研究人员在北极发现了微小的 DNA 片段，这些片段是由生活在格陵兰岛以前不为人知的生态系统中的植物、微生物和动物留下的。
科学家们在北极沉积物的冰冻层中发现了 200 万年前的 DNA 微小片段。 这种古老的遗传物质是迄今发现的最古老的物质，让人们得以一窥以前未知的生态系统。
自 2006 年以来，研究人员在格陵兰岛北部 Kap København 地层 328 英尺（100 米）深的沉积物板中发现了 41 个 DNA 样本。 这些被称为环境 DNA 的基因片段是由曾经生活在该地区并被永久冻土和冰完美保存的植物、动物和微生物留下的。
研究人员在一份声明中写道，此前发现的最古老的 DNA 样本于 2021 年向世界公开，是从西伯利亚 120 万年前的猛犸象骨骼中提取的。
在 12 月 7 日发表在《自然》杂志上的一项新研究中，研究人员分离并分析了古代 DNA 样本，并将它们与已知的基因组序列进行比较，以揭示哪些生物留下了 DNA。 结果描绘了一幅极其多样化的生态系统图景，其中包括鸟类、驯鹿、野兔，最令人惊讶的是，还有乳齿象，这是一种已经灭绝的大象亲属，以前并不知道它们生活在那么遥远的北方。
“跨越 100 万年历史的新篇章终于打开了，这是我们第一次可以直接查看过去生态系统的 DNA，”研究的主要作者 Eske Willerslev， 英国剑桥大学进化生态学家在声明中说。
研究这些 DNA 片段非常困难。 研究人员在声明中写道，每块遗传物质只有“百万分之几毫米长”，这使得很难在不完全破坏它们的情况下将碎片从沉积层中分离出来。 沉积物的收集始于 2006 年，但在尝试提取 DNA 之前，研究人员决定等到更先进的技术问世。
“直到开发出新一代 DNA 提取和测序设备，我们才能够在沉积物样本中定位和识别极小且受损的 DNA 片段，”该研究的合著者 Kurt Kjær，丹麦哥本哈根大学的古地质学家和遗传学家在声明中说。
除了各种动物，DNA 还揭示了几种树木、细菌和真菌的存在。 并非所有的 DNA 样本都可以与已知物种相匹配，这表明其中一些可能是科学上的新物种。 然而，几乎所有的都至少被鉴定为正确的属。
研究人员挖掘的沉积层在大约 200 万年前的 20,000 年期间积累。 研究人员在声明中写道，在此期间，该地区的温度比今天的格陵兰岛高 18 至 31 华氏度（10 至 17 摄氏度）。 他们补充说，这表明整个生态系统会因气候变化而兴衰。
“数据表明，比以前认为的更多的物种可以进化并适应剧烈变化的温度，”该研究的共同作者、哥本哈根大学的进化遗传学家 Mikkel Pedersen在声明中说。 “但是，至关重要的是，这些结果表明他们需要时间来做到这一点。” 因此，受到当前人类驱动的气候变化威胁的物种不太可能成功，因为它们适应的时间要少得多，他补充说。
根据声明，研究人员现在将尝试通过研究各种物种如何相互作用来构建更深入的 Kap København 生态系统图景。 该团队补充说，新发现还可以进一步阐明 DNA 在过去 200 万年中是否发生了变化以及如何发生变化。
能够定位、分离和测序此类古老的 DNA 也为在全球其他地方挖掘出类似的古老甚至更古老的基因样本提供了希望。
“如果我们能够开始探索古代 DNA，我们或许能够收集到关于许多不同物种起源的开创性信息——甚至可能是关于第一批人类及其祖先的新知识，”Willerslev 说。 “可能性是无止境。”