Världens äldsta dna upptäckt - slår gamla rekordet med en miljon år

För första gången har två miljoner år gammalt dna identifierats, vilket öppnar ett helt nytt och tidigare outforskat kapitel i evolutionens historia. En forskare vid Uppsala universitet ingick i teamet som har hittat mikroskopiska fragment av miljö-dna i sediment på norra Grönland. Forskningen presenteras nu i tidskriften Nature.

Med hjälp av avancerad teknik upptäckte forskarna att fragmenten de samlat in på Grönland är en miljon år äldre än det tidigare rekordet, som var ett dna-prov taget från benrester från en sibirisk mammut. Det förhistoriska dna:t har nu använts för att kartlägga ett två miljoner år gammalt ekosystem som existerade under en tid av extrema klimatförändringar.

I forskarteamet som gjorde upptäckten ingår Ian Snowball, professor vid institutionen för geovetenskaper vid Uppsala universitet.

– Dna kan försämras snabbt men vi har visat att vi under rätt omständigheter nu kan gå längre tillbaka i tiden än någon kunde ha vågat föreställa sig. Nu öppnar sig ett nytt kapitel av den förhistoriska tiden, ett kapitel som sträcker sig ytterligare en miljon år tillbaka i tiden och för första gången kan vi titta direkt på dna från ett två miljoner år gammalt ekosystem, säger Eske Willerslev, Fellow vid St John's College, University of Cambridge, och chef för Lundbeck Foundation GeoGenetics Centre.

Willerslev ledde forskargruppen bakom den nya studien tillsammans med Kurt H. Kjær, professor i geologi vid Lundbeck Foundation GeoGenetics Centre.

– De gamla dna-proverna hittades djupt begravda i sediment som byggts upp över en 20 000-års period. Sedimentet låg bevarat i is eller permafrost och har varit opåverkat av människor under två miljoner år, vilket har varit helt avgörande, säger Kurt H. Kjær.

Proverna, enbart några miljondels millimeter långa, togs från Kap København-formationen. Formationen består av cirka 100 meter tjocka sedimentavlagringar inbäddade i mynningen av en fjord i Ishavet på Grönlands nordligaste punkt. För två miljoner år sedan varierade klimatet på Grönland mellan arktiskt och tempererat. Trots att tidsepoken kallas för istid så var temperaturen på Grönland då mellan 10–17°C varmare än idag, och under en av de tempererade perioderna byggdes sedimentet upp meter för meter i en grund vik.

Forskarna upptäckte dna som bevisar förekomsten av djur, växter och mikroorganismer inklusive renar, harar, lämlar, björkar och poppelträd. De kunde till och med se att mastodonter, ett däggdjur från istiden, strövade omkring på Grönland innan arten senare dog ut. Tidigare har man inte trott att de elefantliknande djuren förekom på Grönland, så långt borta från dess kända ursprung i Nord- och Centralamerika.

Processen att låsa upp dna-fragmentens hemligheter var tidskrävande. Först lyckades forskarna fastställa att det faktiskt fanns dna gömt i sedimenten, därefter var de tvungna att extrahera det för undersökning. 41 av proverna visade sig vara användbara. Forskarna jämförde sedan varje enskilt fragment med ett omfattande bibliotek av dna som samlats in från dagens djur, växter och mikroorganismer. En bild började framträda som visade upp dna från förhistoriska träd, buskar, fåglar, djur och mikroorganismer.

Uppsalaforskaren Ian Snowballs bidrag till studien låg i åldersbestämningen av Kap København-formationen. Detta skedde med hjälp av så kallad paleomagnetism, en metod som kan användas för att fastställa geologisk ålder. Tidigare förändringar i polariteten hos jordens magnetfält registrerades av sedimentet när det deponerades. Ytterst känsliga laboratoriemagnetometrar användes för att mäta sedimentproverna. Polaritetsförändringarna som upptäcktes i Kap København-formationen jämfördes därefter med en internationellt accepterad tidsskala för geomagnetisk polaritet. Baserat på de paleomagnetiska resultaten och ytterligare dateringsresultat som rapporterats i studien, kunde Kap København-formationen åldersbestämmas till cirka två miljoner år.

– Artikeln är en produkt av många års intensivt arbete av en mångsidig grupp forskare. Det var väldigt spännande att vara en del av arbetet och att åldersbestämma sedimentavlagringarna där det här rekordgamla dna:t samlades in. Med hjälp av många olika kompetenser har vi tillsammans lyckats öppna ett helt nytt kapitel i evolutionens historia, säger Ian Snowball, professor vid institutionen för geovetenskaper vid Uppsala universitet.

40 forskare från Danmark, Storbritannien, Frankrike, Sverige, Norge, USA och Tyskland deltog i projektet. Teamet leddes av professorerna Eske Willerslev och Kurt H. Kjær.

Kjaer et al. (2022) A 2-million-year-old ecosystem in Greenland uncovered by environmental DNA, Nature. DOI: 10.1038/s41586-022-05453-y.

För mer information kontakta:

Ian Snowball, professor vid institutionen för geovetenskaper vid Uppsala universitet tel: 018-471 36 57, e-post: ian.snowball@geo.uu.se

Professor Kurt H. Kjær, Köpenhamns universitet, tel: +45 30589730c, e-post: kurtk@sund.ku.dk

Professor Eske Willerslev, University of Cambridge och Köpenhamns universitet, tel: +45 2875 1309, e-post: ewillerslev@sund.ku.dk