Naukowcy wykorzystują najstarsze znane na świecie DNA, aby opisać, jak wyglądało życie dwa miliony lat temu na północnym krańcu Grenlandii.
Dziś jest to jałowa arktyczna pustynia, ale wtedy był to bujny krajobraz drzew i roślinności z szeregiem zwierząt, nawet wymarłym już mastodontem.
„Badanie otwiera drzwi do zasadniczo utraconej przeszłości” – powiedział główny autor Kurt Kjar, geolog i glacjolog z Uniwersytetu w Kopenhadze.
Przy tak trudnych do zdobycia skamieniałościach zwierząt naukowcy wyodrębnili środowiskowe DNA, znane również jako eDNA, z próbek gleby. Jest to materiał genetyczny, który organizmy wydalają do otoczenia – na przykład przez włosy, ekskrementy, ślinę czy rozkładające się zwłoki.
Badanie starożytnego DNA może być wyzwaniem, ponieważ materiał genetyczny z czasem ulega degradacji, pozostawiając naukowcom jedynie niewielkie fragmenty.
Ale dzięki najnowszej technologii naukowcom udało się wyodrębnić informacje genetyczne z małych, uszkodzonych fragmentów DNA, wyjaśnił starszy autor Eske Willerslev, genetyk z University of Cambridge. W swoim badaniu, opublikowanym w środę w czasopiśmie Nature, porównali DNA różnych gatunków, szukając dopasowań.
Próbki pochodziły ze złoża zwanego formacją Cap Copenhaven w Peary Land. Dzisiaj Kiar powiedział, że obszar ten jest pustynią polarną.
Willerslev powiedział, że miliony lat temu region ten przechodził okres poważnych zmian klimatycznych, które doprowadziły do wzrostu temperatur. Osady prawdopodobnie gromadziły się w tym miejscu przez dziesiątki tysięcy lat, zanim klimat się ochłodził i ustabilizował znaleziska w wiecznej zmarzlinie.
Zimne środowisko pomogłoby zachować maleńkie fragmenty DNA – dopóki naukowcy nie pojawili się i nie wykopali próbek, począwszy od 2006 roku.
Naukowcy donoszą, że podczas ciepłego okresu w regionie, kiedy średnie temperatury były o 20 do 34 stopni Fahrenheita (11 do 19 stopni Celsjusza) wyższe niż obecnie, region ten był wypełniony niezwykłą różnorodnością roślin i zwierząt. Fragmenty DNA wskazują na mieszankę roślin arktycznych, takich jak brzozy i wierzby, z tymi, które zazwyczaj preferują cieplejszy klimat, takimi jak jodła i cedry.
DNA wykazało również ślady zwierząt, w tym gęsi, zajęcy, reniferów i lemingów. Willerslev powiedział, że wcześniej chrząszcz gnojowy i niektóre szczątki królika były jedynymi oznakami życia zwierząt w tym miejscu.
Jedną z największych niespodzianek, jak powiedział Kajar, było znalezienie DNA mastodonta, wymarłego gatunku, który wyglądał jak skrzyżowanie słonia i mamuta.
W lasach strefy umiarkowanej Ameryki Północnej znaleziono kilka skamieniałości dawnych mastodontów. To ocean dalej na południe niż Grenlandia, powiedział Wellerslev.
„Nie spodziewałem się, że za milion lat znajdę mastodonty w północnej Grenlandii” – powiedział Love Dalen, badacz genomiki ewolucyjnej na Uniwersytecie Sztokholmskim, który nie był zaangażowany w badania.
Ponieważ osady gromadziły się u ujścia fiordu, naukowcom udało się również uzyskać wskazówki dotyczące życia morskiego z tego okresu. Kjar powiedział, że DNA wskazuje, że w okolicy żyły kraby podkowiaste i zielone glony, co oznacza, że pobliskie wody były prawdopodobnie znacznie cieplejsze w tym czasie.
Pobierając dziesiątki gatunków z kilku próbek osadów, badanie podkreśla niektóre zalety amplifikowanego tRNA, powiedział Benjamin Vernot, paleontologiczny badacz DNA w Instytucie Antropologii Ewolucyjnej Maxa Plancka w Niemczech, który nie był zaangażowany w badania.
„Naprawdę masz szerszy obraz ekosystemu w danym czasie” – powiedział Vernot. „Nie musisz iść i znaleźć tego kawałka drewna, aby zbadać tę roślinę i tę kość, aby zbadać tego mamuta”.
Na podstawie dostępnych danych trudno jest stwierdzić, czy te gatunki naprawdę żyły obok siebie, czy też DNA zostało wymieszane z różnych części krajobrazu, powiedziała Laura Epp, ekspertka RNA z niemieckiego Uniwersytetu w Konstancji, która nie była taka. wziąć udział w badaniu.
Ale Ip powiedział, że tego rodzaju badania DNA są cenne dla pokazania „ukrytej różnorodności” starożytnych krajobrazów.
Willerslev uważa, że ponieważ te rośliny i zwierzęta przetrwały okres dramatycznych zmian klimatu, ich DNA może stanowić „genetyczną mapę drogową”, która pomoże nam przystosować się do obecnego ocieplenia.
Dalen z Uniwersytetu Sztokholmskiego spodziewa się, że badania nad starożytnym DNA będą nadal sięgać głębiej w przeszłość. Pracował nad badaniem, które wcześniej zawierało „najstarszy zapis DNA” z zęba mamuta sprzed około miliona lat.
„Nie zdziwiłbym się, gdybyś mógł cofnąć się przynajmniej raz, a może o kilka milionów lat, zakładając, że uda ci się znaleźć odpowiednie okazy” – powiedział Dalen.
„Całkowity miłośnik kawy. Miłośnik podróży. Muzyczny ninja. Bekonowy kujon. Beeraholik.”
More Stories
„Chroń się”: NSW Health twierdzi, że wraz ze zbliżaniem się zimy liczba przypadków grypy i Covid-19 rośnie
Doktor Lori Glaze pełni funkcję zastępcy ESDMD przez sześciomiesięczną kadencję
Zobacz olśniewające nowe zdjęcie wykonane przez Hubble'a, przedstawiające słońce podobne do Słońca rodzącego się w chmurze