ADN de 2 millones de años revela un antiguo ecosistema de Groenlandia

Mastodontes, patos, renos y liebres en una ilustración de la antigua Groenlandia.

Descripción del Cabo Copenhague hace 2 millones de años.
Explicación: beth zigan

Un equipo de científicos secuenció el ADN más antiguo jamás encontrado en el permafrost del norte de Groenlandia. El ADN tiene 2 millones de años.

El material genético provino de 41 muestras de sedimentos recolectadas del Cabo Copenhague, formadas en Pierre Land. Hoy es un desierto polar cubierto de dunas habitado por poco más que ratas almizcleras y líquenes, pero en el pasado distante, la región era un bosque templado. Según el análisis del equipo, albergaba una manada de animales, incluidos (para sorpresa de todos) mastodontes, que antes no se creía que existieran tan al norte.

SK Willerslev, genetista evolutivo de la Universidad de Cambridge y coautor del estudio, dijo en una conferencia de prensa esta semana: “Cuando recuperamos el ADN, fue muy emocionante que surgiera un ecosistema muy diferente.

El registro más antiguo de ADN antiguo llegó Dientes de mamut de un millón de años En la isla de Wrangel, los proboscídeos peludos persistieron hasta su extinción hace unos 4000 años. El nuevo poseedor del récord no es un animal; Destaca todo el ecosistema de organismos que vivieron en Groenlandia poco después de que la época del Plioceno diera paso al Pleistoceno. estudio del grupo Publicado Hoy en la naturaleza.

Las muestras representan el llamado ADN ambiental, lo que significa que provienen de muestras ambientales (en este caso, de sedimentos congelados) en lugar de extraerse de los huesos o dientes de algunas especies antiguas. El ADN ambiental (eDNA para abreviar) contiene el material genético de muchos organismos en un ambiente que arrojan cabello y mocos y excretan evidencia de su presencia en un área.

eDNA (tanto antiguo como contemporáneo) proporciona a los investigadores pistas para un catálogo orgánico completo, que cubre todo, desde aves e insectos hasta hongos. Puede revelar la existencia antigua de animales sin depender de la evidencia fósil. Fuera de la paleontología, el eDNA es particularmente útil para rastrear animales en peligro de extinción o difíciles de detectar en su entorno. como cangrejos y codornices.

Pero el ADN es una molécula inestable. Contiene información genética que dicta la morfología, el comportamiento y las relaciones de los organismos, pero esa información crítica se mantiene solo mientras el entorno lo permita. Como regla general, es más probable encontrar ADN conservado en áreas secas y frescas que en áreas húmedas y cálidas.

Hace millones de años, el extremo norte de Groenlandia era verde y vivo Nombre del país Te hace creer. Pero estaba refrescando. En algún momento, el lodo del bosque costero llegó a un estuario y se asentó allí. El ADN en el suelo se adsorbe con minerales de arcilla y cuarzo, lo que ayuda a preservar las moléculas orgánicas.

Avance rápido a través de 2 millones de años de cambio climático y geológico, y un equipo de científicos pudo pintar los detalles de ese antiguo entorno forestal como un mensaje de una botella.

«La gente sabía por los fósiles que había árboles allí, algún tipo de bosque, pero el ADN nos permitió identificar muchos más taxones», agregó Willerslev. Señaló que la presencia de mastodontes era «alucinante».

Dos investigadores excavan una duna en el Cabo Copenhague.

Los coautores del estudio SK Willerslev y Kurt H.
Fotografía: financiador de Schwent

Kap København es un paisaje sombrío, pero la evidencia de su antiguo pasado persiste más allá del nivel genético. Las ramas secas son símbolos de los antiguos bosques de Groenlandia, y la escarcha que se derrite ocasionalmente libera al musgo de 2 millones de años de sus garras.

«Muestras de ADN antiguo fueron enterradas profundamente en sedimentos que se habían acumulado durante 20.000 años», dijo Kurt H. Kerr, geólogo de la Universidad de Copenhague en la Universidad de Cambridge. liberación. «El sedimento finalmente se conservó en hielo o permafrost, esencialmente sin ser perturbado por humanos durante dos millones de años».

Los investigadores tardaron 16 años en recolectar y analizar eDNA paleoambiental de 41 muestras de sedimentos tomadas de cinco sitios en Copenhague en 2006, 2012 y 2016.

Los científicos comparan las secuencias de eDNA de sus muestras con genomas de referencia en una base de datos para ver qué animales y plantas vivían allí.

Los investigadores encontraron ADN de plantas y animales, lo que sugiere que Cub Copenhagen era un ambiente de bosque boreal mucho más cálido que la actual Groenlandia. «Obviamente, es importante que retrocedamos mucho en el tiempo [with the new DNA age result], pero también es un momento al que podemos volver”, dijo Willerslev. «Es un clima muy similar al que enfrentamos en la Tierra con el calentamiento global».

En ese sentido, los investigadores esperan que los datos paleoambientales de Cub Copenhagen puedan proporcionar algunas pistas sobre cómo las especies modernas podrían adaptarse a un mundo que se calienta rápidamente.

Registros climáticos Promediaba entre 51,8 y 66,2 grados Fahrenheit más cálido que la superficie terrestre actual. Era muy templado y florecían plantas y animales. De hecho, no existe un análogo moderno para la ecología; Las especies árticas vivían con especies más templadas.

Las especies encontradas por el equipo incluían árboles como álamos, abedules, tuyas, abedules y cedros, así como animales como mastodontes, renos, roedores y patos. El mastodonte es un pariente del mamut lanudo más comúnmente asociado con América del Norte, aunque encontró su camino más al norte.

«¡Creo que es un estudio asombroso, es claramente asombroso y los resultados son fantásticos! ¡Los mastodontes en el norte de Groenlandia son un hallazgo asombroso! Love Dalen, un genetista evolutivo del Museo Sueco de Historia Natural, que no está afiliado al artículo, dijo en un correo electrónico a Gizmodo Dalen era parte del equipo que encontró ADN de un millón de años en el molar.

“Este estudio cambia la idea anterior de que definitivamente se puede recuperar ADN antiguo del sedimento”, agregó Dalén. (El registro anterior para el ADN antiguo de los sedimentos fue de aproximadamente ADN de homínido de 250.000 años de antigüedad De la cueva Denisova.)

Una vista de la costa a través de Copenhague.

Copa Copenhague ahora está tierra adentro desde la costa, pero hace 2 millones de años la abrazó.
Fotografía: kurt h Estimado

Curiosamente, el equipo encontró ADN de cangrejo herradura, coral y algas en un suelo que tiene 2 millones de años. Eso es porque el suelo muestreado terminó en estuarios costeros que albergan especies marinas. A medida que el suelo se trasladó al océano, el ADN de los organismos marinos se convirtió en parte de un cóctel selectivo de eDNA. Más tarde, el suelo se convirtió en permafrost congelado y el material genético se conservó en su interior.

eDNA no es una representación exacta de los organismos presentes en un entorno. Los investigadores no encontraron ningún carnívoro en su secuencia, una situación que sería imposible en la Tierra. El grupo atribuyó la baja biomasa fijada en el ecosistema a la falta de depredadores apicales. Eran «probablemente algo que comía mastodontes y renos», especuló Willerslev.

Se mapearán taxones adicionales a partir de muestras del grupo, incluidas algunas bacterias y hongos. El ADN secuenciado recientemente puede haber aumentado su longevidad al adherirse a cristales de cuarzo y arcilla, dijo Willerslev, y agregó que el ADN antiguo se puede encontrar en lugares tan al sur como África con las condiciones ambientales adecuadas.

El descubrimiento da la esperanza de que se puedan descubrir incluso muestras genéticas más antiguas. ¿Exactamente cuántos años puede tener? En la conferencia de prensa, Willerslev dijo que no le sorprendería «si podemos retroceder el doble»: «No lo garantizo».

El equipo planea recolectar muestras de ADN ambiental de aguas profundas. Al aplicar las técnicas utilizadas en las muestras de Kap København, los científicos pueden descubrir los secretos de los paleoambientes lejos del Círculo Polar Ártico y todo el catálogo de especies que contienen.

Además: los científicos descubrieron qué animales estaban en el zoológico tomando ADN del aire

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