Naučnici su napravili značajan iskorak u rekonstrukciji istorije naše planete.
Sedimentne naslage iz permafrosta Grenlanda sadržavale su povratnu ekološku DNK koja datira pre oko 2 miliona godina. To je milion godina starije od prethodnog rekorda – DNK vunastog mamuta koji je lutao sibirskom tundrom pre milion godina.
Ovaj zapanjujući rad omogućio je timu naučnika da rekonstruiše drevni pejzaž, otkrivajući svet daleko od ledenih obala Arktičkog kruga.
„Novo poglavlje koje obuhvata 1 milion dodatnih godina istorije je konačno otvoreno i po prvi put možemo direktno da pogledamo DNK prošlog ekosistema tako daleko u prošlost“, kaže genetičar Eske Vilerslev sa Univerziteta Kembridž u UK i Univerzitet u Kopenhagenu u Danskoj.
„DNK može brzo da se degradira, ali pokazali smo da pod pravim okolnostima sada možemo da se vratimo u prošlost više nego što se iko usudio da zamisli.
Vreme nije blagonaklono prema ostacima živih bića; DNK će se brzo razgraditi zahvaljujući stresovima iz okoline (kao što su gladni mikrobi), vremenskim prilikama i geološkim procesima. Ako drevna DNK želi da preživi, obično to čini zaključana u zubima i kostima, gde je relativno zaštićena.
Ali materijal zakopan pod permafrostom je takođe relativno zaštićen.
Ovde, niz uzoraka prikupljenih iz leda i permafrosta geološke formacije Kap Kobenhavn u ušću fjorda na severu Grenlanda ponudio je naučnicima mogućnost da se oporave i rekonstruišu DNK životne sredine iz davnih vremena.
Naučnici su većinu ovih uzoraka dobili pre mnogo godina tokom drugog rada; ekspedicije su skupe, pa naučnici često sakupe više nego što im treba, za svaki slučaj. Ovi uzorci su stajali u skladištu, čekajući da se pojavi pravi projekat.
„Tek kada je razvijena nova generacija opreme za ekstrakciju i sekvenciranje DNK, uspeli smo da lociramo i identifikujemo izuzetno male i oštećene fragmente DNK u uzorcima sedimenta“, objašnjava geolog Kurt Kjer sa Univerziteta u Kopenhagenu.
„To je značilo da smo konačno mogli da mapiramo ekosistem star 2 miliona godina.“
DNK dobijen iz uzoraka nakon mnogo mukotrpnog rada bio bi neupotrebljiv pre samo nekoliko godina: fragmenti su bili sićušni, samo nanometara dužine, veoma degradirani i veoma nekompletni.
Međutim, napredak u genetskom sekvenciranju u poslednjih nekoliko decenija omogućio je naučnicima da izgrade ogromnu bazu podataka DNK iz sveta oko nas. Ove DNK biblioteke ponudile su naučnicima tačku poređenja za njihove izazovne fragmente DNK.
Ove biblioteke su značile da su naučnici mogli marljivo da rekonstruišu delove koji nedostaju za popis organizama čiji je genetski materijal bio zaključan u steni mnogo milenijuma.
„Drevni uzorci DNK pronađeni su zakopani duboko u sedimentu koji se nakupio više od 20.000 godina“, kaže Kjer. „Talog je na kraju sačuvan u ledu ili permafrostu i, što je najvažnije, ljudi ga nisu uznemiravali 2 miliona godina.“
Ova rekonstrukcija je otkrila razne oblike života kompatibilne sa iznenađujuće umerenom klimom. Naučnici su pronašli životinje povezane sa irvasima i karibuima, leminge, guske, zečeve i, što je zanimljivo, mastodonte.
Mravi, buve, korali i rakovi potkovičasti takođe su ostavili trag u sedimentu, kao i stabla breze i topole.
DNK mastodonta, primetili su istraživači, posebno je zanimljiv. Sve ostale vrste imaju rođake koji su danas ostali na Grenlandu; ranije se smatralo da mastodonti nisu seli tako daleko na sever kao Grenland.
Drugi uzorci DNK – prikupljeni od mikroorganizama i gljiva – još uvek su u fazi identifikacije. Budući rad će opisati puni obim ekosistema prema najboljem razumevanju naučnika.
Međutim, neke karakteristike se već ističu koje ukazuju na mnogo topliju klimu u regionu tokom ranog pleistocena – znatno topliju od trenutnih temperatura.
To nagoveštava, kažu istraživači, budućnost Zemlje suočena sa promenom klime.
„Jedan od ključnih faktora ovde je u kom stepenu će vrste biti u stanju da se prilagode promenama uslova koje proističu iz značajnog povećanja temperature. Podaci sugerišu da više vrsta može evoluirati i prilagoditi se na veoma različite temperature nego što se ranije mislilo“, kaže geogenetičar Mikkel Pederson sa Univerziteta u Kopenhagenu.
„Ali, što je najvažnije, ovi rezultati pokazuju da im je potrebno vreme da to urade. Brzina današnjeg globalnog zagrevanja znači da organizmi i vrste nemaju to vreme, tako da klimatska vanredna situacija ostaje ogromna pretnja biodiverzitetu i svetu – izumiranje je na pomolu. za neke vrste, uključujući biljke i drveće.“
Ali za naučnike, posao je ogroman korak napred. Sada kada je DNK iz životne sredine uspešno izvučen i interpretiran iz gline i kvarca, možda bi bilo moguće učiniti isto sa drevnim naslagama sa drugih lokacija.
„Ako možemo da počnemo da istražujemo drevni DNK u zrncima gline iz Afrike, možda ćemo moći da prikupimo revolucionarne informacije o poreklu mnogih različitih vrsta – možda čak i nova saznanja o prvim ljudima i njihovim precima“, kaže Villerslev.
„Mogućnosti su beskonačne.“
