НЬЮ-ЙОРК — Ученые обнаружили самую древнюю из известных ДНК и использовали ее, чтобы выяснить, какой была жизнь 2 миллиона лет назад на северной оконечности Гренландии. Сегодня это бесплодная арктическая пустыня, но тогда это был пышный ландшафт деревьев и растительности с множеством животных, даже с ныне вымершим мастодонтом.
«Исследование открывает дверь в прошлое, которое было практически утеряно», — сказал ведущий автор Курт Кьер, геолог и эксперт по ледникам из Копенгагенского университета.
Из труднодоступных окаменелостей животных исследователи извлекли экологическую ДНК, также известную как эДНК, из образцов почвы. Это генетический материал, который организмы выделяют в окружающую среду, например, через волосы, отходы жизнедеятельности, слюну или разлагающиеся трупы.
Изучение действительно древней ДНК может быть сложной задачей, поскольку генетический материал со временем распадается, оставляя ученым лишь крошечные фрагменты.
Но с помощью новейших технологий исследователи смогли извлечь генетическую информацию из небольших поврежденных фрагментов ДНК, объяснил ведущий автор Эске Виллерслев, генетик из Кембриджского университета. В своем исследовании, опубликованном в среду в журнале Nature, они сравнили ДНК разных видов в поисках совпадений.
Образцы взяты из отложений, называемых формацией Кап-Копенгаген в Пири-Лэнд. По словам Кьера, сегодня этот район представляет собой полярную пустыню.
Но миллионы лет назад этот регион переживал период интенсивных климатических изменений, которые привели к повышению температуры, сказал Виллерслев. Отложения, вероятно, накапливались на этом месте в течение десятков тысяч лет, прежде чем климат похолодал и закрепил находки в вечной мерзлоте.
Холодная среда помогла бы сохранить хрупкие фрагменты ДНК — до тех пор, пока не появились ученые и не извлекли образцы, начиная с 2006 года.
Исследователи сообщили, что в теплый период региона, когда средняя температура была на 20-34 градуса по Фаренгейту (11-19 градусов по Цельсию) выше, чем сегодня, этот район изобиловал необычным разнообразием растений и животных. Фрагменты ДНК указывают на смесь арктических растений, таких как березы и кусты ивы, с некоторыми, которые обычно предпочитают более теплый климат, такими как ели и кедры.
ДНК также показала следы животных, в том числе гусей, зайцев, северных оленей и леммингов. По словам Виллерслева, ранее единственными признаками жизни животных на этом участке были навозный жук и останки кролика.
По словам Кьера, большим сюрпризом стало обнаружение ДНК мастодонта, вымершего вида, который выглядит как помесь слона и мамонта.
Многие окаменелости мастодонтов ранее были обнаружены в лесах умеренного пояса Северной Америки. По словам Виллерслева, это океан от Гренландии и намного южнее.
«Я никогда не ожидала, что через миллион лет найду мастодонтов в северной Гренландии», — сказала Лав Дален, исследователь эволюционной геномики из Стокгольмского университета, не участвовавшая в исследовании.
Поскольку отложения накапливались в устье фьорда, исследователи также смогли получить сведения о морской жизни того времени. ДНК предполагает, что мечехвосты и зеленые водоросли жили в этом районе, а это означает, что близлежащие воды, вероятно, были намного теплее, сказал Кьер.
По словам Бенджамина Вернота, исследователя древней ДНК из Института эволюционной антропологии Макса Планка в Германии, который не принимал участия в исследовании, извлечение десятков видов всего из нескольких образцов отложений подчеркивает некоторые преимущества электронной ДНК.
«Вы действительно получаете более широкую картину экосистемы в любой момент времени», — сказал Верно. «Вам не нужно искать этот кусок дерева, чтобы изучать это растение, и эту кость, чтобы изучать этого мамонта».
На основании имеющихся данных трудно сказать наверняка, действительно ли эти виды жили бок о бок, или ДНК была смешана вместе из разных частей ландшафта, — говорит Лаура Эпп, эксперт по эДНК из Констанцского университета в Германии. кто не участвовал в исследовании.
Но Эпп сказал, что этот тип исследования ДНК полезен для демонстрации «скрытого разнообразия» в древних ландшафтах.
Виллерслев считает, что, поскольку эти растения и животные пережили период резкого изменения климата, их ДНК может стать «генетической дорожной картой», которая поможет нам адаптироваться к нынешнему потеплению.
Дален из Стокгольмского университета ожидает, что исследования древней ДНК продолжат углубляться в прошлое. Он работал над исследованием, в котором ранее содержалась «самая старая запись ДНК» зуба мамонта возрастом около миллиона лет.
«Я не удивлюсь, если вы сможете вернуться хотя бы на один или несколько миллионов лет назад, если сможете найти нужные образцы», — сказал Дален.
———
Департамент здравоохранения и науки Ассошиэйтед Пресс получает поддержку от Медиагруппы по образованию и науке Медицинского института Говарда Хьюза. AP несет исключительную ответственность за весь контент.
