قطعات DNA دو میلیون ساله در لایه های یخ زده رسوبات قطب شمال شناسایی شد. این ماده ژنتیکی باستانی، قدیمی‌ترین ماده کشف‌شده، اکوسیستمی را نشان می‌دهد که قبلاً شناسایی نشده بود.
از سال 2006، محققان 41 نمونه DNA را در یک ورقه رسوبی به عمق 100 متر در سازند دماغه کپنهاگ در شمال گرینلند کشف کردند. این قطعات ژنتیکی که به DNA محیطی معروف هستند، از گیاهان، حیوانات و میکروب‌هایی که زمانی در این منطقه زندگی می‌کرده‌اند باقی مانده‌اند و به خوبی توسط خاک یخ زده و یخ‌های قطبی حفظ شده‌اند.
محققان در بیانیه ای نوشتند که قدیمی ترین نمونه DNA شناخته شده قبلی که در سال 2021 اعلام شد، از یک استخوان ماموت 1.2 میلیون ساله در سیبری کشف شد. در مطالعه جدیدی که در 7 دسامبر در مجله نیچر منتشر شد، محققان نمونه های DNA باستانی را جدا و آنالیز کردند. آنها DNA باستانی را با توالی های ژنومی شناخته شده مقایسه کردند تا مشخص کنند به چه موجوداتی تعلق دارند.
نتایج تصویری از یک اکوسیستم بسیار متنوع را نشان می دهد که شامل پرندگان، گوزن شمالی، خرگوش و شگفت انگیزتر از همه، ماستودون ها می شود. ماستودون ها گروهی منقرض شده از خویشاوندان فیل هستند که قبلاً ناشناخته بودند که در آن مناطق شمالی نیز زندگی می کردند. اسکله ویلرسلونویسنده اصلی این مطالعه و یک اکولوژیست تکاملی از دانشگاه کمبریج در بریتانیا گفت.
فصل جدیدی که بیش از یک میلیون سال از تاریخ را در بر می گیرد سرانجام باز شد و برای اولین بار می توانیم مستقیماً به DNA یک اکوسیستم که قدمت آن تا کنون برمی گردد نگاه کنیم.
برداشت یک هنرمند از یک اکوسیستم تازه کشف شده در گرینلند که دو میلیون سال پیش وجود داشته است. نمونه های DNA نشان می دهد که گوزن شمالی، خرگوش، پرندگان و ماستودون ها در منطقه پرسه می زدند.
برداشت هنرمند دیگری از اکوسیستم کیپ کپنهاگ دو میلیون سال پیش
مطالعه قطعات DNA بسیار دشوار بود. محققان در بیانیه خود نوشتند که هر قطعه از ماده ژنتیکی تنها چند میلیونم میلی متر طول دارد و جداسازی قطعات DNA از لایه رسوب بدون شکستن آنها بسیار دشوار است.
جمع آوری رسوبات در سال 2006 آغاز شد. اما محققان تصمیم گرفتند قبل از تلاش برای استخراج DNA منتظر بمانند تا فناوری های پیشرفته تری در دسترس قرار گیرند. وقتی نسل جدیدی از تجهیزات استخراج و تعیین توالی DNA در دسترس محققان قرار گرفت، آنها موفق به استخراج و شناسایی قطعات بسیار کوچک و آسیب دیده DNA شدند.
علاوه بر حیوانات مختلف، DNA باستانی وجود چندین گونه درخت، باکتری و قارچ را نشان داد. همه نمونه های DNA را نمی توان با گونه های شناخته شده مطابقت داد. این نشان می دهد که برخی ممکن است در علم جدید باشند. اگرچه تقریباً همه حداقل در سطح جنس به درستی شناسایی شدند.
لایه رسوبی که محققان کاوش کردند در یک دوره 20000 ساله یعنی حدود دو میلیون سال پیش شکل گرفت. در آن زمان دمای منطقه 10 تا 17 درجه سانتیگراد گرمتر از گرینلند امروزی بود. این نشان می دهد که اکوسیستم ها می توانند به طور کامل ناپدید شوند یا به دلیل تغییرات دما ظاهر شوند.
محققان در حال برداشتن نمونه‌های رسوب از سازند کیپ کپنهاگ در شمال گرینلند هستند
با انباشته شدن رسوبات در طول زمان، قطعات ریز DNA در آنها به دام افتادند.
Eske Willersloh در دانشگاه کپنهاگ نمونه های DNA را برای تجزیه و تحلیل آماده می کند.
میکل پدرسنیکی از نویسندگان مقاله و کارشناس ژنتیک تکاملی از دانشگاه کپنهاگ گفت:
داده‌ها نشان می‌دهند که گونه‌های بیشتری نسبت به آنچه قبلاً تصور می‌شد می‌توانند تکامل یافته و با تغییرات شدید دما سازگار شوند. اما مهمتر از آن، نتایج نشان می دهد که آنها برای انجام این کار به زمان نیاز دارند. بنابراین، گونه هایی که در حال حاضر به دلیل تغییرات آب و هوایی و نتیجه فعالیت های انسانی در معرض خطر هستند، بعید است که به چنین موفقیتی دست یابند. زیرا زمان بسیار کمتری برای سازگاری خواهند داشت.
محققان در تلاشند تا با بررسی چگونگی تعامل گونه ها با یکدیگر، تصویر عمیق تری از اکوسیستم کیپ کپنهاگ ارائه دهند. همچنین، یافته‌های جدید می‌تواند بینشی در مورد چگونگی تغییر DNA در دو میلیون سال گذشته ارائه دهد.
توانایی مکان یابی و جداسازی و توالی یابی چنین DNA باستانی این چشم انداز را ایجاد می کند که نمونه های ژنتیکی باستانی این عصر، یا شاید حتی قدیمی تر، در سراسر جهان یافت شوند. ویلرسلو گفت:
اگر بتوانیم کاوش DNA باستانی را آغاز کنیم، ممکن است بتوانیم اطلاعات پیشگامانه ای در مورد منشأ گونه های مختلف جمع آوری کنیم، و شاید حتی دانش جدیدی در مورد انسان های اولیه و اجداد آنها به دست آوریم.