El ADN más antiguo arroja luz sobre un ecosistema de 2 millones de años que no tiene paralelo moderno

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Un núcleo de sedimento de la edad de hielo del norte de Groenlandia ha producido las secuencias de ADN más antiguas del mundo.

El de 2 millones de años muestras de ADN reveló que la región polar, ahora en gran parte sin vida, alguna vez fue el hogar de una rica vida vegetal y animal, incluidos mamíferos parecidos a elefantes conocidos como mastodontes, renos, liebres, lemmings, gansos, abedules y álamos, según una nueva investigación publicada en la revista Nature el miércoles. .

La mezcla de árboles y animales templados y árticos sugirió un tipo de ecosistema previamente desconocido que no tiene un equivalente moderno: uno que podría actuar como una hoja de ruta genética sobre cómo las diferentes especies podrían adaptarse a un clima más cálido, encontraron los investigadores.

El hallazgo es el trabajo de científicos en Dinamarca que pudieron detectar y recuperar ADN ambiental (material genético arrojado al medio ambiente por todos los organismos vivos) en pequeñas cantidades de sedimento tomados de la Formación København, en la desembocadura de un fiordo en el Ártico. Océano en el punto más septentrional de Groenlandia, durante una expedición de 2006. (Groenlandia es un país autónomo dentro de Dinamarca).

Luego compararon los fragmentos de ADN con bibliotecas existentes de ADN recolectadas tanto de seres vivos como extintos. animales, plantas y microorganismos. El material genético reveló docenas de otras plantas y criaturas que no se habían detectado previamente en el sitio según lo que se sabe de los registros de fósiles y polen.

“Lo primero que nos asombró cuando miramos estos datos es obviamente, este mastodonte y su presencia tan al norte, que está bastante al norte de lo que conocíamos como su área de distribución natural”, dijo el coautor del estudio Mikkel Pedersen, profesor asistente en el Centro de Geogenética de la Fundación Lundbeck de la Universidad de Copenhague, en una conferencia de prensa. .

Rompe el récord anterior del ADN más antiguo del mundo, establecido por una investigación publicada el año pasado sobre material genético extraído del diente de un mamut que deambulaba por la estepa siberiana hace más de un millón de años, así como el récord anterior de ADN de sedimentos.

Si bien el ADN de huesos o dientes de animales puede arrojar luz sobre una especie individual, el ADN ambiental permitió a los científicos construir una imagen de un ecosistema completo, dijo el profesor Eske Willerslev, miembro del St John’s College de la Universidad de Cambridge y director de la Fundación Lundbeck. Centro de GeoGenética. En este caso, la comunidad ecológica que los investigadores reconstruyeron existió cuando las temperaturas tendrian entre 10 a 17 grados centigrados más cálido que Groenlandia en la actualidad.

“Solo se han encontrado unos pocos fósiles de plantas y animales en la región. Fue súper emocionante cuando recuperamos el ADN (para ver) ese ecosistema muy, muy diferente. La gente sabía por los macrofósiles que había árboles, algún tipo de bosque allá arriba, pero el ADN nos permitió identificar muchos más taxones (tipos de organismos vivos)”, dijo Willerslev, quien dirigió la investigación.

Los investigadores se sorprendieron al descubrir que cedros similares a los que se encuentran hoy en la Columbia Británica habrían crecido alguna vez en el Ártico junto con especies como el alerce, que ahora crecen en los confines más septentrionales del planeta. No encontraron ADN de carnívoros, pero creen que los depredadores, como osos, lobos o incluso tigres dientes de sable, deben haber estado presentes en el ecosistema.

Love Dalen, profesor del Centro de Paleogenética de la Universidad de Estocolmo, que trabajó en la investigación del ADN del diente de mamut. pero no participó en este estudio, dijo que el hallazgo innovador realmente «empujó el sobre» para el campo del ADN antiguo.

“¡Este es un documento verdaderamente asombroso!” dijo por correo electrónico. “Puede informarnos sobre la composición de los ecosistemas en diferentes momentos, lo cual es realmente importante para comprender cómo los cambios climáticos pasados ​​​​afectaron la biodiversidad a nivel de especies. Esto es algo que el ADN animal no puede hacer”.

“Además, los hallazgos de que varias especies templadas (como los parientes del abeto y el mastodonte) vivían en latitudes tan altas son excepcionalmente interesantes”, agregó.

Un primer plano de material orgánico en el depósito costero en la formación Kap København en el norte de Groenlandia.

Willerslev dijo que el estudio de 16 años fue el proyecto más largo de su tipo en el que él y la mayoría de su equipo de investigadores habían estado involucrados.

Extraer los fragmentos del código genético del sedimento requirió una gran cantidad de trabajo de detective científico y varios intentos minuciosos, después de que el equipo estableciera por primera vez que el ADN estaba oculto en la arcilla y el cuarzo en el sedimento y que podía separarse de él. El hecho de que el ADN se haya unido a las superficies minerales fue probablemente la razón por la que sobrevivió durante tanto tiempo, dijeron los investigadores.

“Revisamos estas muestras y fallamos y fallamos. Consiguieron el nombre en el laboratorio de la ‘maldición de la Formación København’”, dijo Willerslev.

El estudio adicional del ADN ambiental de este período de tiempo podría ayudar a los científicos a comprender cómo varios Los organismos pueden adaptarse al cambio climático.

“Es un clima que esperamos enfrentar en la Tierra debido al calentamiento global y nos da una idea de cómo responderá la naturaleza al aumento de las temperaturas”, explicó.

«Si logramos leer correctamente esta hoja de ruta, realmente contiene la clave de cómo los organismos pueden (adaptarse) y cómo podemos ayudar a los organismos a adaptarse a un clima que cambia muy rápido».

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