Los científicos han logrado un avance significativo en la reconstrucción de la historia de nuestro planeta.
Los depósitos sedimentarios del permafrost de Groenlandia contenían ADN ambiental recuperable que data de hace unos 2 millones de años. Eso es 1 millón de años más antiguo que el registro anterior: ADN de un mamut lanudo que vagaba por la tundra siberiana hace 1 millón de años.
Este asombroso trabajo ha permitido a un equipo de científicos reconstruir un paisaje antiguo, revelando un mundo muy alejado de las costas heladas del Círculo Polar Ártico.
“Finalmente se ha abierto un nuevo capítulo que abarca 1 millón de años adicionales de historia y, por primera vez, podemos mirar directamente el ADN de un ecosistema pasado tan atrás en el tiempo”. dice genetista Eske Willerslev de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido y la Universidad de Copenhague en Dinamarca.
“El ADN puede degradarse rápidamente, pero hemos demostrado que, en las circunstancias adecuadas, ahora podemos retroceder más en el tiempo de lo que nadie podría haberse atrevido a imaginar”.
El tiempo no es amable con los restos de los seres vivos; El ADN se degradará rápidamente gracias al estrés ambiental (como los microbios hambrientos), el clima y los procesos geológicos. Para que el ADN antiguo sobreviva, por lo general lo hace encerrado en dientes y huesos, donde está relativamente protegido.
Pero el material enterrado bajo el permafrost también está relativamente protegido.
Aquí, una variedad de muestras recolectadas del hielo y el permafrost de la formación geológica Kap København en la desembocadura de un fiordo en el norte de Groenlandia ofrecieron a los científicos la capacidad de recuperar y reconstruir el ADN ambiental de tiempos pasados.
Los científicos obtuvieron la mayoría de estas muestras hace años durante otro trabajo; las expediciones son costosas, por lo que los científicos suelen recolectar más de lo que necesitan, por si acaso. Estas muestras estaban almacenadas, esperando que llegara el proyecto adecuado.
“No fue hasta que se desarrolló una nueva generación de equipos de extracción y secuenciación de ADN que pudimos localizar e identificar fragmentos de ADN extremadamente pequeños y dañados en las muestras de sedimentos”. explica geólogo Kurt Kjær de la Universidad de Copenhague.
“Significó que finalmente pudimos mapear un ecosistema de 2 millones de años”.
El ADN recuperado de las muestras después de mucho trabajo minucioso habría sido inutilizable hace solo unos pocos años: los fragmentos eran diminutos, de solo nanómetros de largo, altamente degradados y muy incompletos.
Sin embargo, los avances en la secuenciación genética en las últimas décadas permitieron a los científicos construir una vasta base de datos de ADN del mundo que nos rodea. Estas bibliotecas de ADN ofrecieron a los científicos un punto de comparación para sus desafiantes fragmentos de ADN.
Estas bibliotecas significaron que los científicos pudieron reconstruir minuciosamente las piezas que faltaban para un censo de los organismos cuyo material genético estuvo encerrado en la roca durante muchos milenios.
“Las antiguas muestras de ADN se encontraron enterradas profundamente en sedimentos que se habían acumulado durante 20.000 años”. Kjaer dice. “El sedimento finalmente se conservó en hielo o permafrost y, lo que es más importante, los humanos no lo perturbaron durante 2 millones de años”.
Esta reconstrucción reveló una variedad de formas de vida compatibles con un clima sorprendentemente templado. Los científicos encontraron animales relacionados con renos y caribúes, lemmings, gansos, liebres y, curiosamente, mastodontes.
Las hormigas, las pulgas, los corales y los cangrejos herradura también dejaron su huella en el sedimento, al igual que los abedules y los álamos.
El ADN del mastodonte, señalaron los investigadores, es particularmente interesante. Todas las demás especies tienen parientes que permanecen en Groenlandia hoy; anteriormente, se pensaba que los mastodontes no se extendían tan al norte como Groenlandia.
Otras muestras de ADN, recolectadas de microorganismos y hongos, aún están en proceso de identificación. Un documento futuro describirá la extensión total del ecosistema al mejor entendimiento de los científicos.
Sin embargo, ya se destacan algunas características que sugieren un clima mucho más cálido en la región durante el Pleistoceno temprano, considerablemente más cálido que las temperaturas actuales.
Sugiere, dicen los investigadores, el futuro de la Tierra frente a un clima cambiante.
“Uno de los factores clave aquí es hasta qué punto las especies podrán adaptarse al cambio en las condiciones que surgen de un aumento significativo de la temperatura. Los datos sugieren que más especies pueden evolucionar y adaptarse a temperaturas muy variables de lo que se pensaba anteriormente”. dice geogenetista Mikkel Pederson de la Universidad de Copenhague.
“Pero, de manera crucial, estos resultados muestran que necesitan tiempo para hacer esto. La velocidad del calentamiento global actual significa que los organismos y las especies no tienen ese tiempo, por lo que la emergencia climática sigue siendo una gran amenaza para la biodiversidad y el mundo: la extinción está en el horizonte”. para algunas especies, incluidas las plantas y los árboles”.
Pero para los científicos, el trabajo es un gran paso adelante. Ahora que el ADN ambiental se ha extraído e interpretado con éxito a partir de arcilla y cuarzo, podría ser posible hacer lo mismo con depósitos antiguos de otros lugares.
“Si podemos comenzar a explorar el ADN antiguo en los granos de arcilla de África, podremos recopilar información innovadora sobre el origen de muchas especies diferentes, tal vez incluso nuevos conocimientos sobre los primeros humanos y sus antepasados”, dijo Willerslev. dice.
“Las posibilidades son infinitas.”
La investigación ha sido publicada en Naturaleza.