在格陵兰岛冰封的最北端,有着一个名为Kap K?benhavn组的独特地质结构。这片位于北极圈深处的区域,有着地球上最为寒冷和干燥的环境之一。然而,在200万~300万年前,这里是一个与现在截然不同的地方。那时,夏季和冬季的平均最低气温分别为10℃和17℃,比现在的气温高出10℃以上。Kap K?benhavn组的周围景观的艺术重建图,其历史可以追溯到年平均气温比现在高得多的古老时期。
它的存在证明了在200多万年前,北极圈深处的气候要比现在温暖得多。
近40年来,虽然科学家已经对北极地层的地质沉积物进行了深入调查,但由于化石记录稀少,因此人们对这段时期居住在北极的生物群落知之甚少。最近,一个由多达40多名科学家组成的国际研究团队在《自然》杂志发表了一项新的研究。他们报告在对这片沉积物中的黏土和石英样本进行分析后,提取到了迄今为止最古老的环境DNA(eDNA)。
DNA能存在多久?显然,DNA不会永远存在。随着时间的推移,它会稳步衰退,衰减速度取决于周围的环境。过去有研究表明,在如深度冻结的永久冻土之类的环境条件下,DNA片段应该能保存超过100万年。2021年,一个科学家团队对从西伯利亚发现的3颗埋藏在永久冻土中的猛犸象牙齿进行了DNA分析,发现了长达百万年之久的古DNA。
Kap K?benhavn组的冰冻沉积物是保存古DNA的理想环境。新研究通过分析来自这片沉积物的样本,收获了新的惊喜:他们发现,这些样本中的DNA可以追溯到200多万年前,这刷新了之前保持的最古老DNA的记录,将时限再次往前推进了100万年。
研究人员的任务非常具有挑战性。首先,他们需要确定黏土和石英样本中是否隐藏着DNA。接着,他们需要确定该如何成功地从沉积物中分离出这些DNA以进行检测。通过DNA识别和比对,研究人员很快就将一些DNA片段归类为某些现代物种(如驯鹿、鹅、野兔和旅鼠)的祖先;还有一些则是植物的DNA痕迹,比如桦树、杨树,以及藻类和其他微生物。
最终,研究人员描绘出了一个完全不同于现代世界的生态系统,绘制出了一幅幅在200多万年前,生活在Kap K?benhavn组的植物、动物和微生物的DNA图谱。这项研究最令人兴奋之处不仅仅是发现了某个物种,而是它让科学家了解到,这些物种是如何在比现在温暖得多的史前生态系统中共存的。
了解这些信息对我们有着至关重要的意义,它有助于我们了解在变暖时期,生物的多样性可能受到怎样的影响,以及气候变暖又会如何推动生物的进化。