Wetenschap - 15 augustus 2013

Speuren als Sherlock

tekst:
Roelof Kleis,Rob Ramaker

Wetenschap is vaak detectivewerk. Observeren, aanwijzingen verzamelen, sporen natrekken, reconstrueren, theorieën opstellen en conclusies trekken. Whodunnit? Het is de romantische kant van de wetenschap. Speurwerk met CSI-achtige technieken. Speciaal voor de eerstejaars vier voorbeelden van de Wageningse wetenschapper als Sherlock. Elementair, mijn beste!

Het avontuur van het tikkende zand

In de kern zijn wij allemaal Afrikanen. Zo’n 2,5 miljoen jaar geleden verspreidden de eerste mensachtigen zich vanuit Afrika over de wereldbol. Maar wanneer en hoe precies, geen mens die het weet. Nog niet, maar als het aan Christina Ankjaergaard ligt, komt daar snel verandering in. Met een kersverse Veni-beurs op zak gaat de Deense een meetmethode ontwikkelen waarmee ze de migratie van de mens uit Afrika kan dateren. De sleutel ligt – hoe Sherlockiaans – in zoiets simpels als zand. De methode maakt gebruik van een lichtsignaal (luminescentie) dat zich onder invloed van natuurlijke radioactiviteit opbouwt in zand dat is afgesloten van daglicht. Ankjaergaard doet dat in het luminescentielab dat sinds kort vanuit Delft naar Wageningen is verhuisd. Het signaal kun je vrijmaken door er licht op te laten schijnen. De Deense doet dat met ultraviolet licht en dat is nieuw. Zij dringt daarmee dieper door in de zandklok dan ooit tevoren. Ze kan er tot 2,5 miljoen jaar oude sedimentlagen mee dateren. En dat is precies de tijd die nodig is om de geschiedenis van de mens mee in kaart te brengen. Geen enkele bekende techniek kan op dit moment die tijdsspanne overbruggen. De verwachtingen zijn daarom groot. Als het aan de Deense ligt weten we over een paar jaar de verspreidingsroute van de vroege mens over de wereld.


Een studie in wit

Edoardo Capuano en Grishja van der Veer (Authenticiteit en Novel Foods, Rikilt) worstelen met een tamelijk bizar raadsel: een boon in een pak melk! Een consument meldde het voorval bij de Nederlandse Voedsel- en Warenautoriteit (NVWa), die het Rikilt erbij haalde. Wat is die ‘boon’ die geen echte boon is? Het mysterie verleidt de beide onderzoekers tot een fascinerende zoektocht. Deze loopt van de chemische samenstelling van de boon via de microscopische textuur tot de vraag waar hij in hemelsnaam in de melk belandde. Een sluitende verklaring vinden ze vooralsnog niet. Het melkmysterie is een tussendoortje. Rikilt houdt zich doorgaans bezig met het bedenken van opsporingsmethodes voor voedselfraude. Oftewel, het zoeken naar chemische en fysische afwijkingen in frauduleuze producten. Neem melk. Dat is waardevoller als het meer eiwit bevat. ‘Maar de bestaande test leidt de hoeveelheid eiwit af van het stikstofgehalte,’ zegt Van der Veer. Fraudeurs voegen daarom stikstofhoudende stoffen toe, zoals melamine. Deze kun je opsporen met dure testen, maar dat loont alleen bij verdachte monsters. Capuano werkt daarom aan een snelle en goedkope test om veel melkmonsters te onderzoeken op een afwijkende samenstelling. Met een verdachte in beeld kan het echte speuren dan beginnen.


Een modderig zaakje

Op zeebodems vind je zuurstofarme modder. Hierin breken microorganismen organisch afval af. Het is echter onduidelijk hoe dit exact gebeurt en welke bacteriën het werk doen. ‘Het is een soort black box’, zegt microbioloog Caroline Plugge, die graag wat licht in die zwarte doos wil laten schijnen. Dat levert niet alleen fundamentele kennis op, maar helpt ook om soortgelijke processen in bioreactoren beter te laten werken. ‘Met DNA-technieken kijk je welke micro-organismen aanwezig zijn,’ zegt Plugge. ‘Maar je ziet niet wat ze doen.’ En daar gaat het nou juist om: het koppelen van identiteit aan functie. Om dat voor elkaar te krijgen gebruikt Plugge stabiele isotopen: stoffen die in alle opzichten identiek zijn, behalve hun gewicht. In de natuur vind je bijvoorbeeld bijna alleen maar koolstof-12. Als je dan voor een stof – zeg propionzuur – benieuwd bent welke bacteriën het af kunnen breken, voer je zuren die het zwaardere koolstof-13 bevatten aan een ecosysteem aan bacteriën. Als een bacterie het stofje kan afbreken vind je het zwaardere koolstof later terug in zijn DNA. Die wetenschap, gekoppeld aan bestaande kennis, maakt het Plugge mogelijk dit modderige zaakje op te lossen.


Het zwijn van de Meinweg

Wilde zwijnen mogen in ons land maar op bepaalde plekken leven. Zo is dat nou eenmaal afgesproken. Naast de Veluwe is dat het Limburgse natuurgebied De Meinweg. Maar de zwijnen houden zich daar niet zo aan. Zwijnen komen tegenwoordig in heel Limburg en zelfs delen van Brabant voor. Alterra zocht in opdracht van beide provincies uit hoe die kolonisatie heeft plaatsgevonden. Waar komen die zwijnen vandaan, zijn ze onderling verwant en hoe staat het met hun genetische verscheidenheid? Een klassiek stukje speurwerk. Maar dan wel met moderne middelen: de genetica. Dierecologen Hugh Jansman en Arjen de Groot (Moleculair Laboratorium) en collega’s vergeleken monsters van 600 gesneuvelde of afgeschoten zwijnen met die van naburige zwijnen uit Duitsland en België. Daarbij werd ingezoomd op veertien zogeheten merkers, specifieke stukjes DNA. Met hulp van bestaande DNA-analyse-programma’s konden de diverse zwijnenpopulaties nauwkeurig in kaart worden gebracht. Conclusie? Het gaat hier om zes (genetisch) verschillende populaties wilde zwijnen, die voornamelijk afstammen van nabije populaties uit België en Duitsland. Dat viel overigens te verwachten. In enkele gevallen kan een ‘onnatuurlijke’ oorsprong of inmenging niet worden uitgesloten. Dat wil zeggen: de populatie bevat zwijnengenen van een onbekende bron, mogelijk afkomstig van een vrijgelaten ‘particulier’ wild zwijn. De genetische variatie van de zwijnen is volgens de onderzoekers ‘redelijk’, maar wel veel lager dan bijvoorbeeld de populatie zwijnen op de Veluwe.



Re:ageer