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大多数已发现的古代 DNA 揭示了一个随着时间的推移而消失的繁荣生态系统

根据发表在《自然》杂志上的一项新研究的结果,科学家们找到了迄今为​​止发现的最古老的 DNA,在此过程中揭示了 200 万年前现代格陵兰岛存在的复杂生态系统。 自然.

脱氧核糖核酸(或简称 DNA)是一种双螺旋结构,几乎存在于我们人体的每个细胞以及生活在我们星球上的植物和动物的细胞中。

里面的每个 DNA 分子都包含一个对每个人来说都是独一无二的遗传密码,并且是我们细胞的重要指南,有助于控制我们身体的发育和功能。 对于希望破译古代历史之谜的科学家来说,它也是一种非常有用的分子。

这是因为研究人员能够通过在某些情况下可追溯到数十万年的保存完好的样本中寻找 DNA 片段,从而确定在地球进化历史的特定窗口期间出现了哪些动物或植物。

一旦这些标本被识别出来,科学家们就可以将 DNA 中发现的遗传密码与最接近的现代对应物进行匹配,以确定它们属于哪种动物或物种。 通过这种方式,人类可以描绘出随着时间的无情流逝而消失的整个生态系统的图景,并获得对我们星球上生命进化的宝贵见解。

不幸的是,这项技术受到 DNA 分子寿命的限制。 一旦细胞开始死亡,酶就会分解将这些重要分子结合在一起的键。 在动物的正常条件下,这种分解过程将使 DNA 在大约 521 年内失效。

然而,当合适的条件允许 DNA 快速稳定地保存时,样本的寿命会更长。

这些沉积物最终保存在冰或永久冻土中,而且至关重要的是,这些沉积物在 200 万年内未受人类干扰


在这项新研究中,科学家们能够从位于格陵兰岛最北端的峡湾口恢复 41 个古代 DNA 样本,该峡湾是陆地与北冰洋的交汇处。 从被称为哥本哈文地层的岩石中提取的每个 DNA 样本都只有百万分之几毫米长,并被包裹在粘土和石英的保护壳中。

通过结合使用放射性碳和分子测年技术,这个由 40 多位科学家组成的国际团队能够估计 DNA 的平均年龄约为 200 万年。 这使她比之前的古代 DNA 记录保持者年长一百万年,后者是从西伯利亚猛犸象的骨头中发现的。

“古代 DNA 样本被发现深埋在沉积物中,这些沉积物积累了 20,000 多年。” Kurt Keier 教授的评论 来自哥本哈根大学,他帮助领导了这项研究。 “沉积物最终被保存在冰或永久冻土中,更重要的是,它们在 200 万年内没有受到人类的干扰。”

在将 DNA 与 21 世纪的数据进行艰苦的比较之后,该团队能够破译锁定在样本中的一个繁荣的古代生态系统的指纹。

大约 200 万年前,哥本哈根地层形成时,格陵兰岛是一个更加宜居的地方,气温比今天高大约 10 到 17 摄氏度。

DNA 证据揭示了古代环境中存在无数种植物,包括杨树和桦树。 在这些树丛中游荡着啮齿动物、驯鹿、野兔,甚至还有被称为乳齿象的巨型大象生物。 还有一些 DNA 片段无法与任何现代动物或植物相匹配。

许多样本自 2006 年首次从格陵兰遗址采集以来一直在等待分析。

Keier 教授解释说:“直到开发出新一代 DNA 提取和测序设备,我们才能够识别和量化沉积物样本中非常小的、受损的 DNA 片段。” 能够绘制一个 200 万年前的生态系统。”

数据表明,比以前认为的更多的物种可以进化并适应剧烈变化的温度


这项新研究背后的科学家认为,由于全球变暖,古格陵兰岛相对温暖的环境与我们未来可能看到的温度相当。 现代气候变化在全球范围内对生物多样性构成严重威胁,物种适应不断变化的环境和不断升高的温度的速度对于它们的生存至关重要。

“数据表明,与之前认为的相比,更多的物种可以进化并适应剧烈变化的温度,”Lundbeck 基金会地球遗传学中心的助理教授 Mikkel Pedersen 说,他是这篇新论文的共同第一作者。 “但是,至关重要的是,这些结果表明他们需要时间来这样做。”

希望通过分析古树和植物的 DNA,科学家们能够解开它们如何适应炎热环境的秘密,或许还能了解如何让当今的濒危物种更能适应气候变化。

展望未来,该团队希望在非洲泥浆中发现更多真正古老的 DNA 样本,从而揭示人类的早期祖先。

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Anthony 是一名自由撰稿人,负责为 IGN 报道科学和视频游戏新闻。 他拥有超过八年的经验,涵盖多个科学领域的突破性发展,绝对没有时间愚弄你。 在推特上关注他@BeardConGamer

图片来源:Beth Zaiken

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