Nejstarší DNA odhalující život v Grónsku před dvěma miliony let

NEW YORK – Vědci objevili nejstarší známou DNA a použili ji k odhalení toho, jaký byl život před 2 miliony let na severním cípu Grónska. Dnes je to pustá arktická poušť, ale tehdy to byla bujná krajina stromů a vegetace s řadou zvířat, dokonce i s dnes již vyhynulým mastodontem.

„Studie otevírá dveře do v podstatě ztracené minulosti,“ řekl vedoucí autor Kurt Kjaer, geolog a glaciolog z Kodaňské univerzity.

Vzhledem k tomu, že je tak obtížné najít zvířecí fosílie, výzkumníci extrahovali environmentální DNA, známou také jako eDNA, ze vzorků půdy. Jedná se o genetický materiál, který organismy vylučují do svého okolí – například prostřednictvím vlasů, exkrementů, slin nebo rozkládajících se mrtvol.

Studium starověké DNA může být výzvou, protože genetický materiál se časem degraduje a vědcům zbývají jen malé fragmenty.

Ale s nejnovější technologií byli vědci schopni extrahovat genetickou informaci z malých, poškozených fragmentů DNA, vysvětlil hlavní autor Eske Willerslev, genetik z University of Cambridge. ve svých studiích, Publikováno ve středu v časopise NaturePorovnávali DNA různých druhů a hledali shodu.

Vzorky pocházely z ložiska zvaného Cap Copenhaven Formation v Peary Land. Dnes, řekl Kiar, je tato oblast polární pouští.

Před miliony let, řekl Willerslev, tato oblast procházela obdobím vážných klimatických změn, které vedly ke zvýšení teplot. Sedimenty se na místě pravděpodobně hromadily desítky tisíc let, než se klima ochladilo a stabilizovalo nálezy v permafrostu.

Chladné prostředí by pomohlo zachovat malé kousky DNA – dokud vědci nepřijdou a nevykopou vzorky, počínaje rokem 2006.

Výzkumníci uvádějí, že během teplého období regionu, kdy průměrné teploty byly o 20 až 34 stupňů Fahrenheita (11 až 19 stupňů Celsia) vyšší než dnes, byla oblast plná mimořádného množství rostlin a zvířat. Fragmenty DNA ukazují na směs arktických rostlin, jako jsou břízy a vrbové keře, s těmi, které obvykle preferují teplejší klima, jako jsou jedle a cedry.

DNA také ukázala stopy zvířat včetně hus, zajíců, sobů a lumíků. Dříve byly jedinými známkami života zvířat na místě hnojník a některé zbytky králíků, řekl Willerslev.

Jedním z velkých překvapení bylo nalezení DNA z mastodonta, vyhynulého druhu, který vypadal jako směs mezi slonem a mamutem, řekl Kyarr.

V lesích mírného pásma Severní Ameriky bylo nalezeno několik bývalých fosilií mastodontů. Toto je oceán jižněji než Grónsko, řekl Wellerslev.

„Nečekal jsem, že za milion let najdu mastodonty v severním Grónsku,“ řekl Love Dalen, výzkumník evoluční genomiky ze Stockholmské univerzity, který se na studii nepodílel.

Protože se v ústí fjordu nahromadily sedimenty, vědcům se také podařilo získat stopy o mořském životě z tohoto období. DNA naznačuje, že v této oblasti žili vrápci a zelené řasy – což znamená, že blízké vody byly v té době pravděpodobně mnohem teplejší, řekl Kyarr.

Vytažením desítek druhů z několika vzorků sedimentů studie zdůrazňuje některé výhody amplifikované tRNA, řekl Benjamin Vernot, paleontologický výzkumník DNA z Institutu Maxe Plancka pro evoluční antropologii v Německu, který se studie nezúčastnil.

„Skutečně získáte širší obrázek o ekosystému v daném čase,“ řekl Vernot. „Nemusíte jít a najít tento kus dřeva, abyste mohli studovat tuto rostlinu a tuto kost, abyste mohli studovat tohoto mamuta.“

Na základě dostupných dat je obtížné zjistit, zda tyto druhy skutečně žily vedle sebe, nebo zda byla DNA smíchána z různých částí krajiny, řekla Laura Eppová, expertka na RNA z německé univerzity v Kostnici, která taková nebyla. účastnit se studie.

Ale Ip řekl, že tento druh výzkumu DNA je cenný pro zobrazení „skryté rozmanitosti“ starověkých krajin.

Willerslev věří, že vzhledem k tomu, že tyto rostliny a zvířata přežily během období dramatických změn klimatu, jejich DNA by mohla poskytnout „genetickou cestovní mapu“, která nám pomůže přizpůsobit se současnému oteplování.

Dalen ze Stockholmské univerzity očekává, že výzkum starověké DNA bude i nadále vrtat hlouběji do minulosti. Pracoval na studii, která dříve držela „nejstarší záznam DNA“ z mamutího zubu, který byl asi milion let starý.

„Nepřekvapilo by mě, kdybyste se mohli vrátit alespoň jednou nebo možná o několik milionů let zpět, za předpokladu, že najdete ty správné exempláře,“ řekl Dalen.