隐藏在DNA碎片中的远古世界

2024-04-23 10:26:10
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核心提示:通过收集远古流传下来的DNA片段,我们有机会重构并了解历史上气候变化的世界中生命如何进化。

  通过收集远古流传下来的DNA片段,我们有机会重构并了解历史上气候变化的世界中生命如何进化。

  环境DNA(eDNA)不同于从生物个体中提取的遗传物质,而是被从环境中提取并被发现可用于重现生态系统。近期剑桥大学的古基因学家埃斯克·威勒斯列夫(Eske Willerslev)基于eDNA重现了格陵兰大片冰原中一处荒凉山谷的古老生态系统:一片沿海森林,包括杨树和格陵兰岛上不再生长的其他针叶树,以及驯鹿、旅鼠、黑雁、马蹄蟹和乳齿象。这些物种部分已经完全无法在北极找到,在此前也完全无法想象此地还存在此种生态系统。古气候研究表明,当这个生态系统存在时,当地的平均气温可能比现在高10℃。eDNA作为一个新的视角让我们看到了在气候变化的阶段,物种是如何适应环境的。

  与迷人的古代生态系统同样令人惊讶的是DNA分子如何可以保持如此之久?现在的研究认为土壤中的石英和黏土起到了至关重要的作用。矿物的带电表面捕获了DNA并保护其免受降解酶和氧化剂的影响,而大约250万年前更新世冰河世纪的到来则帮助DNA维持了保存至今的冰冻状态。

  随着研究的不断深入,发现的eDNA越古老就越难以识别对应的生命形式。特别是那些已经与当代物种几乎没有相似性的灭亡分枝谱系(dead-end lineages)。但随着分子生物学技术的不断发展,或许在未来这些eDNA会成为我们召唤远古生命形式的黑匣子。

  参考来源:

  1. https://www.science.org/content/article/lost-world-northern-greenland-conjured-dna-ancient-soil

  2. Kjær KH, Winther Pedersen M, De Sanctis B, De Cahsan B, Korneliussen TS, Michelsen CS, Sand KK, Jelavić S, Ruter AH, Schmidt AMA, Kjeldsen KK, Tesakov AS, Snowball I, Gosse JC, Alsos IG, Wang Y, Dockter C, Rasmussen M, Jørgensen ME, Skadhauge B, Prohaska A, Kristensen JÅ, Bjerager M, Allentoft ME, Coissac E; PhyloNorway Consortium, Rouillard A, Simakova A, Fernandez-Guerra A, Bowler C, Macias-Fauria M, Vinner L, Welch JJ, Hidy AJ, Sikora M, Collins MJ, Durbin R, Larsen NK, Willerslev E. A 2-million-year-old ecosystem in Greenland uncovered by environmental DNA. Nature. 2022 Dec;612(7939):283-291. doi: 10.1038/s41586-022-05453-y. Epub 2022 Dec 7. PMID: 36477129; PMCID: PMC9729109.

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