<p>200萬(wàn)年前的DNA首次被鑒定出來(lái)，開(kāi)啟了進(jìn)化史的新篇章。</p> <p><br />在格陵蘭島北部的冰河時(shí)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(wàn)年。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這些古老的DNA被用來(lái)繪制200萬(wàn)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(cè)當(dāng)前全球變暖對(duì)環(huán)境造成的長(zhǎng)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(duì)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(huì)地球遺傳學(xué)中心的主任，地質(zhì)學(xué)專(zhuān)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(gè)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(shuō):&ldquo;跨越100萬(wàn)年歷史的新篇章終于打開(kāi)了，我們第一次可以直接看到遙遠(yuǎn)過(guò)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(shí)間。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>Kj&aelig;r說(shuō):&ldquo;這些古老的DNA樣本被發(fā)現(xiàn)深埋在超過(guò)2萬(wàn)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(wàn)年以來(lái)沒(méi)有受到人類(lèi)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(wàn)分之一毫米長(zhǎng)，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(gè)近100米厚的沉積物沉積物。當(dāng)時(shí)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(lái)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>發(fā)現(xiàn)了包括馴鹿、野兔、旅鼠、樺樹(shù)和楊樹(shù)在內(nèi)的動(dòng)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(shí)期的哺乳動(dòng)物乳齒象，在后來(lái)滅絕之前，曾漫游到格陵蘭島。以前，人們認(rèn)為這種長(zhǎng)得像大象的動(dòng)物的活動(dòng)范圍并沒(méi)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(lái)自丹麥、英國(guó)、法國(guó)、瑞典、挪威、美國(guó)和德國(guó)的40名研究人員進(jìn)行了偵探工作，解開(kāi)了DNA片段的秘密。這個(gè)過(guò)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(cè)?最終，答案是肯定的。研究人員將每一個(gè)DNA片段與從現(xiàn)代動(dòng)物、植物和微生物中收集的大量DNA庫(kù)進(jìn)行了比較。樹(shù)木、灌木、鳥(niǎo)類(lèi)、動(dòng)物和微生物的DNA圖譜開(kāi)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(lèi)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(lái)自于無(wú)法在21世紀(jì)仍生活在動(dòng)物、植物和微生物的DNA文庫(kù)中進(jìn)行定位的物種。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這些200萬(wàn)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(shuō):&ldquo;探險(xiǎn)是昂貴的，許多樣本是2006年考察隊(duì)在格陵蘭島進(jìn)行另一個(gè)項(xiàng)目時(shí)帶回來(lái)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(cè)序設(shè)備被開(kāi)發(fā)出來(lái)，我們才能夠在沉積物樣本中定位和識(shí)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(wàn)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(méi)有類(lèi)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(lái)的氣候相似，&rdquo;共同第一作者、倫德貝克基金會(huì)地球遺傳學(xué)中心助理教授Mikkel Pedersen說(shuō)。</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(shí)間來(lái)做到這一點(diǎn)。當(dāng)今全球變暖的速度意味著生物和物種沒(méi)有那么多時(shí)間，所以氣候緊急情況仍然是對(duì)生物多樣性和世界的巨大威脅&mdash;&mdash;包括植物和樹(shù)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(shí)，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(dòng)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(lái)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(wàn)年前植物DNA的一些&ldquo;技巧&rdquo;可以用來(lái)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(shuō):&ldquo;基因工程有可能模仿200萬(wàn)年前植物和樹(shù)木發(fā)展出的策略，在氣溫上升的氣候中生存下來(lái)，防止一些物種、植物和樹(shù)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?yàn)樗梢越沂救绾卧噲D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(kāi)辟了DNA檢測(cè)的一個(gè)全新時(shí)期。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Willerslev說(shuō):&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(lái)的大部分時(shí)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(kāi)始探索來(lái)自非洲的粘土顆粒中的古代DNA，我們可能會(huì)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(lèi)及其祖先的新知識(shí)，可能性是無(wú)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(kù)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(diǎn)。</p> </blockquote>