ネイチャー誌に掲載された研究によると、科学者らはグリーンランド北部の氷河期に残された堆積物から、これまでで最も古いDNAサンプルを発見した。
古代のカプ・コベンハウンの形成図画像クレジット: Beth Zaiken
粘土と石英に保存されたDNA分子の微小な断片は、推定200万年前のものとされ、これまで発見された標本の中で最古のものとなる。これまでの記録は、東シベリアの永久凍土に埋もれていた100万年前のケナガマンモスの凍った臼歯から採取されたDNAサンプルが保持していた。
DNAの完全なセットは、科学者が生物のゲノムをつなぎ合わせることを可能にし、様々な種の特徴づけや識別に用いられます。しかし、生物が死んで分解すると、DNA鎖は時間の経過とともに侵食され、分解されます。極寒などの特定の環境条件は、このプロセスを遅らせ、一部のDNAを保存することがあります。
コペンハーゲン大学を率いる研究チームは、統計アルゴリズムを用いて、断片化され混沌とした分子から推定41種類のサンプルを復元する必要がありました。その結果、数百万年前の氷河期にグリーンランド北部の豊かな生態系を支えていた様々な植物、動物、微生物が特定されました。
サンプルは、現在では極地砂漠の乾燥した一帯となっているカップ・コペンハーゲン層が、かつてはポプラ、シラカバ、ニオイヒバなどの樹木が、様々な低木や草本に囲まれて生息していたことを示しています。ノウサギ、マンモスの遠縁でより小型でずんぐりとした体格のマストドン、トナカイ、げっ歯類、ガチョウなどが陸上で自由に歩き回り、緑藻やカブトガニが水中で生息していました。
「DNAの保存には、複数の環境要因が重なったと考えています。第一に、200万年間凍結していたという事実、第二に、堆積物に含まれる鉱物の種類もDNAの保存に有利に働いたようです」と、研究の共著者であり、コペンハーゲン大学地質遺伝学ユニットの助教授であるミッケル・ペダーセン氏はThe Register紙に語った。
こうした古い標本の発見により、科学者たちは地球上の生命と気候がどのように進化してきたかを研究することが可能になる。「確かに驚くべき生物もいました。おそらく最も多かったのは、これほど北の地で発見されたことがなく、200万年前にはグリーンランドにいたとは考えられていなかったマストドンでしょう」とペダーセン氏は付け加えた。
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極小のDNA断片は、北極海のフィヨルドの河口に形成された厚さ約100メートルの堆積物に埋もれていました。研究チームは、断片を既知の種のゲノムと比較することで、異なる植物や動物を特定することに成功しました。サンプルに含まれる古代の細菌や真菌の特徴を明らかにする研究は継続されています。
科学者たちは、今回の発見が気候変動の解明に光を当てる可能性があると考えている。「現在では類似の生態系が存在しないコペンハーゲン・カップの生態系は、現在よりもかなり高い気温で存在していました。そして、一見すると、地球温暖化によって将来地球上で予想される気候と似ていたように見えるからです」とペダーセン氏は声明で説明した。
論文の筆頭著者であり、コペンハーゲン大学地質遺伝学部門の教授でもあるクルト・ケアー氏は、次のように続けた。「遺伝子工学は、200万年前に植物や樹木が気温上昇を特徴とする気候の中で生き残るために発達させた戦略を模倣し、一部の種、植物、樹木の絶滅を防ぐことができる可能性があります。この科学的進歩が非常に重要である理由の一つは、地球温暖化の壊滅的な影響に対抗する方法を明らかにする可能性があるからです。」
彼はまた、アフリカの温暖で湿潤な気候のような、他の環境における古代DNAサンプルの発見にも興味を持っています。「アフリカの粘土粒子中の古代DNAの探査が始まれば、様々な種の起源に関する画期的な情報が得られるかもしれません。もしかしたら、最初の人類とその祖先に関する新たな知見が得られるかもしれません。可能性は無限大です。」®
