Náttúrufræðingurinn - 2023, Blaðsíða 38

INNGANGUR
Í maílok 1882 festust 32 stórhveli í ís
við Ánastaði á Vatnsnesi í Vestur-Húna-
vatnssýslu. Veðurfar var óvenju slæmt
þetta ár og hélst ís landfastur við Norð-
urland allt sumarið. Hvalakoma þessi
reyndist mikill happafengur fyrir lands-
menn sem voru á barmi hungursneyðar.
Mannfjölda dreif að hvalfjörunni frá
stórum hluta landsins til að ná sér í mat-
föng, spik til ljósa og annað sem mátti
nýta af hvölunum. Stóð hvalskurður yfir
mestallt sumarið.
Saga þessi var nýlega tekin saman
og birt í Náttúrufræðingnum.¹ Margar
heimildir um þessa hvalakomu geta um
stærð hvalanna og voru þeir nefndir
stórfiskar, stórhveli eða reyðarhvalir.
Nákvæmlega hvaða tegund eða tegundir
áttu í hlut var hins vegar hvergi getið. Í
fyrri hluta þessarar greinar er greint
frá rannsókn hvaða tegundar Ána-
staðahvalirnir voru. Miðað við stærð
þeirra sem heimildarmenn gáfu upp
komu helst tvær tegundir til greina,
steypireyður (Balaenoptera musculus)
og langreyður (B. physalus).
Lengi var ekki unnt að tegundagreina
beinaleifar sjávarspendýra nema út frá
ákveðnum beinum. Forn hvalbein eru
oftast illgreinanleg eftir útliti, enda oft
aðeins bútar, nema helst hausbein og
tennur. Samanburðarbeinasöfn2 eru fá
í heiminum, stundum óaðgengileg eða
bein úr tegundum sem koma til greina
ekki til í þeim. Möguleikar til tegunda-
greininga á beinum sjávarspendýra hafa
gjörbreyst vegna tilkomu nýlegra að-
ferða í sameindafræði.
Tvær sameindaaðferðir hafa verið
þróaðar síðustu áratugi til að greina
tegundir út frá beinasýnum. Sú fyrri
byggir á samanburði DNA-raða en
sú seinni nýtir samsetningu eininga í
kollageni sem er byggingarefni beina.3
Þessi síðari aðferð var notuð í þessari
rannsókn til að greina bein sem enn eru
til úr Ánastaðahvölunum frá 1882. Þar
sem þessar aðferðir við tegundagrein-
ingar á beinasýnum eru fremur nýjar
af nálinni þótti ástæða til að lýsa þeim
nánar fyrir lesendum.
Í öðrum hluta greinarinnar er fyrst
fjallað um skráða hvalreka þar sem
steypireyðar áttu í hlut, dýr sem lok-
uðust í ís eða drápust af öðrum or-
sökum. Ekki er fjallað um beinar veiðar
á steypireyðum en um dýr sem drápust
óbeint vegna veiða. Að lokum er fjallað
um hvalbein sem fundist hafa við skipu-
legan uppgröft í gömlum öskuhaugum
eða við uppgröft fornra býla. Greiningar
á slíku efni varpa ljósi á dýrategundir
sem menn hafa nýtt á einhvern hátt
og breytingar á nýtingu yfir aldirnar.
Stundum hafa fundist hvalbein og má
búast við að mörg þeirra, jafnvel flest,
hafa verið úr strönduðum hvölum, ekki
síst fyrr á öldum þegar veiðitæki voru
fátækleg og hvalveiðar á stórhvelum
eins og steypireyðum takmarkaðar.
AÐFERÐIR VIÐ
TEGUNDAGREININGAR
Tvær aðferðir, raðgreining DNA og
kollagengreiningar, hafa einkum verið
notaðar til að greina bein sjávarspendýra
til tegundar með sameindaaðferðum.
Raðgreining DNA
Raðir af DNA endurspegla þróunar-
sögu tegunda, skyldleika einstaklinga
innan tegunda og aðgreiningu stofna
og tegunda. Vegna uppsöfnunar á
stökkbreyttum genum er meiri munur
á DNA-röðum milli tegunda eftir því
sem lengra er liðið síðan þær áttu sam-
eiginlegan forföður. Þannig er talað um
sameindaklukku sem tifar en mishratt
eftir því hvaða svæði í erfðamenginu
eru skoðuð og hvaða skorður eru á upp-
söfnun breytinga í ákveðnum genum.4
Með því að velja ákveðna búta af
erfðaefni og ákvarða samsetningu af
núkleotíða-röðum (A, G, C og T) má
með einföldum samanburði oft finna
úr hvaða tegund lífvera sýni eru komin.
Gögn í genabönkum geyma upplýs-
ingar um slíkar DNA-raðir fyrir fjölda
tegunda og nýtast til samanburðar.
Slíkar aðferðir eru nú notaðar m.a. í
rannsóknum á umhverfis-DNA (eDNA)
sem eru að bylta rannsóknum á líffræði-
legri fjölbreytni.5
Í rannsóknum á dýrum er oft stuðst
við stuttar DNA-raðir úr hvatberum
en hvatberar eru frumulíffæri í heil-
kjörnungum sem upphaflega voru
bakteríur. Þeir erfast frá móður til af-
kvæma og hafa sitt eigið erfðaefni. Í
BOLD-gagnagrunninum6 og einnig í
GenBank-gagnagrunninum7 má finna
upplýsingar um DNA-raðir hvatbera úr
mörgum dýrategundum og landfræði-
legan breytileika innan þeirra. Gögn um
hvatbera hafa reynst heppileg við slíka
flokkun. Stökkbreytingar í hvatbera eru
tíðari en í kjarna-DNA og þar sem þeir
erfast aðeins frá móður er stofnstærð
þeirra minni en kjarnalitninga. Vegna
minni stofnstærðar tekur yfirleitt styttri
tíma fyrir ný afbrigði stökkbreytinga að
verða allsráðandi í hvatberum innan
tegunda en í kjarna-DNA. Þess vegna
þróast DNA hvatbera almennt hraðar
en DNA í kjarnalitningum. Auk þess er
DNA-litningur hvatbera hringlaga, ólíkt
DNA í kjarnalitningum, og varðveit-
ist þarafleiðandi vel í gömlum sýnum.
Ýmsar rannsóknir á gömlum efniviði
hafa því byggst á greiningum á hvatbera-
DNA, t.d. á fornum rostungsbeinum hér
á landi.8
Framfarir í sameindaaðferðum og
ört stækkandi genabankar hafa gert rað-
greiningar á kjarna-DNA til tegunda-
greininga auðveldari. Þær geta einnig
nýst til að greina nánari skyldleika milli
einstaklinga innan tegunda. Greiningar
á DNA úr gömlum sýnum eru þó ýmsum
vandkvæðum háð. Það getur varðveist
illa eða brotnað niður svo styrkur DNA-
sameindanna er of lítill. Eftir því sem
lengra líður frá því að lífveran var á lífi
er aukin hætta á blöndun við DNA frá
öðrum tegundum eða úr umhverfinu.
Því getur verið vandasamt í slíkum til-
vikum að fá viðunandi niðurstöður.9
Kollagengreiningar
Hin aðferðin til að greina bein til
tegundar út frá sameindum byggir á
massagreiningu kollagena eða ZooMS
(sem er skammstöfun fyrir Zooarchae-
ology by Mass Spectrometry). Sú að-
ferð hefur reynst vel við greiningar á
beinum sjávarspendýra eins og hvala.
Með þessari aðferð er einnig unnt að
greina tegundasamsetningu ef bein eru
af margvíslegum toga á einum og sama
fundarstaðnum.
ZooMS aðferðin var fyrst þróuð
2009.10 Hún byggir á því að greina sam-
setningu byggingareininga kollagen-
próteina í beinum með massagreini
MALDI-TOF (e. Matrix-Assisted Laser
Desorption/Ionization Mass Spectro-
metry). Samsetning eininganna er ólík
eftir tegundum og er aðferðin mun
ódýrari en DNA-raðgreining. Kollagen
eru algeng byggingarprótein dýra allt
frá svömpum til manna en til eru um
30 gerðir kollagenpróteina. Kollagen
eru samsett úr endurteknum byggingar-
einingum sem mynda þrefaldan spíral
(e. helix).11 Í spendýrum skiptast þau
upp í tvær samskonar ɑ1 keðjur og eina
Náttúrufræðingurinn
126
Ritrýnd grein / Peer reviewed