CAMBIO CLIMÁTICO

El ADN antiguo sugiere que los mamuts vagaron por la Tierra más tarde de lo que se pensaba

En 2010, un equipo recolectó pequeños núcleos de depósitos de permafrost. universidad de alberta desde mina de oro En la región de Klondike del alto Yukón.Se mantuvieron en cámaras frigoríficas hasta que los paleogenéticos Centro de ADN antiguo McMaster Aplicar nuevas técnicas de genómica para comprender mejor Extinción global de megafauna que alcanzó su punto máximo en América del Norte hace unos 12.700 años.

Estas pequeñas muestras de sedimentos contienen grandes cantidades de ADN ambiental antiguo de innumerables plantas y animales que han vivido en estos entornos durante miles de años.Estos microfósiles genéticos se derivan de todos los componentes de los ecosistemas, incluidas bacterias, hongos, plantas y animales, y sirven como cápsulas del tiempo para ecosistemas perdidos hace mucho tiempo, como Pradera de mamut, desapareció hace unos 13.000 años.

¿Cómo exactamente estos ecosistemas se reorganizaron tan dramáticamente y por qué los animales grandes parecen ser los más afectados por este cambio? Un área activa de debate científico desde el siglo XVIII.

Ahora podemos usar el ADN ambiental para ayudar a llenar los vacíos que provocaron este debate.

ADN antiguo, tecnología de punta

Las bacterias, los hongos y el ADN no reconocido constituyen más del 99,99 % de las muestras ambientales. En nuestro caso, queríamos una forma de recuperar selectivamente fracciones más pequeñas de ADN antiguo de plantas y animales, lo que nos ayudaría a comprender mejor el colapso del ecosistema de la pradera gigantesca.

para mi investigación de doctorado, soy parte de un equipo que desarrolló un Una nueva técnica para extraer, aislar, secuenciar e identificar pequeños fragmentos de ADN antiguo de los sedimentos.

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Analizamos estos fragmentos de ADN para rastrear los cambios en las plantas y los animales que han vivido en el Yukón central durante los últimos 30.000 años. encontramos evidencia Debido a la supervivencia tardía de mamuts lanudos y caballos en la región de Klondike, unos 3000 años más tarde de lo esperado.

Entonces nosotros Ampliar nuestro análisis Incluye 21 núcleos de permafrost recolectados previamente en cuatro sitios en la región de Klondike hace entre 4000 y 30 000 años.

Usando la tecnología actual, no solo podemos identificar de qué organismos proviene un conjunto de microfósiles genéticos.pero nosotros También se puede volver a montar Estos fragmentos van a los genomas para estudiar su historia evolutiva, solo a partir de sedimentos.

Una síntesis de evidencia genética y fósil
Síntesis de huesos antiguos, ADN ambiental antiguo y sitios arqueológicos en Yukón y Alaska.
(Taylor J. Murch)

grandes cambios ambientales

Esta La transición Pleistoceno-Holoceno, que ocurrió hace unos 11.700 años, Este es un momento de gran cambio global.existe Beringia oriental (antiguo puente terrestre de Eurasia y regiones sin glaciares de Yukón y Alaska), este período fue testigo Bioma de estepa de mamut y reemplazar gradualmente Bosque de coníferas como lo conocemos hoy.

Esto condujo a la pérdida de herbívoros gigantes icónicos de la Edad de Hielo, como mamut, caballo yukón, y pradera de bisontesy depredadores como gato machete americano y León,etc.

Hemos encontrado ADN ambiental antiguo de varias especies de fauna antigua, Incluye mamuts, caballos, bisontes de pradera, caribúes, roedores, pájaros y muchos otros animales..

También pudimos observar cómo cambiaron los ecosistemas con el surgimiento de arbustos leñosos hace unos 13.500 años, y cómo esto se correlacionó con la disminución del ADN en mamuts, caballos y bisontes de pradera. Con este rico conjunto de datos, observamos cuatro hallazgos principales.

  1. Las señales son sorprendentemente consistentes en todos los sitios, lo que sugiere que nuestros datos son representativos de las tendencias ecológicas en la región.

  2. ADN de mamut en Calentamiento de Bølling – Allerød, un período cálido al final de la última edad de hielo, lo que sugiere que las pérdidas de megafauna pueden haber sido escalonadas.

  3. Forbs (plantas herbáceas con flores) Junto con los pastos, forman una parte importante del ecosistema de las praderas gigantes.

  4. Después de hasta 7.000 años después de que los mamuts y los caballos Yukón desaparecieran del registro fósil, hay una señal consistente de que continuaron en el Holoceno.

Comparación de genomas equinos reconstruidos a partir de sedimentos y huesos
El árbol evolutivo muestra las posiciones y relaciones de los caballos y sus parientes, así como los genomas reconstruidos a partir de esqueletos y sedimentos.
(Taylor J. Murch), Autor proporcionado

Cuando se combinan con otros registros, nuestras reconstrucciones genéticas sugieren que la transición desde la última edad de hielo puede haber sido más larga de lo que sugerirían los huesos fechados por sí solos.

Por ejemplo, las poblaciones locales de mamuts pueden haber disminuido miles de años antes que otra megafauna, lo que puede ser consistente con la primera Evidencia controvertida humanos en la zona. más lejos, Los animales que pastan en las praderas pueden haber existido durante miles de años en refugios (hábitats que sustentan la existencia de poblaciones aisladas), a pesar de las circunstancias cambiantes.

mamut lanudo y humano

Nuestros datos sugieren que los caballos y los mamuts lanudos pueden haber estado presentes en el Klondike hasta hace unos 9.000 años, y posiblemente incluso hace tan solo 5.700 años, más tiempo que su supuesta desaparición. Registro fósil local de hace 7000 añosSin embargo, para El ADN ambiental antiguo sobrevive a la erosión y la redeposición, que puede mezclar señales genéticas de diferentes períodos y requiere cierto grado de cautela en nuestra interpretación.

Hasta hace poco, no había evidencia de que los mamuts sobrevivieran hasta mediados del Holoceno.Pero ahora la investigación muestra que los mamuts sobrevivieron hasta 5,500 y 4,000 En una isla ártica hace unos años.

investigadores en Centro de Geogenética de Copenhague Evidencia de supervivencia tardía de caballos y mamuts encontrada recientemente en Alaska hace 7900 añosTambién encontraron evidencia de mamuts que vivieron en Siberia hace 3.900 años. rinoceronte lanudo al menos hace 9.800 años.

Bisonte de la pradera, que se creía desaparecido, reemplazado por bisonte americano Durante el Pleistoceno, también se descubrió que sobrevivieron incluso recientemente. hace 400 años.Podemos observar La existencia de distintos linajes genéticos de mamuts y bisontes de pradera. En las mismas muestras de sedimentos, esto sugiere que puede haber diferentes poblaciones de estos animales viviendo en la misma área.

La creciente evidencia sugiere que mucha megafauna de la Edad de Hielo probablemente sobrevivió a la historia humana registrada, en Edad de Bronce Cuando los constructores se comprometen a Pirámides egipcias.

Ilustración de rinoceronte lanudo
Investigadores en Dinamarca han encontrado evidencia de rinocerontes lanudos que vivieron en Siberia hace al menos 9.800 años.
(obturador)

El archivo genético de nuestro pasado ecológico

La creciente sofisticación de los enfoques de ADN ambiental para estudiar microfósiles genéticos antiguos destaca cuánta información se oculta en los sedimentos.

El permafrost es ideal para preservar el ADN antiguo, pero debido a esto El suelo permanentemente congelado se derrite y se degrada a medida que el Ártico se calienta, al igual que el material genético preservado en ellos y los misterios evolutivos que una vez tuvieron.

Los avances en paleogenética continúan empujando los límites que alguna vez fueron relegados a la ciencia ficción. ¿Quién sabe qué información evolutiva no descubierta todavía está congelada en sedimentos ordinarios, escondida en microfósiles de ADN antiguo?

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