Forskere afslører et meget rigere billede af fortiden med ny DNA-gendannelsesteknik

Forskere ved McMaster University har udviklet en ny teknik til at drille gammelt DNA fra jord, trækker genomerne fra hundredvis af dyr og tusindvis af planter - mange af dem for længst uddøde - fra mindre end et gram sediment.

DNA-ekstraktionsmetoden, beskrevet i journalen Kvarternær forskning , giver videnskabsmænd mulighed for at rekonstruere det mest avancerede billede nogensinde af miljøer, der eksisterede for tusinder af år siden.

Forskerne analyserede permafrostprøver fra fire steder i Yukon, hver repræsenterer forskellige punkter i Pleistocæn-Halocæn overgangen, som fandt sted omkring 11. 000 år siden.

Denne overgang omfattede udryddelsen af ​​et stort antal dyrearter såsom mammutter, mastodonter og jorddovendyr, og den nye proces har givet nogle overraskende nye oplysninger om den måde, begivenhederne udspillede sig på, siger forskerne. De foreslår, for eksempel, at den uldne mammut overlevede langt længere end først antaget.

I Yukon-prøverne, de fandt de genetiske rester af en lang række dyr, inklusive mammutter, heste, bison, rensdyr og tusindvis af sorter af planter, alt fra så lidt som 0,2 gram sediment.

Forskerne fastslog, at uldne mammutter og heste sandsynligvis stadig var til stede i Yukons Klondike-region så sent som 9. 700 år siden, tusinder af år senere end tidligere forskning ved hjælp af forstenede rester havde foreslået.

"At et par gram jord indeholder DNA fra kæmpe uddøde dyr og planter fra en anden tid og et andet sted, gør det muligt for en ny slags detektivarbejde at afdække vores frosne fortid, " siger evolutionær genetiker Hendrik Poinar, en hovedforfatter på papiret og direktør for McMaster Ancient DNA Center. "Denne forskning giver os mulighed for at maksimere DNA-retention og finjustere vores forståelse af forandring gennem tiden, som omfatter klimabegivenheder og menneskelige migrationsmønstre, uden bevarede rester."

Teknikken løser et langvarigt problem for forskere, som skal adskille DNA fra andre stoffer blandet med sediment. Processen har typisk krævet barske behandlinger, der faktisk ødelagde meget af det brugbare DNA, de ledte efter. Men ved at bruge den nye kombination af udvindingsstrategier, McMaster-forskerne har vist, at det er muligt at bevare meget mere DNA end nogensinde.

"Alt DNA fra disse dyr og planter er bundet i en lille smule snavs, " forklarer Tyler Murchie, en ph.d. kandidat i Institut for Antropologi og hovedforfatter på undersøgelsen.

"Organismer udskiller konstant celler gennem hele deres liv. Mennesker, for eksempel, smide omkring en halv milliard hudceller hver dag. Meget af dette genetiske materiale nedbrydes hurtigt, men en lille del er beskyttet i årtusinder gennem sedimentær mineralbinding og er derude og venter på, at vi kommer os og studerer den. Nu, vi kan udføre noget bemærkelsesværdig forskning ved at genvinde en enorm mangfoldighed af miljø-DNA fra meget små mængder af sediment, og i totalt fravær af overlevende biologiske væv."