И 2

Nature, том 612, страницы 283–291 (2022 г.) Процитировать эту статью

126 тысяч доступов

16 цитат

3505 Альтметрический

Подробности о метриках

В эпоху позднего плиоцена и раннего плейстоцена (3,6–0,8 миллиона лет назад1) климат напоминал тот, который прогнозировался в условиях будущего потепления2. Палеоклиматические данные показывают сильное полярное усиление со среднегодовыми температурами на 11–19 °C выше современных значений3,4. Биологические сообщества, населявшие Арктику в это время, остаются малоизученными, поскольку окаменелости редки5. Здесь мы сообщаем о древней записи ДНК6 (eDNA) окружающей среды, описывающей богатые сообщества растений и животных формации Кап Кёбенхавн в Северной Гренландии, датированной примерно двумя миллионами лет назад. Запись показывает открытую бореальную лесную экосистему со смешанной растительностью из тополя, березы и туи, а также множеством арктических и бореальных кустарников и трав, многие из которых ранее не были обнаружены на этом участке по записям макроископаемых и пыльцы. Запись ДНК подтверждает наличие заячьей и митохондриальной ДНК животных, включая мастодонтов, северных оленей, грызунов и гусей, которые являются предками своих современных родственников и родственников позднего плейстоцена. Присутствие морских видов, включая мечехвоста и зеленых водорослей, способствует более теплому климату, чем сегодня. Реконструированная экосистема не имеет современного аналога. Выживание такой древней эДНК, вероятно, связано с ее связыванием с минеральными поверхностями. Наши результаты открывают новые области генетических исследований, демонстрируя, что с помощью древней эДНК можно отслеживать экологию и эволюцию биологических сообществ, произошедших два миллиона лет назад.

Формация Кап Кёбенхавн расположена на Земле Пири, Северная Гренландия (82°24’ с.ш., 22°12’ з.д.), на территории нынешней полярной пустыни. Верхняя толща отложений содержит хорошо сохранившиеся остатки наземных животных и растений, смытые в эстуарий во время более теплого раннеплейстоценового межледниковья7 (рис. 1). Почти 40 лет палеоэкологических и климатических исследований на этом участке дают уникальную возможность взглянуть на период, когда участок располагался в бореальном арктическом экотоне с реконструированными средними летними и зимними минимальными температурами 10 °C и −17 °C соответственно — более 10 °C. °C теплее, чем сейчас7,8,9,10,11. Эти условия, должно быть, привели к существенной абляции Гренландского ледникового щита, возможно, образовав один из последних интервалов, свободных ото льда7, за последние 2,4 миллиона лет (млн лет). Хотя известно, что формация Кап-Кобенхавн содержит хорошо сохранившиеся макрофоссилии из хвойных бореальных лесов и богатую фауну насекомых, следов позвоночных было обнаружено мало. На сегодняшний день они включают останки родов зайцеобразных, их копролитов и жуков Aphodius, которые живут в навозе млекопитающих и на нем10,11. Однако в листовом слое Файлса и бобровом пруду возрастом около 3,4 млн лет на острове Элсмир в арктической Канаде сохранились окаменелости млекопитающих, которые потенциально могли колонизировать Гренландию, таких как вымерший медведь (Protarctos abstrusus), вымершие бобры (Dipoides sp.), небольшой собачий эвцион и арктические гигантские верблюды4,12,13 (похожие на Paracamelus). Был ли пролив Нарес достаточным барьером для изоляции северной Гренландии от колонизации этой фауной, остается открытым вопросом.

а. Расположение формации Кап Кёбенхавн в Северной Гренландии у входа в фьорд Индепенденс (82°24′ с.ш., 22°12′ з.д.) и расположение других арктических участков, содержащих окаменелости плио-плейстоцена (красные точки). б — Пространственное распределение эрозионных остатков 100-метровой последовательности мелководных морских прибрежных отложений между Маддербагтом и невысокими горами на севере (а + б относятся к точкам 74а и 74б). в — ледниково-межледниковое деление осадочной последовательности глинистой пачки А и пачек B1, B2 и B3, составляющих песчаную пачку B. Интервалы отбора проб для всех участков проецируются на осадочную последовательность местонахождения 50. Седиментологический каротаж изменен по исх. 7. На карте кружками отмечены места отбора проб для анализа ДНК окружающей среды, абсолютного датирования захоронений и палеомагнетизма. Пронумерованные сайты относятся к предыдущим публикациям7,10,11,14,61.