До последнего времени самая «старая» расшифрованная древняя ДНК была извлечена из коренного зуба мамонта возрастом около миллиона лет, сохранившегося в вечной мерзлоте Сибири. И вот этот рекорд побит: международной группе ученых удалось изучить ДНК, сохранившуюся в отложениях возрастом около двух миллионов лет, и узнать больше о животном мире древней Гренландии
В эпоху позднего плиоцена – раннего плейстоцена (3,6−0,8 млн лет назад) климат Земли был гораздо мягче, со среднегодовыми температурами примерно на 11–19 ° выше современных. Но биологические сообщества, населявшие в это время Арктику, практически не изучены, так как находки хорошо сохранившихся окаменелостей здесь очень редки.
Современное побережье Гренландии простирается примерно от 60° до 83° северной широты и включает субарктический и арктический географические пояса. В северной части Гренландии на полуострове Земля Пири, где сейчас – арктическая пустыня, находится геологическая формация Кап-Копенгаген. Ученые еще в 2006 г. собрали образцы из ее отложений, сформировавшихся около 2 млн лет назад.
С тех пор исследователи пытались извлечь и секвенировать («прочитать» последовательности) древней ДНК, сохранившейся в этих отложениях. И по мере того, как методы работы с такими образцами совершенствовались, у них начало получаться.
Ранее в образцах из формации Кап-Копенгаген уже удалось обнаружить сохранившиеся останки насекомых и более крупные окаменелости, по которым удалось частично реконструировать состав древних сообществ. Так, было установлено наличие хвойных бореальных лесов, из позвоночных животных – представителей зайцеобразных, а также насекомых – жуков-навозников Aphodius, которые живут в экскрементах млекопитающих.
Но ученые были уверены, что биоразнообразие древней Гренландии было гораздо больше. Известно, что в арктической Канаде сохранились окаменелости млекопитающих возрастом примерно 3,4 млн лет: медведей, бобров, собачьих и даже арктического гигантского верблюда! Все эти виды могли проникнуть и в Гренландию, если в то время существовала возможность переправиться через пролив Нэрса до того, как оледенение в конце плейстоцена ее изолировало.
Когда ученым наконец удалось успешно проанализировать последовательности древней ДНК из осадочных пород Кап-Копенгагена, они сопоставили их с базами данных геномов современных растений и животных. И оказалось, что в древней Гренландии произрастали представители по крайней мере 102 родов растений – в пять раз больше, чем было установлено ранее.
Согласно новым данным, там существовала открытая бореальная лесная экосистема со смешанными лесами из тополя, березы и туи, которые сейчас обычно встречаются в гораздо более низких широтах, под пологом которых росли разнообразные арктические и бореальные кустарники и травы. Около 40% этих растений в современной Гренландии не растут, но встречаются в Северной Америке, причем в более теплых условиях, чем на любой широте острова. И эти результаты вполне соответствовали климату раннего плейстоцена Северной Гренландии, который очень отличался от современного: более высокие температуры и низкие концентрации CO2 в атмосфере сочетались с арктическим световым днем.
Животный мир Кап-Копенгагена также оказался разнообразен: ученые обнаружили ДНК северных оленей и мастодонтов – вымерших родственников слонов; зайцев, грызунов и черных гусей (точнее, предков их современных и позднеплейстоценовых родственников). Все идентифицированные таксоны позвоночных оказались травоядными, что соответствует представлению о значительно большей биомассе таких животных по сравнению с хищниками. Также была обнаружена ДНК рифообразующего коралла и нескольких членистоногих, похожих на муравьев и блох, а также мечехвостов – древнейших морских членистоногих.
Реконструированная на основе анализа древней ДНК экосистема представляет собой смесь современных бореальных и арктических таксонов и не имеет современных аналогов.
Результаты этой работы – наглядная демонстрация того, как с помощью генетических исследований можно изучать экологию и эволюцию биологических сообществ, существовавших два миллиона лет назад. Такие подробные «записи» древней ДНК флоры и фауны могли сохраниться и в других местах, и если их восстановить, то мы сможем лучше понять, как изменялся климат и как эти изменения отражались на живом мире в то время, когда в высоких широтах Арктики под тополями и туями бродили мастодонты.
Фото: https://www.grida.no, https://commons.wikimedia.org, https://commons.wikimedia.org
