Oudste DNA ooit schetst beeld van volledig ecosysteem (dat intussen verloren is gegaan)
In het noorden van Groenland zijn DNA-stalen ontdekt die 2 miljoen jaar oud zijn, maar liefst 800.000 jaar ouder dan de vorige recordhouder. Het DNA schetst een beeld van een uniek prehistorisch ecosysteem dat door de jaren heen grote temperatuurstijgingen doormaakte. De onderzoekers hopen dat hun vondst ons iets kan leren over hoe planten en dieren de huidige klimaatverandering kunnen overleven.
Stel je voor dat je een foto zou kunnen nemen van een prehistorisch bos, ergens aan een baai 2 miljoen jaar geleden. Een ecosysteem dat je nu nergens meer terugvindt, met op het land uitgestrekte naaldwouden en in het ondiepe zeewater kleurige koralen. Welke dieren en planten zou je op die foto kunnen zien? En wat zouden die ons leren over onze eigen toekomst?
Die opwindende oefening maakte een team van veertig professoren en wetenschappers uit Denemarken, het Verenigd Koninkrijk, Frankrijk, Zweden, Noorwegen, de VS en Duitsland. Niet met een fotoapparaat, maar met de nieuwste DNA-technieken.
Ze analyseerden 41 minuscule DNA-staaltjes die in 2006 verzameld werden aan een ondiepe fjord in het meest noordelijke topje van Groenland. Die staaltjes, niet meer dan enkele miljoensten van een millimeter, zaten al twee miljoen jaar lang besloten in afzettingen van de København-rotsformatie.
“Het prehistorische DNA lag diep begraven onder sedimenten die tweeduizend jaar konden opbouwen”, legt de geneticus Kurt Kjær uit, die het onderzoek leidde. “Dat sediment bleef eerst bewaard in ijs en permafrost en werd, belangrijk, twee miljoen jaar lang niet verstoord door de mens.”
Het zijn de oudste DNA-stalen die ooit zijn geanalyseerd. Ze zijn maar liefst 800.000 jaar ouder dan de vorige recordhouder, DNA dat gewonnen werd uit de botten van een Siberische mammoet.
Uniek ecosysteem
In 2006 was de technologie echter nog niet ver genoeg gevorderd om de informatie uit te lezen die in de fragmentjes besloten lag. Vandaag, 16 jaar later, is ze dat wel.
“DNA wordt snel afgebroken, maar onder de juiste omstandigheden is het mogelijk om verder terug te gaan in de tijd dan we ooit voor mogelijk hebben gehouden”, zegt professor Eske Willerslev, ook een geneticus.
De onderzoekers legden de staaltjes, die besloten zaten in kwarts en klei, naast een DNA-bibliotheek van hedendaagse dieren- en plantensoorten.
Méér soorten lijken zich te kunnen aanpassen aan sterk variërende temperaturen dan we dachten. Maar de huidige klimaatopwarming gaat zo snel dat planten en dieren de tijd niet krijgen
Ze ontdekten DNA-sporen van een heleboel dieren en planten, een heel ecosysteem dat je met geen enkel ander bestaand ecosysteem kan vergelijken. Dat ecosysteem was een mix van boreaal naaldwoud, berken en populieren, dat bewoond werd door rendieren, hazen en lemmingen. En mammoeten, waarvan voordien gedacht was dat ze niet zo noordelijk voorkwamen. De zee werd dan weer bevolkt door een mix van zuidelijke en arctische dieren en algen.
Ze vonden ook sporen terug van de voorvaders van hedendaagse planten en dieren, en zelfs van families van organismen die we vandaag niet meer kennen.
Opvallende afwezige op de “foto”: roofdieren. Waarschijnlijk, denken de onderzoekers, omdat die gewoon met veel minder waren dan de planteneters. Daardoor lieten ze na hun dood ook minder biomassa achter, en dus ook minder DNA-sporen.
Klimaatverandering
De onderzoekers hopen dat de DNA-foto hen iets kan leren over de toekomst van onze planeet. Twee miljoen jaar geleden was het noorden van Groenland immers 10 tot 17 graden warmer dan het vandaag is. De regio maakte dus sterke temperatuurschommelingen door.
“Het klimaat van toen lijkt wat op het klimaat dat we op onze planeet verwachten door de klimaatverandering”, legt professor Mikkel W. Pedersen uit, geogeneticus en co-auteur van de paper die vandaag verschijnt in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.
“In welke mate zullen soorten zich kunnen aanpassen aan significante temperatuurstijgingen? Dat is een van de sleutelvragen. Onze data suggereren dat méér soorten zich kunnen aanpassen aan sterk variërende temperaturen dan we voordien dachten. Maar, en dat is cruciaal: onze resultaten tonen ook dat ze daar de tijd voor moeten krijgen. De huidige klimaatopwarming gaat zo snel dat organismen en soorten die tijd niet krijgen. Voor sommige planten en dieren dreigt de uitsterving aan de horizon.”
Professor Kjær hoopt dat de prehistorische DNA-foto ook oplossingen kan bieden. “Met genetische manipulatie zouden we de strategie kunnen kopiëren die planten en bomen twee miljoen jaar geleden hebben ontwikkeld om te overleven in een klimaat met temperatuurstijgingen. Zo zouden we kunnen voorkomen dat sommige soorten uitsterven.”