Johann Mader/Shutterstock
In de afgelopen jaren heeft de wereldwijde handel in olifantenivoor te maken gehad met aanzienlijke beperkingen in een poging om de afnemende olifantenpopulaties te beschermen. Veel landen hebben strenge controles op de handel in olifantenivoor. De verkoop van mammoetivoor, dat voornamelijk afkomstig is van reeds lang uitgestorven soorten, blijft echter ongereguleerd.
Maar het is een grote uitdaging voor douane- en wetshandhavingsinstanties om onderscheid te maken tussen ivoor van uitgestorven mammoeten en levende olifanten. Dit is een proces dat tijdrovend is en waarvoor het ivoor moet worden vernietigd.
Onze nieuwe studie, gepubliceerd in PLOS ONE, presenteert een belangrijke doorbraak – door gebruik te maken van een bekende lasertechniek om ivoor van mammoeten en olifanten uit elkaar te houden.
Onze resultaten konden niet snel genoeg komen. Het aantal Afrikaanse olifanten is drastisch afgenomen van ongeveer 12 miljoen een eeuw geleden tot ongeveer 400.000 nu.
Jaarlijks worden er meer dan 20.000 olifanten gestroopt voor ivoor, voornamelijk in Afrika. Deze afname verstoort niet alleen het ecologisch evenwicht, maar vermindert ook de biodiversiteit. Uiteindelijk onderstreept dit de dringende noodzaak van natuurbehoud om deze soorten te beschermen.
De jacht op mammoetivoor is ook een probleem. De nieuwe regelgeving leidt tot een toename van de moderne “mammoetjager”. Dit zijn mensen die in de zomermaanden bewust op zoek gaan naar mammoetresten uit de Siberische permafrost.
Gedreven door de lucratieve markt voor mammoetivoor ondernemen deze jagers expedities in afgelegen Arctische gebieden, waar het smelten van de permafrost versneld wordt door de klimaatverandering. Hierdoor zijn voorheen ontoegankelijke mammoetslagtanden beter bereikbaar geworden.
Fossielen van mammoets worden opgegraven.
Maleachi Jacobs/Shutterstock
Deze activiteit heeft niet alleen commerciële gevolgen. Het brengt ook aanzienlijke ethische en milieuproblemen met zich mee. Dat komt omdat het ongerepte ecosystemen verstoort en de extractie van grondstoffen met grote waarde voor de paleontologische wetenschap met zich meebrengt.
Inzichten van de laser
Ons onderzoek van de Universiteit van Bristol, in samenwerking met Lancaster University en het Natural History Museum, introduceert een potentiële game-changer. We gebruiken een niet-invasieve lasertechniek die bekend staat als Raman spectroscopie om de herkomst van een stuk ivoor te bepalen.
De methode werkt door het analyseren van de biochemische samenstelling van het ivoor, dat voornamelijk bestaat uit gemineraliseerd weefsel dat is opgebouwd uit collageen (het flexibele organische bestanddeel) en hydroxyapatiet (een hard anorganisch mineraal dat calcium bevat).
Raman spectroscopie is een gevestigde techniek. Het heeft eerder toepassingen laten zien die variëren van het identificeren van whisky, het bestuderen van archeologische menselijke botten van het Mary Rose schip, het begrijpen hoe kalkoenpezen zich ontwikkelen tot zelfs het identificeren van de zuiverheid van vlees dat door de voedselindustrie wordt verkocht.
De techniek werkt door een laserlicht op het ivoormonster te richten. De energie van het licht wordt tijdelijk geabsorbeerd door de bindingen tussen moleculen in het monster en vervolgens vrijwel onmiddellijk weer vrijgegeven. Dit vrijgekomen licht weerkaatst met meer of minder energie dan het aanvankelijke laserlicht dat naar het monster werd gestuurd.
Dit bevat informatie over de moleculaire trillingen in het materiaal en levert een uniek lichtpatroon op voor elk type ivoor. De analyse bestaat uit het bestuderen van de verschillen tussen deze unieke vingerafdrukken.
In ons onderzoek werden monsters van olifanten en mammoeten geanalyseerd die waren geleverd door het Natural History Museum in Londen. Het toonde aan dat de techniek niet alleen onderscheid kon maken tussen mammoet- en olifantenivoor, maar ook verschillen kon ontdekken in ivoor van levende olifantensoorten.
In feite konden we met succes onderscheid maken tussen ivoor van de uitgestorven wolharige mammoet (Mammuthus primigenius) en twee soorten olifanten die vandaag de dag nog op aarde rondlopen (Loxodonta en Elephas maximus).
Belangrijke implicaties
Deze methode biedt verschillende voordelen ten opzichte van traditionele technieken voor ivooranalyse. Raman spectroscopie is niet-destructief en kan snel worden uitgevoerd. Dit maakt het een ideaal hulpmiddel voor douanebeambten die snel beslissingen moeten nemen. Onze studie werd uitgevoerd op een benchtop spectrometer (een apparaat dat licht op golflengte opsplitst) in een laboratorium. Maar onderzoek suggereert dat goedkopere en draagbare, handheld Raman spectrometers gelijkwaardige resultaten zouden kunnen bieden.
Verder onderzoek is nodig om de techniek te verfijnen en de database met ivoorhandtekeningen uit te breiden. We werken samen met Worldwide Wildlife Hong Kong en het Foreign and Commonwealth Development Office om deze techniek te ontwikkelen.
Meer gegevens zullen uiteindelijk de nauwkeurigheid van de soortidentificatie verbeteren. Het kan ons mogelijk helpen om nog fijnere verschillen te ontdekken – zoals de leeftijd van het ivoor of specifieke omgevingsomstandigheden waar de olifanten of mammoeten leefden.
Er zijn ook andere niet-destructieve technieken, zoals röntgenfluorescentiespectroscopie, die gebruikt zouden kunnen worden als aanvullende methode om de geografische regio te identificeren waar het ivoor vandaan komt.
Naarmate deze techniek toegankelijker wordt en op grotere schaal wordt toegepast, kan het een sleutelrol gaan spelen in de wereldwijde natuurbeschermingsinspanningen en helpen om de illegale handel in olifantenivoor te voorkomen.
Rebecca Shepherd ontvangt financiering van EPSRC en de FCDO.