Посреди Южной Атлантики существует участок моря, почти лишенного жизни. Нет никаких птиц, немногих рыб, даже много планктона. Но исследователи сообщают, что они нашли похороненное сокровище под пустыми водами: древняя ДНК, скрытая в навозе морского дна, находящегося на 5 000 метров ниже волн.ДНК, от крошечных, одноклеточных морских существ, соответствовавших 32,500 лет назад, является первой, чтобы быть восстановленной от абиссальных равнин, глубоководные нижние части, покрывающие огромные протяжения Земли.
В отдельном открытии, изданном на этой неделе, другая исследовательская группа отчеты, чешущие ДНК планктона, этому до 11 400 лет от пола намного более мелкого Черного моря. Исследователи говорят, что способность восстановить такую старую ДНК от таких больших протяжений поверхности планеты могла помочь показать все от древнего климата до эволюционной экологии морей.«Мы были в состоянии показать, что глубокое море является крупнейшим давним архивом ДНК и главным окном для изучения прошлого биоразнообразия», пишет Педро Мартинес Арбизу, глубоководный биолог немецкого Центра Исследования Морского биоразнообразия в Вильгельмсхафене и автора статьи о южноатлантической ДНК в электронном письме.
Новые исследования «очень увлекательны», говорит микропалеонтолог Бриджит Уэйд из Лидсского университета в Соединенном Королевстве, не связанная с исследованием. До сих пор не было ясно, «как далеко назад своевременно Вы могли взять эти исследования ДНК. … Эти учеты говорят Вам новую информацию, не найденную в учете окаменелости».Южноатлантическая бригада пошла, ища ДНК в штепселях ила и глины, уговоренной из дна океана сотни километров от бразильского побережья.
Исследователи были после генофонда от двух связанных групп морских организмов, foraminifera и radiolarians. Оба являются одноклеточными, и оба включают много разновидностей с красивыми жемчужными раковинами, фоссилизирующими приятно, делая их любимой целью исследователей, изучающих доисторические океаны.Исследователи использовали специальные части ДНК, определенной для radiolarians и foraminifera для извлечения ДНК из тех групп. Тогда они упорядочили ДНК и сравнили результаты с известным foraminifera и radiolarian последовательностями ДНК.
Их анализ показал, что они нашли 169 foraminifera разновидностей и 21 radiolarian разновидность, многие из которых были неизвестны. К тому же, многие foraminifera разновидности принадлежали группам, не формирующим окаменелости, сообщают исследователи онлайн сегодня в Письмах о Биологии.
Работа показывает, что возможно проследить все разновидности, не только тех, которые фоссилизируют, говорит Ян Павловски, foraminifera специалист и один из авторов газеты, университета Женевы в Швейцарии. Результаты дают «нам абсолютно другое представление … [который] может открыть новое понимание того, что произошло в прошлом», он говорит. Например, он говорит, различные разновидности этих крошечных существ предпочитают различные водные температуры.
Таким образом, ДНК от похороненных отложений могла использоваться для прослеживания изобилия различных разновидностей в течение долгого времени, показывая изменения в океанской температуре.Вторая бригада посмотрела на ДНК, похороненную в полу Черного моря, которое было однажды гигантское озеро, но стало связанным со Средиземным морем примерно 9 000 лет назад, хотя дата обсуждена. Исследователи исследовали отложения от вод только 980 метров глубиной, который намного более мелок, чем абиссальная равнина.
Но проанализированные самые старые Черноморские слои были подобны тем на южноатлантическом месте: грязь в морском дне имела скудные суммы органического вещества и была выставлена кислороду, который, в теории, должен был сделать жестким очистить любую сохраненную ДНК.Это не сделало. Новый материал похоронил более старые слои, отключив их кислород, и более свежие Черноморские отложения не были выставлены кислороду вообще. Результатом была богатая находка древней ДНК от целых 2 700 разновидностей, включая зеленые водоросли, грибы, и dinoflagellates, тип одноклеточного водного существа.
Разнообразная коллекция позволила ученым отслеживать судьбу различных разновидностей в течение долгого времени как их ДНК, которой мигают в и из отложений.Один тип морского гриба, например, сначала появился в отложениях примерно 9 600 лет назад — точно, когда некоторые формы пресноводного планктона и пресноводной мидии исчезают, отчеты бригады на этой неделе в Продолжениях Национальной академии наук.
Это предполагает, что морские воды начали вторгаться в озеро примерно на 600 лет ранее, чем мысль. Бригада также нашла ДНК от формы морской морской водоросли в 9 300-летних отложениях, хотя морская водоросль не обнаруживается в учете окаменелости до 2500 лет назад, говорит молекулярный палеоэколог Марко Коолен Отверстия Древесины Океанографическое Учреждение в Массачусетсе и автор Черноморской газеты.Другие древние исследования ДНК были дискредитированы после того, как, предположительно, древний генофонд, оказалось, был современными загрязнителями, но те страхи не относятся к этому новому исследованию, говорит микропалеонтолог Михал Кучера из Бременского университета в Германии. Он говорит, что обе бригады сделали необходимые шаги для предотвращения загрязнения, и их результаты не похожи на загрязнители.
В результатах Писем о Биологии, например, ДНК от более старых отложений более ухудшена, чем материал от более свежего осадка — не, что Вы ожидали бы, была ли ДНК лабораторным безбилетником.Кучера и Уэйд похвалили оба исследования как прокладывание пути к использованию древней морской ДНК для освещения истории океана. Об открытии Куленом морских разновидностей, вторгающихся в Черное море ранее, чем, думали, «не что-то, что Вы видели от рассмотрения окаменелостей или свойств осадка», говорит Кучера.
Уэйд говорит, что это может быть возможно, как только исследователи могут идентифицировать ДНК разновидностей, предпочитающих определенные окружающие условия, для использования глубоководной ДНК для раскрытия изменений в климате. «Большая часть окружающей среды на Земле является морским глубоким океаном», включая область, где бригада Павловски нашла ДНК, говорит она. «Таким образом, это делает его очень захватывающим, что они смотрят в этой окружающей среде и находят ДНК».