Wenn einst lebendes Gewebe in einer kalten, trockenen Umgebung konserviert wird, können Fragmente seiner DNA Hunderttausende von Jahren überleben. Tatsächlich muss DNA nicht einmal im Gewebe verbleiben; Wir haben es geschafft, DNA aus dem Boden zuvor bewohnter Umgebungen zu gewinnen. Die DNA ist beschädigt und in kleine Fragmente zerbrochen, aber es reicht aus, um eine DNA-Sequenzierung zu ermöglichen, die uns etwas über die Arten sagt, die einst dort lebten.
In einer erstaunlichen Demonstration, wie gut dies funktionieren kann, haben Forscher DNA aus Ablagerungen gewonnen, die sich in Grönland etwa 2 Millionen Jahre lang erhalten haben. Die Ablagerungen stammen jedoch aus einer relativ warmen Zeit in der Vergangenheit Grönlands und offenbaren das Vorhandensein eines ganzen Ökosystems, das einst die Nordküste des Landes bewohnte.
Ein anderes Grönland
In den letzten Millionen Jahren hatten die Eiszyklen der Erde relativ kurze Warmzeiten, die keine ausreichenden Temperaturen erreichten, um die großen Eisschilde in den Polarregionen zu beseitigen. Aber vor dieser Zeit waren die Zyklen kürzer, die Warmzeiten länger und es gab Zeiten, in denen sich die Eisschilde stark zurückzogen. Schätzungen zufolge lagen die Tiefsttemperaturen in Nordgrönland um diese Zeit etwa 10 °C höher als heute.
Während dieser Zeit wurde eine Reihe von Ablagerungen namens Kap København-Formation in einer Umgebung angelegt, die wahrscheinlich eine Mündungsumgebung war. Einige der Schichten dieser Lagerstätte sind wahrscheinlich Sedimente, die aus einer landgestützten Umgebung in das Gebiet gespült wurden, und andere Schichten sind sandig und wurden wahrscheinlich durch Salzwasser abgelagert.
Studien dieser Ablagerungen haben Pollen von verschiedenen Pflanzenarten und eine Handvoll Tierfossilien gefunden. Diese weisen darauf hin, dass in diesem vergangenen Ökosystem mehr Arten vorhanden waren als derzeit in Nordgrönland, aber es ist unklar, wie repräsentativ die Funde sind. Pollen können zum Beispiel weite Strecken zurücklegen, und nur ein Bruchteil der Tiere wird wahrscheinlich erhalten bleiben.
Dasselbe Gebiet heute, wo Forscher Proben sammeln und gleichzeitig eine Kontamination vermeiden.
NOVA, HHMI Tangled Bank Studios und eine Handvoll Filme
Daher beschloss ein großes internationales Team herauszufinden, ob sie mithilfe von Umwelt-DNA mehr über das Ökosystem erfahren könnten. Während Grönland nach diesen Ablagerungen noch einige Zeit warm blieb, war es nur relativ warm; Die Wintertiefs lagen noch deutlich unter dem Gefrierpunkt. Und seit Hunderttausenden von Jahren war das Gebiet im Allgemeinen ungefähr so kalt, wie man es von einem Gebiet nahe der Grenze zwischen dem Atlantik und dem Arktischen Ozean erwarten würde.
Die Forscher versuchten dann herauszufinden, wie alt diese Ablagerungen sind. Basierend auf einer Magnetfeldumkehr, die während der Ablagerung der Kap København-Formation auftrat, kamen sie zu dem Schluss, dass sie vor 1,9 oder 2,1 Millionen Jahren abgelagert wurde – ziemlich nahe an früheren Schätzungen von 2,4 Millionen Jahren. Dann steckten sie dieses Alter und die lokalen Klimabedingungen in eine Software, die die Menge an Schaden schätzt, die die DNA ansammeln sollte. Dies deutete darauf hin, dass es nur einen winzigen Bruchteil des Schadens geben sollte, den die DNA in einem wärmeren Klima erlitten hätte – der Schaden war wahrscheinlich um mehr als das 700-fache geringer.
Die Forscher argumentieren, dass die Mineralien in der Lagerstätte mit DNA interagieren, sie aus einer Lösung ziehen und sie vor Umweltenzymen schützen.