<p>200萬年前的DNA首次被鑒定出來，開啟了進(jìn)化史的新篇章。</p> <p><br />在格陵蘭島北部的冰河時代沉積物中發(fā)現(xiàn)了環(huán)境DNA的微觀碎片。這些碎片比之前西伯利亞猛犸象骨骼DNA樣本的記錄還要早100萬年。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這些古老的DNA被用來繪制200萬年前經(jīng)受了極端氣候變化的生態(tài)系統(tǒng)。研究結(jié)果可以幫助預(yù)測當(dāng)前全球變暖對環(huán)境造成的長期影響。<img src="https://www.cam.ac.uk/sites/www.cam.ac.uk/files/shorthand/235841/I6mHAGaKUc/assets/zzkraxrQG1/06081402-2016x1512.jpg" alt="Greenland landscape" width="808" height="604" />&nbsp;</p> <p>這一發(fā)現(xiàn)是由Eske Willerslev教授和Kurt k&aelig; r教授領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)的。Willerslev教授是劍橋大學(xué)圣約翰學(xué)院的研究員，也是哥本哈根大學(xué)Lundbeck基金會地球遺傳學(xué)中心的主任，地質(zhì)學(xué)專家k&aelig; r教授也在該中心工作。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在粘土和石英中發(fā)現(xiàn)的41個可用樣本的結(jié)果今天發(fā)表在《自然》雜志上。</p> <p>&nbsp;</p> <p>威勒斯列夫說:&ldquo;跨越100萬年歷史的新篇章終于打開了，我們第一次可以直接看到遙遠(yuǎn)過去生態(tài)系統(tǒng)的DNA。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;DNA可以迅速降解，但我們已經(jīng)證明，在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下，我們現(xiàn)在可以回到任何人都不敢想象的更遠(yuǎn)的時間。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>Kj&aelig;r說:&ldquo;這些古老的DNA樣本被發(fā)現(xiàn)深埋在超過2萬年的沉積物中。&ldquo;沉積物最終保存在冰或永久凍土中，最重要的是，200萬年以來沒有受到人類的干擾。&rdquo;<img src="https://www.cam.ac.uk/sites/www.cam.ac.uk/files/shorthand/235841/I6mHAGaKUc/assets/TX7Yp6g2iu/06081436-2016x1512.jpg" alt="Organic layers " width="808" height="604" />&nbsp;</p> <p>這些不完整的樣本，只有百萬分之一毫米長，是從格陵蘭島最北端北冰洋峽灣口的K&oslash;benhavn地層中采集的，這是一個近100米厚的沉積物沉積物。當(dāng)時格陵蘭島的氣候在北極和溫帶之間變化，比今天的格陵蘭島高出10-17攝氏度。沉積物在淺海中一米一米地堆積起來。</p> <p>&nbsp;</p> <p>發(fā)現(xiàn)了包括馴鹿、野兔、旅鼠、樺樹和楊樹在內(nèi)的動物、植物和微生物的證據(jù)。研究人員甚至發(fā)現(xiàn)，一種冰河時期的哺乳動物乳齒象，在后來滅絕之前，曾漫游到格陵蘭島。以前，人們認(rèn)為這種長得像大象的動物的活動范圍并沒有從已知的北美和中美洲起源延伸到格陵蘭島那么遠(yuǎn)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>來自丹麥、英國、法國、瑞典、挪威、美國和德國的40名研究人員進(jìn)行了偵探工作，解開了DNA片段的秘密。這個過程是艱苦的&mdash;&mdash;首先他們需要確定粘土和石英中是否隱藏著DNA，如果有，他們能否成功地從沉積物中分離出DNA進(jìn)行檢測?最終，答案是肯定的。研究人員將每一個DNA片段與從現(xiàn)代動物、植物和微生物中收集的大量DNA庫進(jìn)行了比較。樹木、灌木、鳥類、動物和微生物的DNA圖譜開始浮現(xiàn)。<img src="https://www.cam.ac.uk/sites/www.cam.ac.uk/files/shorthand/235841/I6mHAGaKUc/assets/TpcmCglPTU/06081444-2016x1512.jpg" alt="Wooden branches " width="808" height="604" />&nbsp;</p> <p>一些DNA片段很容易被歸類為現(xiàn)代物種的前身，另一些只能在屬水平上進(jìn)行聯(lián)系，還有一些來自于無法在21世紀(jì)仍生活在動物、植物和微生物的DNA文庫中進(jìn)行定位的物種。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這些200萬年前的樣本還幫助學(xué)者們構(gòu)建了一幅以前未知的進(jìn)化階段的圖景，這些物種的DNA在今天仍然存在。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Kj&aelig;r說:&ldquo;探險是昂貴的，許多樣本是2006年考察隊在格陵蘭島進(jìn)行另一個項目時帶回來的，從那以后就一直保存著。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;直到新一代DNA提取和測序設(shè)備被開發(fā)出來，我們才能夠在沉積物樣本中定位和識別極其微小和受損的DNA片段。這意味著我們終于能夠繪制出200萬年前的生態(tài)系統(tǒng)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;Kap K&oslash;benhavn生態(tài)系統(tǒng)在今天沒有類似的生態(tài)系統(tǒng)，它存在的溫度比我們今天要高得多&mdash;&mdash;而且，從表面上看，由于全球變暖，氣候似乎與我們預(yù)期的地球未來的氣候相似，&rdquo;共同第一作者、倫德貝克基金會地球遺傳學(xué)中心助理教授Mikkel Pedersen說。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;這里的關(guān)鍵因素之一是物種能夠在多大程度上適應(yīng)溫度顯著升高引起的條件變化。這些數(shù)據(jù)表明，能夠進(jìn)化和適應(yīng)劇烈變化的溫度的物種比之前想象的要多。但至關(guān)重要的是，這些結(jié)果表明，他們需要時間來做到這一點。當(dāng)今全球變暖的速度意味著生物和物種沒有那么多時間，所以氣候緊急情況仍然是對生物多樣性和世界的巨大威脅&mdash;&mdash;包括植物和樹木在內(nèi)的一些物種即將滅絕。&rdquo;<img src="https://www.cam.ac.uk/sites/www.cam.ac.uk/files/shorthand/235841/I6mHAGaKUc/assets/dbEbGa12Pl/06081429-2016x1512.jpg" alt="People digging in Greenland" width="808" height="604" />&nbsp;</p> <p>在研究Kap K&oslash;benhavn地層的古代DNA時，研究人員還發(fā)現(xiàn)了各種微生物的DNA，包括細(xì)菌和真菌，他們正在繼續(xù)繪制這些微生物的圖譜。在格陵蘭島最北端的前生態(tài)系統(tǒng)中，動物、植物和單細(xì)胞生物之間的相互作用如何在生物學(xué)上起作用的詳細(xì)描述將在未來的研究論文中提出。</p> <p>&nbsp;</p> <p>現(xiàn)在，人們希望發(fā)現(xiàn)的200萬年前植物DNA的一些&ldquo;技巧&rdquo;可以用來幫助一些瀕危物種更好地抵御氣候變暖。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Kj&aelig;r說:&ldquo;基因工程有可能模仿200萬年前植物和樹木發(fā)展出的策略，在氣溫上升的氣候中生存下來，防止一些物種、植物和樹木滅絕。&rdquo;&ldquo;這是這一科學(xué)進(jìn)步如此重要的原因之一，因為它可以揭示如何試圖抵消全球變暖的毀滅性影響。&rdquo;<img src="https://www.cam.ac.uk/sites/www.cam.ac.uk/files/shorthand/235841/I6mHAGaKUc/assets/IcU97fnlxr/artist-s-impression-of-kap-kobenhavn-formation-today-credit_-artist-beth-zaikenjpg-2122x1320.jpg" alt="Greenland landscape" width="808" height="500" />&nbsp;</p> <p>格陵蘭島Kap K&oslash;benhavn組的發(fā)現(xiàn)開辟了DNA檢測的一個全新時期。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Willerslev說:&ldquo;DNA通常在寒冷、干燥的條件下保存得最好，就像物質(zhì)在Kap K&oslash;benhavn沉積以來的大部分時間里普遍存在的那樣。&rdquo;&ldquo;現(xiàn)在我們已經(jīng)成功地從粘土和石英中提取了古代DNA，在非洲發(fā)現(xiàn)的溫暖潮濕的環(huán)境中，粘土可能保存了古代DNA。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;如果我們能夠開始探索來自非洲的粘土顆粒中的古代DNA，我們可能會收集到許多不同物種起源的突破性信息，甚至可能是關(guān)于第一批人類及其祖先的新知識，可能性是無限的。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>2022年12月7日發(fā)布</p> <p><br />感謝:</p> <p>&nbsp;</p> <p>庫爾特Kj&aelig;r</p> <p><br />麥克爾-彼得</p> <p><br />Eske Willerslev</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點。</p> </blockquote>