DNA בן 2 מיליון שנה זוהה לראשונה וחוקרים אומרים כי מדובר בתגלית ש"משנה את כללי המשחק". הממצאים מתצורת קאפ קופנהגן (Kap København) בגרינלנד, פתחו למעשה מחקר חדש לגמרי בזיהוי DNA ובהשלכות שיש לכך על הישרדותם של בעלי חיים, צמחים ומיקרואורגניזמים, בעידן שבו ההתחממות הגלובלית מאיימת להכחיד את המגוון הביולוגי העולמי.
קטעים מיקרוסקופיים של DNA סביבתי נמצאו במשקעים של עידן הקרח בצפון גרינלנד. באמצעות טכנולוגיה חדשנית, חוקרים גילו שהקטעים הללו הינם שוברי שיאים, זאת משום שהם עתיקים במיליון שנה נוספות מה-DNA שנדגם מעצם ממותה צמרית, ששוטטה בטונדרה הסיבירית לפני מיליון שנה. למעשה, ה-DNA העתיק שימש למיפוי מערכת אקולוגית בת שני מיליון שנה שעמדה בפני שינויי אקלים קיצוניים. כעת, תקוותם של החוקרים היא שהתוצאות יוכלו לעזור בחיזוי המחיר הסביבתי ארוך הטווח של ההתחממות הגלובלית הנוכחית.
5 צפייה בגלריה
גזע בן 2 מיליון שנים מעץ ארזית (לגש) בתצורת קאפ קופנהגן
(צילום: Professor Svend Funder)
התגלית נחשפה על ידי צוות מדענים בראשות פרופ' אסקה וילרסלב, עמית במכללת סנט ג'ון באוניברסיטת קיימברידג' ומנהל המרכז הגיאוגנטי של קרן לונדבק באוניברסיטת קופנהגן ופרופ' קורט ה. קר, מומחה לגיאולוגיה באוניברסיטת קופנהגן, שממצאי מחקרם הכוללים את 41 הדגימות השמישות שנמצאו חבויות בחימר וקוורץ התפרסמו אמש (יום ד') בכתב העת Nature. "סוף סוף נפתח פרק חדש המשתרע על מיליון שנים נוספות של היסטוריה, שבו אנו יכולים להסתכל לראשונה באופן ישיר על ה-DNA של מערכת אקולוגית, שמאפשר לחזור זמן רב לאחור, יותר ממה שמישהו היה יכול לדמיין", אמר פרופ' וילרסלב. "דגימות ה-DNA העתיקות נמצאו קבורות עמוק במשקעים שהצטברו במשך 20 אלף שנים. המשקעים נשמרו בסופו של דבר בקרח או בקפאת-עד, ובאופן מכריע, לא הופרעו על ידי בני אדם במשך 2 מיליון שנה", הוסיף פרופ' קר.
הדגימות הלא שלמות, באורך של כמה מיליוניות המילימטרים, נלקחו מתצורת קאפ קופנהגן, משקע בעובי של כמעט 100 מטרים, החבוי בלוע של פיורד באוקיינוס הארקטי בנקודה הצפונית ביותר של גרינלנד. האקלים בגרינלנד בזמנו השתנה בין ארקטי לממוזג והיה חם ב-17-10 מעלות צלזיוס מהאקלים הנוכחי בגרינלנד, כשהמשקע הצטבר מטר אחר מטר במפרץ רדוד. החוקרים גילו עדויות לבעלי חיים, צמחים ומיקרואורגניזמים כולל איילי צפון, ארנבות, למוסיים, עצי שדר (ליבנה) וצפצפה. בנוסף, התגלה כי מסטודון, יונק מתקופת הקרח, שוטט עד לגרינלנד לפני שנכחד מאוחר יותר, אם כי בעבר חשבו שטווח החיות דמויות הפיל לא השתרע עד לגרינלנד ממקורותיהן הידועים בצפון ומרכז אמריקה.
5 צפייה בגלריה
שכבות אורגניות בסלע שמציגות עקבות של צמחים וחרקים שחיו לפני 2 מיליון שנים בתצורת קאפ קופנהגן שבצפון גרינלנד
(צילום: Professor Kurt H. Kjær)
עבודת בילוש של 40 חוקרים מדנמרק, בריטניה, צרפת, שבדיה, נורבגיה, ארה"ב וגרמניה, חשפה את סודות קטעי ה-DNA, בתהליך קפדני. תחילה היה עליהם לקבוע אם יש DNA חבוי בחימר ובקוורץ, כשאם אכן היה כזה, בדקו החוקרים האם ניתן לנתקו להצליח לנתק מהמשקעים כדי להצליח לבחון אותו. לשמחתם, הצליחו החוקרים לעשות זאת, מה שנתן להם את האפשרות להשוות כל קטע DNA עם ספריות נרחבות של DNA שנאספו מבעלי חיים, צמחים ומיקרואורגניזמים של ימינו. בכך, החלה להתקבל תמונה של ה-DNA מעצים, שיחים, ציפורים, בעלי חיים ומיקרואורגניזמים. חלק מקטעי ה-DNA היו קלים לסיווג כקודמים למינים של ימינו, אחרים יכלו להיות מקושרים רק ברמת המין, ומקור חלקם במינים שאי אפשר למקם בספריות גנומיות של בעלי חיים, צמחים ומיקרואורגניזמים שעדיין חיים במאה ה-21, כך שהדגימות מלפני 2 מיליון שנה עוזרות לחוקרים באקדמיה לבנות תמונה של שלב שלא היה ידוע קודם לכן באבולוציית ה-DNA של מגוון מינים שעדיין קיימים כיום.
"המערכת האקולוגית של תצורת קאפ קופנהגן, שאין לה מקבילה בימינו, התקיימה בטמפרטורות גבוהות במידה ניכרת ממה שיש לנו היום - על פניו, נראה שהאקלים היה דומה לזה שאנו מצפים לו על הפלנטה שלנו בעתיד עקב ההתחממות הגלובלית, כך שאחד הדברים החשובים הוא באיזו מידה מינים יוכלו להסתגל לשינוי בתנאים הנובעים מעלייה משמעותית בטמפרטורות. הנתונים מראים שיותר מינים יכולים להתפתח ולהסתגל לטמפרטורות משתנות ממה שחשבו בעבר. אבל, באופן מכריע, תוצאות אלו מראות שהם זקוקים לזמן רב כדי לעשות זאת. מהירות ההתחממות הגלובלית כיום, פירושה שלאורגניזמים ולמינים אין את הזמן הזה ולכן מצב החירום האקלימי נותר איום עצום על המגוון הביולוגי ובכלל על העולם כולו - עד כדי כך שהכחדה נמצאת באופק עבור מינים מסוימים, כולל צמחים ועצים", הסביר מיקל וו. פדרסן, מהמרכז הגיאוגנטי של קרן לונדבק ואחד ממחברי המחקר.
5 צפייה בגלריה
טחבי עלים, שהופשרו במרבצים של תצורת קאפ קופנהגן ומקורם בתקופה של לפני 2 מיליון שנים
(צילום: Professor Nicolaj K. Larsen)
5 צפייה בגלריה
שחזור של תצורת קאפ קופנהגן לפני 2 מיליון שנים, בתקופה שבה הטמפרטורה הייתה חמה משמעותית מהחלק הצפוני ביותר של גרינלנד כיום
(איור: Beth Zaikenjpg)
תוך כדי סקירת ה-DNA מתצורת קאפ קופנהגן החוקרים מצאו DNA נוסף, שמקורו במגוון רחב של מיקרואורגניזמים, כולל חיידקים ופטריות, שאותו הם ממשיכים למפות. תיאור מפורט של האופן שבו פעלה האינטראקציה - בין בעלי חיים, צמחים ואורגניזמים חד-תאיים - בתוך המערכת האקולוגית לשעבר בנקודה הצפונית ביותר של גרינלנד מבחינה ביולוגית, יוצג במאמר מחקר עתידי.
בינתיים, בנקודת הזמן הנוכחית, התקווה היא שבאמצעות ה-DNA בן שני מיליון השנים שהתגלה, יתאפשר לסייע בהפיכת כמה מינים שנתונים בסכנת הכחדה, לעמידים יותר בעת ההתחממות הגלובלית. "ייתכן שהנדסה גנטית תוכל לחקות את האסטרטגיה שפיתחו צמחים ועצים לפני 2 מיליון שנים כדי לשרוד באקלים המאופיין בעליית טמפרטורות ולמנוע בכך הכחדה של כמה מינים, צמחים ועצים. הסיבות שההתקדמות המדעית הזו כל כך משמעותית נעוצות ביכולתה לחשוף כיצד לנסות ולנטרל את ההשפעה ההרסנית של ההתחממות הגלובלית", אמר פרופ' קר. "בדרך כלל, DNA שורד בצורה הטובה ביותר בתנאים קרים ויבשים כמו אלו ששררו במהלך רוב התקופה בתצורת קאפ קופנהגן. כעת, לאחר שהפקנו בהצלחה DNA עתיק מחימר וקוורץ, בהחלט ייתכן שחימר שימר DNA עתיק בסביבות חמות ולחות באתרים שנמצאים באפריקה. אם נוכל להתחיל לחקור DNA עתיק בגרגרי חימר מאפריקה, אולי נוכל לאסוף מידע פורץ דרך על מקורם של מינים רבים ושונים - אולי אפילו לגלות מידע חדש על בני האדם הראשונים ואבותיהם - בסופו של דבר, נראה כי האפשרויות הן אינסופיות", סיכם פרופ' וילרסלב.
