Простые ложки почвы, извлеченные из вечной мерзлоты Канады, открывают огромные окна в древнюю жизнь на Юконе, раскрывая новую богатую информацию и переписывая прежние представления о динамике вымирания, датах и выживании мегафауны, такой как мамонты, лошади и другие долгоживущие потерянные формы жизни.
В новой статье, опубликованной в журнале Nature Communications, исследователи из Университета Макмастера, Университета Альберты, Американского музея естественной истории и правительства Юкона представляют 30 000-летнюю ДНК-запись прошлых сред, взятые из отложений вечной мерзлоты с керном, извлеченных из района Клондайк в центральном Юконе.
Исследователи использовали технологию захвата-обогащения ДНК, разработанную в Макмастере, чтобы изолировать и воссоздать в мельчайших деталях меняющиеся сообщества животных и растений в разные моменты времени во время перехода от плейстоцена к голоцену, нестабильного климатического периода 11 000-14 гг., 000 лет назад, когда исчез ряд крупных видов, таких как мамонты, мастодонты и саблезубые кошки.
Они реконструировали древние экосистемы, используя крошечные образцы почвы, которые содержат миллиарды микроскопических геномных последовательностей видов животных и растений.
Анализ показывает, что мамонты и лошади уже находились в резком упадке до климатической нестабильности, но они не исчезли сразу же из-за чрезмерной охоты человека, как считалось ранее. На самом деле данные ДНК показывают, что и шерстистый мамонт, и североамериканская лошадь существовали до недавнего времени, 5000 лет назад, что привело их к середине голоцена, интервалу, начавшемуся примерно 11000 лет назад, в котором мы живем сегодня.
В течение раннего голоцена окружающая среда Юкона продолжала претерпевать массовые изменения. Раньше богатые пастбища - «Мамонтова степь» - были заселены кустарниками и мхами, видами, которые больше не сдерживались большими пасущимися стадами мамонтов, лошадей и бизонов. Сегодня пастбища в северной части Северной Америки не процветают, отчасти потому, что не существует мегафауны «инженеров-экологов», которые управляли бы ими.
«Многочисленные данные дают уникальное представление о динамике популяций мегафуаны и вносят нюансы в дискуссию об их исчезновении за счет более тонких реконструкций прошлых экосистем», - говорит генетик-эволюционист Хендрик Пойнар, ведущий автор статьи и директор исследовательского центра. Центр древней ДНК Макмастера.
Эта работа основана на предыдущих исследованиях ученых Макмастера, которые определили, что шерстистые мамонты и североамериканские лошади, вероятно, обитали на Юконе примерно 9 700 лет назад. С тех пор более совершенные методы и дальнейшие исследования усовершенствовали более ранний анализ и приблизили дату еще ближе к современности.
«Теперь, когда у нас есть эти технологии, мы понимаем, как много информации об истории жизни хранится в вечной мерзлоте», - объясняет Тайлер Мерчи, исследователь с докторской степенью в Департаменте антропологии Макмастера и ведущий автор исследования.
«Объем генетических данных в вечной мерзлоте довольно огромен и действительно позволяет масштабировать экосистему и эволюционную реконструкцию, которая не имеет себе равных с другими методами на сегодняшний день», - говорит он.
«Хотя мамонты ушли навсегда, лошадей нет», - говорит Росс Макфи из Американского музея естественной истории, еще один соавтор. «Лошадь, которая жила на Юконе 5000 лет назад, напрямую связана с современным видом лошадей, Equus caballus. Биологически это делает лошадь коренным североамериканским млекопитающим, и с ней следует обращаться соответственно».
Ученые также подчеркивают необходимость сбора и архивирования большего количества образцов вечной мерзлоты, которые рискуют быть потерянными навсегда по мере потепления в Арктике.