科学家发现潜伏在南极海底下的 100 万年前的 DNA 样本

古老的 DNA 揭示了该地区的生态系统如何受到气候变化的影响。

研究人员最近在南极大陆以北的斯科舍海海底发现了埋藏在海底的古代 DNA。 (图片来源:Shutterstock)
研究人员最近在南极大陆以北的斯科舍海海底发现了埋藏在海底的古代 DNA。 (图片来源:Shutterstock)

在南极洲的海底下发现了来自古代微生物的 DNA,其中一些可以追溯到大约 100 万年前。一项新的研究表明,这种 DNA 是有史以来从海底沉积物中发现的最古老的。

作为 2019 年国际海洋发现计划在南极大陆以北的斯科舍海开展的一项调查的一部分,科学家们意外地收集了海底以下 584 英尺(178 米)的不寻常的基因样本,称为沉积古 DNA 或 sedaDNA。在这项于 10 月 2 日在线发表在《自然通讯》杂志上的新研究中,研究人员首次分析了 sedaDNA 样本。

该团队仔细研究了回收的 DNA 片段中的损伤模式,以确定它们的确切年龄。最古老的碎片大约有100万年的历史。据《科学警报》报道,迄今为止,在北极永久冻土中发现的最古老的 sedaDNA 可追溯到大约 65 万年前。

“这些片段是迄今为止发现的最古老的经过验证的海洋 sedaDNA,”该研究的主要作者、澳大利亚塔斯马尼亚大学海洋和南极研究所研究员 Linda Armbrecht 在一份声明中说。 Armbrecht 说,由于低温、氧气浓度降低和没有紫外线辐射,这些样品保存得非常完好。

科学家们不确定最古老的 sedaDNA 属于哪个物种,尽管它肯定来自真核生物——这意味着它来自动物、植物或真菌,而不是来自细菌或病毒。

然而,大多数 DNA 样本属于硅藻——一种今天仍然存在于世界海洋中的浮游植物,是大多数海洋食物网的基础。

2019 年探险队上的研究人员正在查看最近收集的沉积物样本。 (图片来源:莎拉·卡乔维奇)
2019 年探险队上的研究人员正在查看最近收集的沉积物样本。 (图片来源:莎拉·卡乔维奇)

来自斯科舍海的 sedaDNA 记录显示,大约 54 万年前,就在地球正经历自然变暖阶段的时候,硅藻的数量可能出现了爆炸式增长。 研究人员在论文中写道,此时,南极洲冰盖的冰层流失增加和海洋温度上升可能会促进硅藻的快速生长和繁殖。

研究人员写道,人为造成的气候变化可能会产生类似的情况。 该团队认为,必须更多地了解生态系统在早期变暖期间的变化,以便更好地了解它们在未来将如何再次变化。

“南极洲是地球上最容易受到气候变化影响的地区之一,因此研究这个极地海洋生态系统过去和现在对环境变化的反应是当务之急,”阿姆布雷希特说。

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