstilar och de ekosystem de levde i.

”Metoden öppnar upp för en ny forskningsväg in i det förflutna,” säger antropologisk genetiker Ripan Malhi vid University of Illinois Urbana-Champaign. Det kan potentiellt tillåta forskare att återskapa dieter från tusentals år sedan.

De berömda lejonens bevarade skallar och skinn har varit inhysta på Field Museum of Natural History i Chicago sedan 1925 och innehåller ledtrådar om vad som orsakade djurens benägenhet för att jaga människor. Till exempel har båda lejonen skadade och trasiga tänder, vilket kan ha gjort det svårare att äta från deras vanliga meny av stora, starka örtätare.

Inte länge inom de skadade hörntändernas håligheter finns det hår från däggdjur.

Malhi och kollegor undrade om DNA-analysmetoder för gamla, nedbrutna hår kunde avslöja lejonens diethemligheter. Liknande studier har utforskat genetiken hos sibiriska mammutar genom att studera DNA i gamla hår, säger integrativ evolutionsbiolog Alida de Flamingh, också vid University of Illinois Urbana-Champaign.

”Det som gör vår studie unik är att istället för att börja med ett känt djur, analyserar vi hår och hårklumpar för att identifiera vilka djur håren härstammar från,” säger hon.

Teamet extraherade och transkriberade DNA från mitokondrierna - energiproducerande strukturer i celler - i både enskilda hår och hårknutar. Forskarna jämförde sedan de genetiska ritningarna med en databas över över 20 olika afrikanska djurarter mitokondriella DNA.

Teamet hittade matchningar för flera bytesdjursarter, inklusive giraff, oryx, vattenbock, zebra och gnu.

Den sistnämnda arten är överraskande: 1898, var det närmaste betesområdet för gnuer till platsen där lejonen dödades cirka 90 kilometer bort. ”Det tyder på att Tsavo lejonen antingen kan ha rest längre än tidigare trott, eller att gnuer var närvarande i Tsavo regionen vid den tiden,” säger de Flamingh.

För vissa upptäckta arter hade forskarna tillräckligt mycket DNA för att transkribera hela, extra detaljerade uppsättningen mitokondrial DNA - mitogenomen. Genom att jämföra giraffernas mitogenomer bestämde teamet att håren kom från två distinkta, individuella giraffer.

Sponsormeddelande

Tyler James Murchie, en paleogenetiker vid Hakai Institute på Quadra Island, British Columbia som inte var involverad i forskningen, är förvånad över att DNA-fragmenten överlevde så länge i lejonens munnar på museet. Den varierade menyn var också förvånande, säger han. ”Dessa lejon verkar ha varit ganska framgångsrika, trots att en av dem hade en sådan stor tandfraktur.”

Forskarna hittade också mänskligt DNA i rovdjurens tandliga detritus, vilket lägger till annan forskning som bekräftar lejonens rykte som "människoätare”.

Nu när teamet har utvecklat denna metod att återskapa rovdjurens tidigare dieter, undrar de om håravlagringarna kan undersökas mer ingående.

De Flamingh jämför hårklumpar med jordskikten. ”Skikten längst ner i tandhålans nedre delar representerar bytesdjur ätna tidigare i livet och skikten högst upp i hålan är från nyligen ätna bytesdjur,” säger hon.

Jämförelsen av DNA mellan skikten kan avslöja förändringar i rovdjurens dieter över deras liv, eventuellt på grund av mänsklig-lejon konflikt, vilket pågår brett över hela Afrika, säger de Flamingh. Dessutom, tandskador som i Tsavo lejonen föreslås ofta som en traumatisk händelse som driver lejonen att jaga människor och tamdjur. Sådana förändringar kan synas i staplar av fragmenterade hår.

”Denna studie exemplifierar på ett bra sätt hur mycket unik, dold genetisk information som kan finnas på lur i skrevet av en benbit eller ett föremål på ett museum någonstans som bara väntar på en smart forskare att ställa en intressant fråga,” säger Murchie.