Oudste DNA onthult leven in Groenland, twee miljoen jaar geleden

New York (AFP) – Wetenschappers hebben het oudst bekende DNA ontdekt en gebruikt om te onthullen hoe het leven er 2 miljoen jaar geleden uitzag op de noordpunt van Groenland. Tegenwoordig is het een dorre arctische woestijn, maar toen was het een weelderig landschap van bomen en vegetatie met een scala aan dieren, zelfs de nu uitgestorven mastodont.

“De studie opent de deur naar een in wezen verloren verleden”, zegt hoofdauteur Kurt Kjaer, een geoloog en glacioloog aan de Universiteit van Kopenhagen.

Omdat fossielen van dieren zo moeilijk te vinden waren, haalden onderzoekers omgevings-DNA, ook wel bekend als eDNA, uit bodemmonsters. Dit is het genetisch materiaal dat organismen in hun omgeving afgeven, bijvoorbeeld via haar, uitwerpselen, spuug of ontbindende lijken.

Het bestuderen van oud DNA kan een uitdaging zijn, omdat het genetisch materiaal in de loop van de tijd afbreekt, waardoor er slechts kleine fragmenten overblijven voor wetenschappers.

Maar met de nieuwste technologie zijn onderzoekers in staat geweest om genetische informatie te extraheren uit kleine, beschadigde DNA-fragmenten, legt senior auteur Eske Willerslev uit, een geneticus aan de Universiteit van Cambridge. bij hun studie, Woensdag gepubliceerd in het tijdschrift NatureZe vergeleken het DNA van verschillende soorten, op zoek naar overeenkomsten.

De monsters kwamen uit een afzetting genaamd de Cap Copenhaven Formation in Peary Land. Vandaag, zei Kiar, is het gebied een poolwoestijn.

Miljoenen jaren geleden, zei Willerslev, maakte deze regio een periode van ernstige klimaatverandering door die leidde tot een stijging van de temperatuur. Sedimenten hebben zich waarschijnlijk gedurende tienduizenden jaren op de locatie opgehoopt voordat het klimaat afkoelde en de vondsten in de permafrost stabiliseerde.

De koude omgeving zou helpen om de kleine stukjes DNA te behouden – totdat wetenschappers langskwamen en de monsters opgraven, te beginnen in 2006.

Onderzoekers melden dat tijdens de warme periode in de regio, toen de gemiddelde temperaturen 20 tot 34 graden Fahrenheit (11 tot 19 graden Celsius) hoger waren dan nu, de regio gevuld was met een buitengewoon scala aan planten- en dierenleven. De DNA-fragmenten wijzen op een mix van arctische planten, zoals berken en wilgenstruiken, met planten die doorgaans de voorkeur geven aan warmere klimaten, zoals sparren en ceders.

Het DNA toonde ook sporen van dieren, waaronder ganzen, hazen, rendieren en lemmingen. Eerder waren mestkever en wat konijnenresten de enige tekenen van dierenleven op de locatie, zei Willerslev.

Een van de grote verrassingen was het vinden van DNA van een mastodont, een uitgestorven soort die eruitzag als een mix tussen een olifant en een mammoet, zei Kyarr.

Er zijn verschillende voormalige mastodont-fossielen gevonden in de gematigde bossen van Noord-Amerika. Dit is een oceaan verder naar het zuiden dan Groenland, zei Wellerslev.

“Ik had in geen miljoen jaar verwacht dat ik mastodonten zou vinden in Noord-Groenland”, zegt Love Dalen, een onderzoeker op het gebied van evolutionaire genomica aan de Universiteit van Stockholm, die niet betrokken was bij het onderzoek.

Omdat sedimenten zich ophoopten aan de monding van de fjord, konden de onderzoekers ook aanwijzingen krijgen over het leven in zee uit deze periode. Het DNA geeft aan dat degenkrabben en groene algen in het gebied leefden – wat betekent dat de nabijgelegen wateren in die tijd waarschijnlijk veel warmer waren, zei Kyarr.

Door tientallen soorten uit een paar sedimentmonsters te halen, benadrukt het onderzoek enkele voordelen van geamplificeerd tRNA, zei Benjamin Vernot, een paleontologisch DNA-onderzoeker aan het Max Planck Instituut voor Evolutionaire Antropologie in Duitsland, die niet betrokken was bij het onderzoek.

“Je krijgt op een bepaald moment echt een breder beeld van het ecosysteem”, zei Vernot. “Je hoeft dit stuk hout niet te gaan zoeken om deze plant te bestuderen, en dit bot om deze mammoet te bestuderen.”

Op basis van de beschikbare gegevens is het moeilijk vast te stellen of deze soorten echt naast elkaar leefden, of dat DNA uit verschillende delen van het landschap was vermengd, zei Laura Epp, een RNA-expert aan de Duitse Universiteit van Konstanz, die niet zo was. deelnemen aan de studie.

Maar Ip zei dat dit soort DNA-onderzoek waardevol is om de “verborgen diversiteit” van oude landschappen te laten zien.

Willerslev gelooft dat, omdat deze planten en dieren overleefden tijdens een periode van dramatische klimaatverandering, hun DNA een “genetische routekaart” zou kunnen zijn om ons te helpen ons aan te passen aan de huidige opwarming.

Dalen van de Universiteit van Stockholm verwacht dat oud DNA-onderzoek dieper in het verleden zal blijven graven. Hij werkte aan de studie die voorheen het ‘oudste DNA-record’ bevatte, van een mammoettand van ongeveer een miljoen jaar oud.

“Het zou me niet verbazen als je minstens één of misschien een paar miljoen jaar terug zou kunnen gaan, ervan uitgaande dat je de juiste exemplaren kunt vinden,” zei Dalen.

———

De sectie Health and Science van Associated Press krijgt steun van de Science and Education Media-groep van het Howard Hughes Medical Institute. AP is als enige verantwoordelijk voor alle inhoud.