Die älteste bisher sequenzierte DNA zeigt Mastodons, die einst das wärmere Grönland durchstreiften

Wenn einmal gebildetes Gewebe in einer kalten, trockenen Umgebung aufbewahrt wird, können DNA-Fragmente Hunderttausende von Jahren überleben. Tatsächlich muss die DNA nicht im Gewebe verbleiben. Wir waren in der Lage, die DNA zu bekommen aus dem Boden aus zuvor bewohnten Umgebungen. Die DNA wird beschädigt und zerbricht in winzige Stücke, aber es reicht aus, um die DNA-Sequenzierung zu ermöglichen und uns zu sagen, welche Arten dort vorher gelebt haben.

In einer beeindruckenden Demonstration, wie gut das funktioniert, erhielten die Forscher DNA aus Sedimenten, die seit etwa zwei Millionen Jahren in Grönland konserviert waren. Die Sedimente stammen jedoch aus einer relativ warmen Zeit in der Vergangenheit Grönlands und offenbaren ein ganzes Ökosystem, das einst die Nordküste des Landes bevölkerte.

Grönland ist anders

In den letzten Millionen Jahren hatten die Eiszyklen der Erde relativ kurze Warmzeiten, die nicht genügend Temperaturen erreichten, um die großen Eisschilde in den Polarregionen auszulöschen. Aber vor dieser Zeit waren die Zyklen kürzer, die Warmzeiten länger und es gab Zeiten, in denen die Eisschilde deutlich zurückgingen. Es wird geschätzt, dass die Tiefsttemperaturen in Nordgrönland um diese Zeit etwa 10 Grad Celsius wärmer waren als heute.

Während dieser Zeit wurde eine Gruppe von Sedimenten namens Cap Copenhaven Formation in einer wahrscheinlich Mündungsumgebung abgelagert. Einige der Schichten dieses Sediments sind wahrscheinlich Sedimente, die aus einer terrestrischen Umgebung in das Gebiet gespült wurden, und die anderen Schichten sind sandig und wahrscheinlich von Salzwasser abgelagert.

Studien dieser Sedimente haben Pollen von verschiedenen Pflanzenarten und eine Handvoll Tierfossilien gefunden. Diese weisen darauf hin, dass es in diesem ehemaligen Ökosystem mehr Arten gab als derzeit in Nordgrönland, aber es ist unklar, wie repräsentativ die Funde sind. Pollen können zum Beispiel lange Strecken zurücklegen, und nur ein kleiner Bruchteil der Tiere wird wahrscheinlich erhalten bleiben.

Daher beschloss ein großes internationales Team herauszufinden, ob sie mithilfe von Umwelt-DNA mehr über das Ökosystem erfahren könnten. Während Grönland nach diesen Ablagerungen noch einige Zeit warm blieb, war es nur relativ warm; Die Wintertiefs lagen noch unter dem Gefrierpunkt. Und für Hunderttausende von Jahren war die Region im Allgemeinen so kalt, wie man es von einem Gebiet nahe der Grenze zwischen dem Atlantischen und dem Arktischen Ozean erwarten würde.

Die Forscher versuchten dann, das Alter dieser Ablagerungen herauszufinden. Basierend auf der Magnetfeldumkehr, die während der Platzierung der Cap Copenhaven-Formation auftrat, schlussfolgern sie, dass sie vor 1,9 bis 2,1 Millionen Jahren abgelagert wurde – ziemlich nahe an der früheren Schätzung von 2,4 Millionen Jahren. Dann steckten sie dieses Alter und die lokalen klimatischen Bedingungen in ein Programm, das abschätzte, wie viel Schaden ihre DNA ansammeln sollte. Dies deutet darauf hin, dass es nur einen Bruchteil des Schadens geben muss, der der DNA im wärmeren Klima zugefügt worden wäre – der Schaden wäre wahrscheinlich um mehr als das 700-fache reduziert worden.

Die Forscher argumentieren, dass die Mineralien im Sediment mit der DNA interagieren, sie aus der Lösung ziehen und sie vor Umweltenzymen schützen.