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科學家發現迄今最古老DNA,揭示格陵蘭島失落的世界

王方/中國科學報
2022-12-09 07:44
生命科學 >
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格陵蘭島北部曾是乳齒象、馴鹿和茂密森林的家園。圖片來源:Galen Rowell/Mountain Light

格陵蘭島東北角是一個荒涼貧瘠的地方,棲息著各種各樣的野兔和麝牛,幾乎沒有植物。從凍土中提取的200萬年前的DNA序列,也是迄今最古老的DNA序列表明,該地區曾經是乳齒象和馴鹿的家園。

這些動物曾在格陵蘭島北部“漫游”,它們的棲息地不同于如今地球上發現的任何森林生態系統。領導該研究的丹麥哥本哈根大學古遺傳學家Eske Willerslev說:“沒有人曾預測到格陵蘭島北部的這種生態系統?!?/p>

相關研究描述了古DNA的發現,12月8日發表于《自然》。

瑞典國家自然歷史博物館古遺傳學家Love Dalén補充道:“這是一項很棒的研究,人們想象不到多年前那里生存著乳齒象?!?/p>

2021年,Dalén團隊從西伯利亞數百萬年前的猛犸象遺骸中獲得了部分基因組,打破了古DNA的保存紀錄。但Dalán和其他科學家懷疑,盡管DNA隨著時間推移降解成越來越短的片段,但如果能夠找到合適的樣本,也許可以恢復和解釋更古老的序列。

自2006年Willerslev在格陵蘭北部尋找古代人類遺骸以來,其中一些樣本就一直保存在哥本哈根的冰柜里。

該小組曾從格陵蘭北部地區的Kap Kobenhavn地層中收集沉積物。這些沉積物由100米厚的冰凍淤泥和沙子構成,形成于大約200萬年前。多年來,隨著古DNA提取和測序方法的改進,團隊成員定期對這些沉積物進行分析。直到幾年前,他們第一次獲得了成功。

研究人員篩選了超過160億個DNA片段——其中許多來自污染樣本的現代微生物——以鑒定出真實的古DNA序列。Willerslev說:“這是一項大規模測序工作?!?/p>

現代動植物的基因組有時與其古代親屬有很大不同,當研究小組將這些序列與現代動植物的基因組數據庫進行匹配時,一個200萬年前Kap Kobenhavn的“快照”出現了。

當時格陵蘭島溫暖得多,但研究人員沒有預料到,古DNA序列會揭示此地曾出現低緯度地區常見的楊樹、云杉和紫杉森林,以及至今仍然生長在格陵蘭島的莎草、灌木和樺樹。

在Kap Kobenhavn生活的動物可能有馴鹿、乳齒象,也有嚙齒動物、鵝、兔子,這讓人驚訝。

Willerslev解釋說:“根據古生物學家的說法,馴鹿甚至不應該在當地生存?!倍辇X象被認為生活在北美的森林中,其遺骸從未在格陵蘭島被發現過。

法國圖盧茲人類生物學和基因組學中心古DNA專家Ludovic Orlando表示:“在化石記錄中,這種大型動物很難被遺漏?!边@些發現顯示了古代沉積DNA可以提供有關過去生態系統的驚人見解。

“這些生物有一種適應環境和范圍的能力。我們無法理解,也無法預測?!盬illerslev表示,該工作可以用于解釋未來生態系統將如何應對氣候變化。

相關論文信息:

https://doi.org/10.1038/s41586-022-05453-y

(原標題《科學家發現迄今最古老DNA 揭示格陵蘭島失落的世界》)

    責任編輯:吳躍偉
    圖片編輯:張同澤
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