Επιστημονική ανακάλυψη : DNA χρονολογίας πάνω από 1.000.000 ετών βρέθηκε στη Σιβηρία

Ένα δόντι από ένα μαμούθ που περιπλανήθηκε στη στέπα της Σιβηρίας πριν από ένα εκατομμύριο χρόνια, απέδωσε την παλαιότερη ακολουθία DNA στον κόσμο. Είναι η πρώτη φορά που DNA έχει ανακτηθεί από ζώo και μετρά σε χρόνια τουλάχιστον πάνω από 1.000.000.

Προηγουμένως, το πιο αρχαίο δείγμα DNA προήλθε από ένα άλογο που έζησε πριν από 560.000 έως 780.000 χρόνια.

Οι πληροφορίες που ανακτώνται από αυτόν τον γίγαντα της Εποχής των Παγετώνων αποκαλύπτουν πώς τα μαμούθ εξελίχθηκαν και προσαρμόστηκαν στη ζωή σε κρύο κλίμα. Μπορεί επίσης να δείξει ένα προηγουμένως άγνωστο είδος μαμούθ.

Πορίσματα DNA

«Αυτό το DNA είναι απίστευτα παλιό. Τα δείγματα είναι χίλιες φορές παλαιότερα από τα απομεινάρια των Βίκινγκς και ακόμη και πριν από την ύπαρξη των Νεάντερταλ», δήλωσε ο Love Dalen, καθηγητής της εξελικτικής γενετικής στο Κέντρο Παλαιογενετικής στη Στοκχόλμη.

Μια διεθνής ομάδα ερευνητών μπόρεσε να απομονώσει το DNA από γομφίους από τρία ξεχωριστά μαμούθ που συνελέχθησαν στη Σιβηρία τη δεκαετία του 1970.

Χρονολόγησαν τα δόντια χρησιμοποιώντας γεωλογικά δεδομένα και αναλύοντας το DNA. Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature την Τετάρτη.

Το παλαιότερο δόντι μαμούθ χρονολογείται μεταξύ 1,2 εκατομμυρίων και 1,65 εκατομμυρίων ετών πριν.

Επιστημονικές μέθοδοι

Η νεότερη εκτίμηση προέρχεται από μια μέθοδο γνωστή ως βιοστρωματογραφία, όπου οι επιστήμονες αξιολογούν την παρουσία μικρών τρωκτικών που βρίσκονται στα στρώματα του ιζήματος – είδη που υπήρχαν μόνο σε συγκεκριμένες χρονικές περιόδους.

Μέτρησαν επίσης αυτό που ονομάζεται παλαιομαγνητισμός βράχου και ιζημάτων στην περιοχή. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί τον προσανατολισμό του μαγνητικού πεδίου της Γης, ο οποίος έχει αλλάξει με την πάροδο του χρόνου και αφήνει ίχνη σε μαγνητικά ορυκτά στον βράχο. Η παλαιότερη εκτίμηση προέρχεται από το γονιδίωμα που ανέκαμψαν οι ερευνητές.

«Θα μπορούσαν να υπάρχουν διάφοροι λόγοι για τους οποίους αυτές οι εκτιμήσεις διαφέρουν. Για παράδειγμα, ίσως το δείγμα Krestovka προήλθε αρχικά από ένα παλαιότερο στρώμα, αλλά είχε κάποια στιγμή διαβρωθεί και στη συνέχεια επανατοποθετήθηκε σε ένα νεότερο στρώμα», δήλωσε ο Dalen.

«Εναλλακτικά και κατά την άποψή μας πιο πιθανό, ο εκτιμώμενος ρυθμός μοριακού ρολογιού μας να είναι λίγο μακριά», είπε, υποδηλώνοντας ότι ο προσδιορισμός της ημερομηνίας δεν είναι ακριβής επιστήμη.

«Σε κάθε περίπτωση και οι δύο αυτοί τύποι αναλύσεων χρονολογίας δείχνουν ηλικία άνω του 1 εκατομμυρίου ετών».

A tooth from a mammoth that roamed the Siberian steppe more than a million years ago has yielded the world’s oldest DNA sequence https://t.co/2NDRnBtviU

— CNN (@CNN) February 21, 2021

Γενεαλογικό πόρισμα και διαφορετικά είδη

Ονομάστηκε το μαμούθ Krestovka αφού βρέθηκε, η έρευνα έδειξε ότι αυτός ο συγκεκριμένος τύπος μαμούθ αποκλίνει από άλλα μαμούθ της Σιβηρίας πριν από περισσότερα από 2 εκατομμύρια χρόνια.

«Αυτό μας προξένησε πλήρη έκπληξη. Όλες οι προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι υπήρχε μόνο ένα είδος μαμούθ στη Σιβηρία εκείνη την εποχή, που ονομάζεται μαμούθ στέπας», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Tom van der Valk, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Σουηδικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας.

Είπε ότι η ανάλυση DNA τους έδειξε ότι υπάρχουν δύο διαφορετικές γενετικές γενεαλογίες και μπορεί να αντιπροσωπεύουν διαφορετικά είδη.

Πιστεύουν επίσης ότι ήταν μαμούθ που ανήκαν σε αυτήν την προηγουμένως άγνωστη γενεαλογία που αποίκησε τη Βόρεια Αμερική περίπου 1,5 εκατομμύριο χρόνια πριν.

Το δεύτερο παλαιότερο μαμούθ έζησε πριν από 1,34 εκατομμύρια χρόνια και ανήκε σε έναν πληθυσμό που ήταν οι πρόγονοι του μαλλιαρού μαμούθ, το τελευταίο μαμούθ που εξαφανίστηκε πριν από περίπου 5.000 χρόνια.

Συγκρίνουν το γονιδίωμά του με ένα μαλλιαρό μαμούθ που έζησε περίπου 700.000 χρόνια πριν και μερικά που έζησαν λίγο πριν εξαφανιστούν.

Η ανάλυσή τους έδειξε ότι τα χαρακτηριστικά που σχετίζονται με τη ζωή στην Αρκτική – ανάπτυξη μαλλιών, αποθέσεις λίπους και ανοχή στο κρύο – υπήρχαν ήδη περισσότερα από ένα εκατομμύριο χρόνια πριν και θα είχαν εξελιχθεί αργά και σταδιακά με την πάροδο του χρόνου.

Το νεότερο δείγμα που βρήκαν και αποκωδικοποίησαν ήταν από ένα δόντι μιας πρώιμης μορφής μαλλιαρού μαμούθ που έζησε περισσότερα από 680.000 χρόνια πριν.

DNA σε αποσύνθεση

Ενώ το παγωμένο έδαφος είχε βοηθήσει στη διατήρηση του DNA, ήταν ακόμη πολύ δύσκολο να εξαχθεί από τα δείγματα, ανέφεραν οι ερευνητές.

Το DNA είχε υποβαθμιστεί σε πολύ μικρά θραύσματα που οι ερευνητές συγκρίνουν με ένα παζλ με περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο κομμάτια.

Για να επιταχύνουν τη διαδικασία, χρησιμοποίησαν ένα λεπτομερές γονιδίωμα από έναν ζωντανό αφρικανικό ελέφαντα, ο οποίος ενήργησε λίγο σαν το καπάκι ενός παζλ.

«Συνήθως βοηθά να έχουμε ένα κάλυμμα ενός κουτιού για να γλιστρήσουμε και έτσι χρησιμοποιούμε το γονιδίωμα αναφοράς του ελέφαντα», δήλωσε ο Dalen.

Η δυνατότητα εξαγωγής και ανάλυσης DNA εκατομμυρίων ετών θα μπορούσε να επιτρέψει στους επιστήμονες να παρακολουθούν την προέλευση και την εξέλιξη πολλών διαφορετικών ειδών, συμπεριλαμβανομένου και του δικού μας.

Permafrost

Θεωρητικά, οι ερευνητές δήλωσαν ότι είναι δυνατόν να εξαχθεί DNA από δείγματα ηλικίας 2,6 εκατομμυρίων ετών. Αυτή είναι η εποχή του πρώτου permafrost – παγωμένου εδάφους, που παραμένει παγωμένο όλο το χρόνο και βοηθά να σταματήσει το DNA από την πλήρη αλλοίωση.

Είναι απίθανο ότι το αρχαίο DNA θα μπορούσε να διατηρηθεί τόσο καλά εκτός των περιοχών αυτών, είπε.

Το permafrost είναι ένα στρώμα εδάφους που ξεπαγώνει το καλοκαίρι – μερικές φορές αποκαλύπτει οργανισμούς όπως ένα καλά συντηρημένο μαμούθ και άλλα αρχαία κελύφη πλασμάτων της Εποχής των Παγετώνων, όπως αρκούδες σπηλιάς και μαλλιαρούς ρινόκερους.

Τις τελευταίες δεκαετίες, αυτή η «εποχή απόψυξης» έχει ενταθεί περισσότερο ως αποτέλεσμα της κλιματικής αλλαγής, δήλωσε ο Dalen, με την περιοχή να θερμαίνεται δύο φορές πιο γρήγορα από άλλα μέρη του πλανήτη. Αυτό είχε οδηγήσει σε αύξηση του αριθμού των αρχαίων ευρημάτων.