Miljö-DNA öppnar fönster till historiskt ekosystem

En grupp forskare har rekonstruerat delar av ett två miljoner år gammalt ekosystem ur DNA som isolerats ur sediment. Platsen är norra Grönland och sedimentet kommer från en hundra meter djup depå längst in i en fjord. Från DNA-sekvenserna som forskarna lyckats isolera och analysera, träder en lummig skog av björk, poppel och tuja fram. Skogen beboddes av harar, lämlar, renar och mammutar och i havet intill levde bland annat hästskokrabba och grönalger. Något motsvarande ekosystem finns inte på jorden idag.

Forskarna har analyserat miljö-DNA som inte kommer från en enskild organism utan från de spår som alla organismer lämnar efter sig i en miljö. Totalt fanns i sedimentet DNA-spår från flera hundra arter av både växter och djur. Studien är anmärkningsvärd på flera sätt. Aldrig har så gammalt DNA isolerats och analyserats. Avgörande för att det rekordet skulle slås är själva platsen för provtagningen där både is och mineraler i depån har skyddat DNA:t från att helt sönderfalla. Vissa mineraler, till exempel kvarts, har nämligen en yt-laddning som visat sig skydda DNA från de enzymer och reaktiva syreföreningar som annars sönderdelar det över tid. Genom att ”skala av” DNA på dessa mineraler kunde forskarna pussla ihop sekvenserna i fragmenten och jämföra med DNA från nu levande arter. 

Förutom den tekniska bedriften har forskarna bakom studien genererat ny kunskap om vilka arter som historiskt funnits i Arktis. Tidigare visste man till exempel inte att mammutar levt så långt norrut, och det enda fossila spåret av ett ryggradsdjur kom från en hare. Att ett så frodigt ekosystem fanns för två miljoner år sedan visar att inte hela Grönland täcktes av is vid den här tiden. Man uppskattar att medeltemperaturen här var hela 10 grader varmare än idag. Studien kan därmed leda till att starten för den epok som kallas Pleistocen, som kännetecknas av perioder då den norra delen av jordklotet täcktes av is, flyttas fram.

/Mia Olsson

Källor:

Kjær, K.H. et al. A 2-million-year-old ecosystem in Greenland uncovered by environmental DNA. Nature 612, 283–291 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05453-y

Lost world in northern Greenland conjured from DNA in ancient soil. Science News. 7 Dec 2022.