Wissenschaftler lösen das Rätsel der riesigen „Geister-Elefanten" in Angola auf

Boyes bat daraufhin Wissenschaftler, eine tiefere Frage zu beantworten: Wer sind diese Elefanten und woher stammen sie? Die aus dem Elefantenkot rekonstruierte DNA lieferte eine unerwartete Antwort. Die Geistelefanten unterscheiden sich genetisch; ihre nächstverwandten bekannten Angehörigen sind Elefanten Namibia, hunderte Meilen weiter südlich.

Dmitri Petrov, Michelle-und-Kevin-Douglas-Professor an der School Humanities and Sciences, leitete die genomische Analyse. „DNA ist das Molekül des Lebens, und die Menschen haben herausgefunden, wie man es immer schneller lesen kann", sagte Petrov. „Es ist sehr leistungsfähig." Die Suche nach den Elefanten und die dahinterstehende Wissenschaft neuen National-Geographic-Dokumentarfilm Film begleitet Boyes, einen National-Geographic-Explorer, auf seiner Reise nach Lisima Mwono, einem hochgelegenen Feuchtgebiet, das so abgelegen ist, dass das Team Motorräder über Flüsse tragen musste, um dorthin zu gelangen.

Die Elefanten sind größer als andere in der Region, nachtaktiv und waren bisher nur durch lokale Sichtungen bekannt.

Boyes geht davon aus, dass es

Boyes geht davon aus, dass es sich um lebende Nachkommen des größten jemals dokumentierten Landmammals handeln könnte – eines Elefanten namens „Henry", der in den 1950er-Jahren Angola getötet wurde und dessen Überreste Smithsonian National Museum Natural History aufbewahrt werden.

Boyes brachte Kotproben Petrov und Katie Solari, einer leitenden Wissenschaftlerin Petrov-Labor und stellvertretenden Direktorin des Programms für Konservierungs-Genomik an der Stanford-Universität. Das Petrov-Labor vereint Biologen, Physiker und Mathematiker, die genomische Werkzeuge einsetzen, um evolutionäre Anpassungen zu untersuchen.

Jordana Meyer, ehemalige Stanford-Forscherin und leitende Wissenschaftlerin des Projekts, war die entscheidende Verbindung, die diese Arbeit ins Petrov-Labor brachte. Auch Ellie Armstrong, eine weitere ehemalige Stanford-Forscherin, leistete Beiträge.

Was die Studie zeigt

Auf der Suche nach DNA-Daten Labor geben die Forscher die Proben in einen „Bead Basher" ein, eine Maschine, die Zellen aufbricht, sodass DNA freigesetzt werden kann.

Die extrahierte DNA wird anschließend an eine Sequenziermaschine gesendet, die das gesamte Genom lesen kann. „Dies war ein hervorragendes Beispiel für den Einsatz nicht-invasiver Proben, da man das Tier gar nicht sehen kann", sagte Solari. „Das Beste, was wir tun können, ist, seinen Kot zu sammeln und dann alle unsere genomischen Methoden darauf anzuwenden, Informationen auf Gewebeebene zu gewinnen." Petrov und Solari verfeinern diese Methode bei verschiedenen Säugetieren, hauptsächlich Afrika.

Ihre Arbeiten haben gezeigt, dass bei ausreichend frischen Kotproben Wissenschaftler die äußere Schleimschicht entnehmen können, die sich ähnlich wie ein Gewebeproben verhält. „Hoffentlich enthält diese Probe mehr Elefanten-DNA als die anderen Bestandteile eines Kotproben, zu denen auch DNA aus ihrer Nahrung, ihrem Mikrobiom und Parasiten gehört," erklärte Solari.

Nachdem das Team das Genom der

Nachdem das Team das Genom der „Geist-Elefanten" ermittelt hatte, teilten sie die Daten mit Carla Hoge, einer Postdoktorandin University Chicago Labor, damit sie sie mit Sequenzen anderer Elefanten vergleichen konnte.

Das Vorhaben stieß jedoch schnell an eine Grenze. „Überraschenderweise stand Beginn dieses Projekts nicht viel genetische Information über Elefanten zur Verfügung," sagte Solari. Es gab einige gefangene Individuen, die bereits sequenziert wurden, die für diesen Anwendungsfall jedoch nicht hilfreich sind.

Da die ursprüngliche Abstammung gefangener Elefanten oft unklar ist, benötigten Petrov und Solari genomische Daten aus Wildpopulationen Nähe der Geister-Elefanten, um zu bestimmen, ob die Gruppen verwandt sind.

Was die Studie zeigt

Meyer und Solari verbrachten Monate damit, Blut- und Gewebeproben Region zu sammeln, in der der Dokumentarfilm gedreht wurde, damit der Vergleich durchgeführt werden konnte. „Carlas Analysen haben gezeigt, dass die Geister-Elefanten tatsächlich recht deutlich, was wir bisher sequenziert haben", sagte Solari. „Wir konnten feststellen, dass sie genetisch am ähnlichsten Elefanten Namibia sind, nicht zu denen Okavango-Delta, was überraschend ist." Die Forscher konnten keinen genetischen Zusammenhang zwischen den Geister-Elefanten und Henry nachweisen.

Derzeit ist die einzige starke genetische Evidenz für Henry mitochondriale DNA, die ausschließlich über die Mutter vererbt wird und ihn nicht mit den Geister-Elefanten Verbindung bringt. Solari sagte, dass zusätzliche Daten die Frage möglicherweise irgendwann klären werden. Die Proben als nur Hinweise auf die Abstammung geliefert.

Sie ermöglichten Hoge, einzelne Elefanten zu identifizieren, ihr Geschlecht zu bestimmen und zu prüfen, ob einige. „Die Tatsache, dass wir einzelne Individuen unterscheiden können, ist wirklich wichtig", sagte Petrov. „Es handelt sich um eine sehr etablierte Methode, die wir nun verwenden, um zu verstehen, wie groß die Population ist.

Technik und Auswirkungen

Es ist großartig, dass wir all diese Informationen erhalten können, ohne die Tiere jemals zu stören." „Viele der Populationen, an denen wir arbeiten, sind vom Aussterben bedroht, sodass die Frage des Artenschutzes Mittelpunkt steht", fuhr er fort. „Wir versuchen herauszufinden, wie wir in die Natur eintreten und lernen können, wie diese Ökosysteme funktionieren, damit wir sie letztendlich schützen können." Solari hat die gleiche Methode der fäkalen DNA-Analyse eingesetzt, Schneeleoparden Pakistan zu zählen – eine weitere schwer zugängliche Art, die allein durch Beobachtung nicht gut erforscht werden kann.

Wissenschaftler (eDNA) ebenfalls in verwandten Forschungsprojekten Jasper Ridge Biological Preserve (‘Ootchamin ‘Ooyakma), einem zugänglichen lebenden Labor, eingesetzt. eDNA ist genetisches Material, das Organismen Wasser, Boden oder Luft hinterlassen, und sie bietet einen nicht-invasiven Weg, um Ökosysteme zu überwachen.

Wissenschaft und poetische Wahrheit Petrov äußerte seine Wertschätzung für die erzählerische Dimension des Projekts sowie für die Möglichkeit, mit dem Department Film and Media Studies an einer Campus-Vorführung des Films im vergangenen Oktober zusammenzuarbeiten.

Einordnung fuer Autofahrer

Die Vorführung umfasste eine Podiumsdiskussion mit Herzog, Petrov, Solari und Pavle Levi, dem Osgood Hooker Professor für Bildende Künste.

Laut Petrov bot die Diskussion Wissenschaftlern und Künstlern die Möglichkeit zu überlegen, wie Daten und Storytelling zusammenkommen können. „Sie fügten dem gesamten Prozess eine poetische Note hinzu", sagte er. „Ich denke, es gibt nur sehr wenige Orte, an denen man solch ein Gespräch führen könnte, außer hier an der Stanford." Der Film dokumentiert eine Phase der Arbeit, doch die wissenschaftlichen Fragen bleiben bestehen.

Die Forscher möchten weiterhin verstehen, warum die Geister-Elefanten scheinbar auf Namibia zurückzuführen sind und nicht auf eine Population in der Nähe der angolanischen Hochländer. „Man löst ein Rätsel, und ein anderes taucht auf, und dann lösen wir dieses", sagte Petrov. „Das macht Spaß."