Najstarszy DNA zsekwencjonowany do tej pory pochodził z zęba trzonowego mastodonta zachowanego w wiecznej zmarzlinie i datowany był na około 1,2 miliona lat temu. Teraz grupa naukowców, badając próbki z głębokości stu metrów zamarzniętej gleby na „pustyni polarnej” w północnej Grenlandii, nie tylko znalazła krótkie odcinki DNA, które identyfikowały rośliny, zwierzęta i algi obecne tam dawno temu, ale wykazała również, że to „dawno” oznacza co najmniej dwa miliony lat temu.

To najstarszy skamieniały DNA, jaki kiedykolwiek zsekwencjonowano; zachował się, ponieważ został zaadsorbowany przez minerały w zamarzniętej glebie. I chociaż odcinki DNA uległy degradacji do krótkich kawałków – o długości około 50 par zasad – były wystarczająco podobne do współczesnych taksonów, by dało się zidentyfikować grupy, z których pochodzą. W rzeczywistości badacze mogli zrekonstruować cały ekosystem tego obszaru sprzed 2 milionów lat. Był znacznie bogatszy we florę i faunę niż dzisiejsza pustynia polarna, gdyż w tamtym czasie Grenlandia nie była pokryta lodem, było znacznie cieplej (średnia temperatura latem około 10°C), a organizmy mogły migrować na Grenlandię mostami lądowymi. To może dać nam wskazówkę, jaki rodzaj ekosystemu mógłby się rozwinąć (bez zwierząt, które w dużej mierze zniknęły), gdyby globalne ocieplenie stopiło lód na Grenlandii.

Możesz przeczytać artykuł Nature za darmo, klikając na link pod zrzutem z ekranu poniżej (pdf jest tutaj). Poniżej znajduje się krótka, popularna relacja z odkryć, również opublikowana w Nature.

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05453-y

Skrócona relacja:

https://www.nature.com/articles/d41586-022-04377-x?WT.ec_id=NATURE-202212&;sap-outbound-id=5BA6453FC685142160CE5DF5295809E9134D567E

Oto lokalizacja analizowanego obszaru w północnej Grenlandii, Kap København, gdzie znajdowała się ta warstwa gleby (żółta gwiazdka). Obecność warstwy była już znana, a niektóre próbki zostały wykopane w 2006 roku i leżały w kopenhaskiej zamrażarce przez 16 lat. Ktoś wpadł na świetny pomysł, aby sprawdzić, czy uda im się zidentyfikować i zsekwencjonować DNA w tej glebie, i zadziałało!

(z artykułu): a. Lokalizacja formacji Kap København w północnej Grenlandii przy wejściu do fiordu Independence (82° 24 ′ N 22° 12 ′ W) oraz lokalizacje innych arktycznych stanowisk plio-plejstoceńskich zawierających skamieniałości (czerwone kropki). b, Przestrzenny rozkład pozostałości erozyjnych 100-metrowej sukcesji płytkich morskich osadów przybrzeżnych między Mudderbugt a niskimi górami na północy (a + b odnosi się do lokalizacji 74a i 74b).

Zsekwencjonowano małe odcinki DNA i porównano je ze współczesnym DNA, a także domyślnymi DNA u przodków współczesnych taksonów. DNA oczywiście uległ degradacji, ale znaleźli odcinki o długości około 50 par zasad. Porównania dotyczyły głównie mitochondrialnego DNA zwierząt oraz zachowanego chloroplastu lub innego plastydowego DNA roślin. (Znaleźli również pradawny pyłek, którego użyli w połączeniu z danymi DNA).

Po prawej stronie można zobaczyć, jakie zwierzęta znaleziono, w większości zidentyfikowane do rodzaju lub rodziny, ponieważ nie było wystarczającej ilości DNA, aby przeprowadzić dokładniejszą analizę. Poniżej tej liczby umieszczę listę tego, co znaleźli:

(z artykułu): Profile taksonomiczne zespołu zwierząt z jednostek B1, B2 i B3. Taksony zaznaczone pogrubioną czcionką to rodzaje znalezione tylko jako DNA

Oto, co odkryli na podstawie DNA; były to wszystkie organizmy żyjące mniej więcej w tym samym czasie, około 2 miliony lat temu. I pamiętajcie, że na tym obszarze jest obecnie bardzo mało życia.

70 rodzajów roślin naczyniowych, w tym turzyce, skrzypy, wierzby, głogi, świerki, topole, cisy i brzozy. Niektóre z nich nie rosną już na Grenlandii, ale mieszanka roślin obejmuje te występujące w znacznie cieplejszym środowisku. Pełną listę znajdziesz w artykule.
Mastodont! (Niżej jest rysunek przedstawia jego umiejscowienie na drzewie filogenetycznym słoni.)
Glony, grzyby i wątrobowce
Morski fitoplankton i zooplankton
Zając
Jeleniowaty podobny do karibu (karibu to inna nazwa renifera). Jak dostały się na Grenlandię? Przypuszczalnie nie była to wtedy wyspa, ale nie mamy pewności.
Ptak spokrewniony ze współczesnymi gęsiami
Gryzoń spokrewniony ze współczesnymi lemingami
Koralowiec budujący rafy
Mrówka
Pchła
Krab (zidentyfikowany jako Limulus polyphemus, współczesny skrzypłocz, uważany za żywą skamielinę). Obecnie Limulus nie rozmnaża się na północ od Zatoki Fundy (około 45° N), podczas gdy to miejsce znajdowało się na 82° N. To pokazuje, o ile cieplej było wtedy na Grenlandii, choć oczywiście kraby mogły ewoluować w ciągu ostatnich kilku milionów lat i zaaklimatyzować się w cieplejszych wodach.

Nie znaleziono żadnych zwierząt mięsożernych; wszystkie zwierzęta były roślinożercami. To nie znaczy, że nie było tam mięsożerców, ale wątpię w to.

(Z artykułu): b, Umieszczenie filogenetyczne i wyniki mitochondrialnych odczytów pathPhynder62 jednoznacznie sklasyfikowanych jako Elephantidae lub niższe (dane źródłowe 1). Wymarłe gatunki zidentyfikowane przez makroskamieniałości lub miejsca filogenetyczne są oznaczone krzyżykiem.

Wnioski : Cóż, wiemy, w jaki sposób sekwencje DNA mogą zachować się dwa razy dłużej, niż myśleliśmy, chociaż musi to odbywać się w bardzo szczególnych warunkach. Co ważniejsze, jeśli znajdziesz obszary (a będą to musiały być zimne regiony), w których można wyodrębnić nawet małe sekwencje skamieniałego DNA, być może uda się zrekonstruować całe ekosystemy. Znaleźliśmy zwierzęta i rośliny, których tam nie oczekiwano (renifery, skrzypłocze, głogi i tak dalej) – gatunki przystosowane do cieplejszych siedlisk lub obecnie występujące na obszarach poza Grenlandią.

Istnieją dwa wyjaśnienia tego zjawiska: dzisiejsi krewni utracili przystosowanie do zimnych siedlisk, gdy zostali wyparci z Grenlandii w wyniku formowania się czap lodowych lub po prostu klimat się ocieplił. (Oczywiście oba mogą mieć zastosowanie.) Mogła również nastąpić ewolucyjna zmiana tolerancji termicznej, coś, na co tak naprawdę nie możemy zdobyć dowodów.

Ale te różne wyjaśnienia nie są tak ważne: ważne jest to, że jesteśmy w stanie zrekonstruować całe ekosystemy ze skamieniałego DNA - DNA dwa razy starszego niż wcześniej. Oddaję autorom ostatnie słowo (z artykułu):

Żadna pojedyncza współczesna społeczność roślinna ani siedlisko nie obejmuje taksonów reprezentowanych w wielu próbkach makroskamieniałości i DNA z Kap København. Zespół zbiorowisk reprezentuje mieszankę współczesnych taksonów borealnych i arktycznych, która nie ma odpowiednika we współczesnej roślinności. Do pewnego stopnia jest to oczekiwane, ponieważ amplitudy ekologiczne współczesnych członków tych rodzajów zostały zmodyfikowane przez ewolucję. Ponadto połączenie wysokiego fotoperiodyzmu arktycznego z cieplejszymi warunkami i niższym poziomem koncentracji CO2 w atmosferze sprawiły, że klimat wczesnego plejstocenu północnej Grenlandii bardzo różnił się od dzisiejszego. Mieszany charakter zbiorowisk lądowych znajduje również odzwierciedlenie w zapisie morskim, gdzie znaleziono arktyczne i bardziej kosmopolityczne supergrupy Opistokonta i Stramenopila wraz z krabami, koralowcami i zielonymi eukariontami (Archaeplastida), które dziś zamieszkują cieplejsze wody na bardziej południowych szerokościach geograficznych.

Podsumowując, pokazujemy moc pradawnego eDNA, aby dodać istotne szczegóły do naszej wiedzy o tej wyjątkowej, starożytnej otwartej społeczności lasów borealnych zmieszanych z gatunkami arktycznymi, kompozycji społeczności, która nie ma współczesnych odpowiedników i obejmowała między innymi mastodonty i renifery. Podobne szczegółowe zapisy DNA flory i kręgowców mogą przetrwać w innych miejscowościach. Jeśli zostaną odzyskane, poszerzyłyby naszą wiedzę na temat zmienności klimatu i biotyki.

Czy północna Grenlandia znów będzie taka, jeśli globalne ocieplenie będzie się utrzymywać? Wątpię w to, ponieważ wiele gatunków, jak karibu, nie może już tam dotrzeć, a niektóre, jak mastodonty, po prostu wyginęły. Ale wystarczy wiedzieć, co było tam dwa miliony lat temu.

______________

Kjær, K.H., Winther Pedersen, M., De Sanctis, B. et al. A 2-million-year-old ecosystem in Greenland uncovered by environmental DNA. Nature 612, 283–291 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05453-y

https://whyevolutionistrue.com/2022/12/09/ancient-ecosystem-reconstructed-using-fossil-dna/

Ancient ecosystem reconstructed using fossil DNA

Why Evolution Is True, 9 grudnia 2022

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

Jerry A. Coyne

Emerytowany profesor na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji. Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków. Jest również jednym ze znanych "nowych ateistów" i autorem książki "Faith vs Fakt". Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.

Skomentuj Tipsa en vn Wydrukuj

Komentarze




1. Geniusz ludzki	Marek Eyal	2022-12-19

Nauka

Znalezionych 1475 artykuły.

Tytuł	Autor	Opublikowany

Kameleon przekazuje różne informacje różnymi częściami ciała	Yong	2013-12-14
Paradoksalne cechy genetyki inteligencji	Ridley	2013-12-18
Wielki skandal z biopaliwami	Lomborg	2013-12-19
Przedwczesna wiadomość o śmierci samolubnego genu	Coyne	2013-12-22
Czy jest życie na Europie?	Ridley	2013-12-22
Nowa data udomowienia kotów: około 5300 lat temu – i to w Chinach	Coyne	2013-12-26
Na Zeusa, natura jest przeżarta rują i korupcją	Koraszewski	2013-12-26
Proces cywilizacji	Ridley	2013-12-28
Jak karakara wygrywa z osami	Cobb	2013-12-29
Żebropławy, czyli dziwactwa ewolucji	Coyne	2013-12-30
Czy może istnieć sztuka bez artysty?	Wadhawan	2013-12-30
Zderzenie mentalności	Koraszewski	2014-01-01
Skrzydlaci oszuści i straż obywatelska	Young	2014-01-02
Delfiny umyślnie narkotyzują się truciznami rozdymków	Coyne	2014-01-04
Długi cień anglosfery	Ridley	2014-01-05
Ciemna materia genetyki psychiatrycznej	Zimmer	2014-01-06
Co czyni nas ludźmi?	Dawkins	2014-01-07
Twoja choroba na szalce	Yong	2014-01-08
Czy mamut włochaty potrzebuje adwokata?	Zimmer	2014-01-09
Pradawne rośliny kwitnące znalezione w bursztynie	Coyne	2014-01-10
Ratując gatunek możesz go niechcący skazać	Yong	2014-01-11
Ewolucja ukryta w pełnym świetle	Zimmer	2014-01-13
Koniec humanistyki?	Coyne	2014-01-15
Jak poruszasz nogą, która kiedyś była płetwą?	Yong	2014-01-16
Jak wyszliśmy na ląd, kość za kością	Zimmer	2014-01-19
Twoja wewnętrzna mucha	Cobb	2014-01-22
Ukwiał żyje w antarktycznym lodzie!	Coyne	2014-01-25
Dlaczego poligamia zanika?	Ridley	2014-01-26
Wspólne pochodzenie sygnałów płodności	Cobb	2014-01-28
Ewolucja i Bóg	Coyne	2014-01-29
O delfinach, dużych mózgach i skokach logiki	Yong	2014-01-30
Dziennikarski „statek upiorów” Greg Mayer	Mayer	2014-01-31
Dlaczego leniwce wypróżniają się na ziemi?	Bruce Lyon	2014-02-02
Moda na kopanie nauki	Coyne	2014-02-03
Neandertalczycy: bliscy obcy	Zimmer	2014-02-05
O pochodzeniu dobra i zła	Coyne	2014-02-05
Sposób znajdowania genów choroby	Yong	2014-02-07
Czy humaniści boją się nauki?	Coyne	2014-02-07
Kiedy zróżnicowały się współczesne ssaki łożyskowe?	Mayer	2014-02-10
O przyjaznej samolubności	Koraszewski	2014-02-12
Skąd wiesz, że znalazłeś je wszystkie?	Zimmer	2014-02-15
Nauka odkrywa nową niewiedzę o przeszłości	Ridley	2014-02-18
Żyjące gniazdo?	Zimmer	2014-02-19
Planeta tykwy pospolitej	Zimmer	2014-02-21
Nowe niezwykłe skamieniałości typu “Łupki z Burgess”	Coyne	2014-02-22
Dziennik z Mozambiku: Pardalota	Naskręcki	2014-02-23
Wskrzeszona odpowiedź z kredy na “chorobę królów”	Yong	2014-02-26
Dziennik z Mozambiku: Sybilla		2014-03-01
Spojrzeć ślepym okiem	Yong	2014-03-02
Intelektualne danie dnia The Big Think	Coyne	2014-03-04
Przeczołgać się przez mózg i nie zgubić się	Zimmer	2014-03-05
Gdzie podziewają się żółwiki podczas zgubionych lat?	Yong	2014-03-10
Supergen, który maluje kłamcę	Yong	2014-03-14
Idea, którą pora oddać na złom	Koraszewski	2014-03-15
Zwycięstwa bez chwały	Ridley	2014-03-17
Twarde jak skała	Naskręcki	2014-03-18
Pasożyty informacyjne	Zimmer	2014-03-19
Seymour Benzer: humor, historia i genetyka	Cobb	2014-03-21
Kto to był Per Brinck?	Naskręcki	2014-03-23
Potrafimy rozróżnić między przynajmniej bilionem zapachów	Yong	2014-03-25
Godzina Ziemi czyli o celebrowaniu ciemności	Lomborg	2014-03-27
Słonie słyszą więcej niż ludzie	Yong	2014-03-30
Niebo gwiaździste nade mną, małpa włochata we mnie	Koraszewski	2014-03-31
Wielkoskrzydłe	Naskręcki	2014-04-02
Najstarsze żyjące organizmy	Coyne	2014-04-03
Jak zmienić bakterie jelitowe w dziennikarzy	Yong	2014-04-06
Eureka! Sprytne wrony to odkryły	Coyne	2014-04-07
Sukces upraw GM w Indiach	Lomborg	2014-04-09
Wirus, który sterylizuje owady, ale je pobudza	Yong	2014-04-12
Przystosować się do zmiany klimatu	Ridley	2014-04-14
Jeden oddech, który zmienił planetę	Naskręcki	2014-04-16
Najgorsze w karmieniu komarów jest czekanie	Yong	2014-04-17
Kłopotliwa podróż w przyszłość	Ridley	2014-04-19
Pierwsze spojrzenie na mikroby współczesnych łowców zbieraczy		2014-04-23
Seksizm w nauce o jaskiniowych owadach	Coyne	2014-04-26
Musza bakteria zaprasza inne muszki na uczty owocowe	Yong	2014-04-27
Zachwycający rabuś, który liczy sto milionów lat	Cobb	2014-04-28
Mądrość (małych) tłumów	Zimmer	2014-04-29
Tak bada się ewolucję inteligencji u zwierząt	Yong	2014-05-02
Fantastyczna mimikra tropikalnego pnącza	Coyne	2014-05-03
Dlaczego większość zasobównie wyczerpuje się	Ridley	2014-05-04
Pomidory tworzą pestycydy z zapachu swoich sąsiadów	Yong	2014-05-07
Potrawy z pasożytów	Zimmer	2014-05-08
Technologia jest często matką nauki, a nie odwrotnie	Ridley	2014-05-09
Montezuma i jego flirty	Coyne	2014-05-11
Insekt dziedziczy mikroby z plemnika taty	Yong	2014-05-12
Polowanie na nietoperze	Naskręcki	2014-05-14
Zmień swoje geny przez zmianę swojego życia	Coyne	2014-05-15
Obrona śmieciowego DNA	Zimmer	2014-05-17
Gdzie są badania zwierzęcych wagin?	Yong	2014-05-20
Niemal ssaki	Naskręcki	2014-05-21
Zobaczyć jak splątane są gałęzie drzewa	Zimmer	2014-05-23
Dlaczego ramiona ośmiornicy nie plączą się	Yong	2014-05-24
Niezwykły pasikonik szklany	Naskręcki	2014-05-27
Wąż zgubiony i ponownie odnaleziony	Mayer	2014-05-28
Niespodziewani krewni mamutaków	Yong	2014-05-30
Trochę lepszy świat	Ridley	2014-05-31
Tam, gdzie są ptaki	Mayer	2014-06-01
Ewolucja, ptaki i kwiaty	Coyne	2014-06-02
Jestem spełniony	Naskręcki	2014-06-04

« Poprzednia strona Następna strona »