Bilim adamlarından oluşan bir ekip, Grönland’ın en kuzeyindeki donmuş toprakta bulunan şimdiye kadarki en eski DNA’yı sıraladı. DNA 2 milyon yaşında ve en eski DNA için önceki rekoru bir milyon yıl geride bırakıyor.
Genetik materyal, Peary Land’deki bir oluşum olan Kap København’dan toplanan 41 tortu örneğinden geldi. Bugün misk öküzü ve likenlerden başka pek az kişinin yaşadığı, kumullarla kaplı bir kutup çölü, ancak uzak geçmişte bölge ılıman bir ormandı. Ekibin analizine göre, daha önce bu kadar kuzeyde olduğu düşünülmeyen mastodonlar da dahil olmak üzere (herkesi şaşırtacak şekilde) bir grup canavara ev sahipliği yaptı.
Cambridge Üniversitesi’nden evrimsel genetikçi ve çalışmanın ortak yazarlarından Eske Willerslev, bu hafta düzenlediği basın toplantısında, “DNA’yı kurtardığımızda çok, çok farklı bir ekosistemin ortaya çıkması çok heyecan vericiydi” dedi.
Bilinen en eski DNA için bir önceki kayıt, milyon yıllık mamut dişleri kıllı hortumluların yaklaşık 4.000 yıl önce yok olana kadar devam ettikleri Wrangel Adası’nda. Yeni kayıt sahibi bir hayvandan değil; Pliyosen Dönemi yerini Pleistosen’e bıraktıktan kısa bir süre sonra Grönland’da yaşayan tüm organizma ekosistemini vurgular. Ekibin araştırması, yayınlanan bugün Doğa’da.
Numuneler, çevresel DNA olarak adlandırılan şeyi temsil ediyor, yani bazı eski canlıların kemiklerinden veya dişlerinden çıkarılmak yerine çevresel numunelerden (bu durumda donmuş çökeltiler) geliyorlar. Çevresel DNA (kısaca eDNA), bir çevrede saçlarını döken, sümüklerini üfleyen ve bir alandaki varlıklarının kanıtlarını kakasını yapan birçok organizmanın genetik materyalini içerir.
eDNA (hem eski hem de çağdaş), araştırmacılara kuşlardan böceklere ve mantarlara kadar her şeyi içeren eksiksiz bir organik tabloya dair ipuçları verir. Fosil kanıtlarına güvenmeye gerek kalmadan hayvanların eski varlığını ortaya çıkarabilir. Paleontoloji dışında, eDNA özellikle nesli tükenmekte olan veya çevrelerinde tespit edilmesi zor olan hayvanları izlemek için kullanışlıdır. kerevit ve quolls gibi.
Ancak DNA kararsız bir moleküldür. Türlerin morfolojisini, davranışını ve ilişkilerini belirleyen genetik bilgiyi taşır, ancak bu hassas bilgi ancak çevre izin verdiği sürece ortalıkta kalır. Genel bir kural olarak, kuru ve soğuk bölgelerde korunmuş DNA bulma olasılığınız, ıslak ve sıcak olanlara göre daha fazladır.
Milyonlarca yıl önce, Grönland’ın kuzey ucu kadar gür ve canlıydı. ülkenin adı inanmaya yönlendirirdi. Ama soğuma sürecindeydi. Bir noktada, bir kıyı ormanından gelen toprak, yerleştiği bir halice aktı. Topraktaki DNA, potansiyel olarak organik moleküllerin korunmasına yardımcı olan kil ve kuvars minerallerine adsorbe edilir.
2 milyon yıllık iklimsel ve jeolojik değişim boyunca hızlı ileri sarın ve bir bilim insanı ekibi, bu eski orman ortamının ayrıntılarını, bir şişeden çıkan mesaj gibi çıkarmayı başardı.
Willerslev, “İnsanlar mikrofosillerden orada ağaçların -yukarıda bir tür orman- olduğunu biliyordu, ancak DNA, daha birçok taksonu tanımlamamıza izin verdi” diye ekledi. Mastodonların varlığının “akıllara durgunluk veren” olduğunu belirtti.
Kap København kasvetli bir manzaradır, ancak antik geçmişine dair kanıtlar genetik düzeyin ötesinde varlığını sürdürmektedir. Kurumuş dallar, Grönland’ın eski ormanlarının belirtileridir ve eriyen permafrost ara sıra 2 milyon yıllık yosunu elinden serbest bırakır.
Cambridge Üniversitesi’nden Kopenhag Üniversitesi’nde jeolog olan Kurt H. Kjær, “Antik DNA örnekleri, 20.000 yıldan fazla bir süredir oluşan tortunun derinliklerine gömülü olarak bulundu” dedi. serbest bırakmak. “Tortu sonunda buzda veya donmuş toprakta korundu ve en önemlisi, iki milyon yıl boyunca insanlar tarafından rahatsız edilmedi.”
Araştırmacıların 2006, 2012 ve 2016 yıllarında Kap København’daki beş bölgeden alınan 41 tortu örneğinden gelen paleo ortamın eDNA’sını toplaması ve sonunda analiz etmesi 16 yıl sürdü.
Bilim adamları daha sonra, orada hangi hayvanların ve bitkilerin yaşadığını görmek için örneklerindeki eDNA dizilerini bir veri tabanındaki referans genomlarla karşılaştırdı.
Araştırmacılar, Kap København’ın günümüz Grönland’ından çok daha sıcak bir kuzey ormanı ortamı olduğunu öne süren bitki ve hayvan DNA’sı buldular. “Açıkçası, zamanda çok daha geriye gidebilmemiz önemli. [with the new DNA age result], ama aynı zamanda geri dönebileceğimiz zaman, ”dedi Willerslev. “Küresel ısınma nedeniyle Dünya’da karşılaşmayı umduğumuz şeye çok benzeyen bir iklim.”
Bu şekilde araştırmacılar, Kap København’dan elde edilen paleoçevresel verilerin, modern türlerin hızla ısınan bir dünyaya nasıl uyum sağlayacağına dair bazı ipuçları sağlayabileceğine inanıyor.
İklim kayıtları bölgenin bugün olduğundan ortalama olarak 51.8 derece ile 66.2 derece Fahrenheit arasında daha sıcak olduğunu gösteriyor. Çok daha ılımandı ve bitkiler ve hayvanlar gelişti. Aslında çevrenin modern bir benzeri yoktur; Arktik türleri, daha ılıman türlerin yanında yaşadı.
Ekip tespit ettiği türler arasında kavak, huş ağacı, mazı, huş ağacı ve sedir gibi ağaçlar ve mastodonlar, ren geyiği, kemirgenler ve kazlar gibi hayvanlar vardı. Mastodon, çoğunlukla Kuzey Amerika ile ilişkilendirilen yünlü mamutun kuzenidir, ancak görünüşe göre yolunu çok daha kuzeyde bulmuştur.
“Bence bu, çığır açan harika bir çalışma ve sonuçlar son derece harika! Kuzey Grönland’daki mastodonlar çarpıcı bir bulgu!” İsveç Doğa Tarihi Müzesi’nde gazeteyle bağlantısı olmayan evrimsel bir genetikçi olan Love Dalén, Gizmodo’ya bir e-posta gönderdi. Dalén, geçen yıl bir mamut azı dişinde milyon yıllık DNA’yı bulan ekibin bir parçasıydı.
Dalén, “Bu çalışma, tortulardan geri kazanılabilen DNA’nın ne kadar eski olduğuna dair önceki anlayışı kesinlikle değiştiriyor” diye ekledi. (Sedimanlardan elde edilen en eski DNA için önceki kayıt kabaca 250.000 yıllık hominin DNA’sı Denisova Mağarası’ndan.)
Şaşırtıcı bir şekilde, ekip ayrıca 2 milyon yıllık toprakta at nalı yengeci, mercan ve alg DNA’sı da tespit etti. Bunun nedeni, örneklenen toprağın deniz canlılarını barındıran bir kıyı halicinde sona ermesiydi. Toprak denize döküldüğünde, deniz organizmalarının DNA’sı eklektik eDNA kokteylinin bir parçası oldu. Daha sonra toprak donmuş permafrost oldu ve genetik materyal içinde korundu.
eDNA, bir ortamda bulunan türlerin mükemmel bir yansıması değildir. Araştırmacılar, dizilimlerinde herhangi bir etobur bulamadılar, bu, zeminde pek olası olmayan bir durum. Ekip, yokluğu muhtemelen çevrede oluşan düşük biyokütle tepe avcılarına bağladı. Willerslev, “muhtemelen mastodon ve ren geyiği yiyen bir şeydi” diye tahminde bulundu.
Bazı bakteri ve mantarlar da dahil olmak üzere ekibin örneklerinden daha fazla takson haritalanacak. Yakın zamanda dizilenen DNA’nın kuvars kristallerine ve kile tutunarak ömrünün uzatılmış olabileceğinden, Willerslev antik DNA’nın doğru çevresel koşullarla Afrika kadar güneydeki bölgelerde bulunabileceğini ekledi.
Keşif, daha eski genetik örneklerin bile bulunabileceği umudunu getiriyor. Tam olarak kaç yaşında olabilir? Basın toplantısında Willerslev, “iki kat daha geriye gidebilirsek” şaşırmayacağını söyledi – gerçi “bunu garanti etmiyorum.”
Ekibin derin deniz çevresel DNA örnekleri toplama planları var. Bilim adamları, Kap København örneklerine uygulanan teknikleri uygulayarak, Kuzey Kutup Dairesi’nden çok uzaktaki paleoortamların sırlarını ve bunların içindeki canlıların tüm kataloğunu ortaya çıkarabilirler.
Devamı: Bilim İnsanları Hayvanat Bahçesinde Hangi Hayvanların Olduğunu Sadece Havadan DNA Alarak Anladılar