猛犸象在土壤中幸存的故事

保存在土壤中的古代 DNA 可能会改写我们对冰河时代的认知

阿拉米

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根据骨骼和牙齿记录,人们认为育空地区的最后一批猛犸象在大约 12,000 年前灭绝。但一项新的基因采样技术表明,这些巨兽可能存活了更长时间,与野牛和麋鹿一起在北极苔原上跋涉了数千年。故事就在土壤中。

骨骼是史前遗传信息的丰富来源,但并非唯一来源;从冰河时代脱落的皮肤细胞到松针,各种物品都可以为储存在泥土中的遗传记录做出贡献。古遗传学家长期以来一直在从土壤中提取和分析“环境 DNA”,但如何在不破坏这些脆弱线索的情况下去除非 DNA 物质是一项艰巨的任务。

麦克马斯特大学遗传学家泰勒·默奇说:“环境样本包含大量其他化学物质,这些物质很难与我们感兴趣的 DNA 分离。” “我们不能承受失去任何我们可以得到的东西。” 在《第四纪报告》中,默奇和他的同事描述了更温和的技术,这些技术可以比其他方法多回收高达 59 倍的遗传物质。


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在新方法中,土壤样本用消毒过的凿子提取,然后分成更小的部分,搅拌并通过“冷旋法”运行,以分离出尽可能多的 DNA。然后将 DNA 与现有的基因库进行比较,以检测物种匹配。

“这些技术不仅能获得更多的 DNA,而且能获得更多样化的 DNA,”东田纳西州立大学古生物学家克里斯·维德加说,他没有参与这项新研究。“它变得更加细致入微,而且看起来实际上有可能记录生态系统的更大片段。”

默奇解释说,这种宏伟的蓝图来自更小的样本:“通过结合我们新颖的提取和富集技术,我们可以从不到一克沉积物中同时提取多种已灭绝生物的完整基因组。”

这种方法受到限制,因为使用它的研究人员需要知道要寻找什么 DNA。例如,如果基因库中还没有某种剑齿猫物种,则分析无法检测到该动物。然而,对于已知物种,该过程可能会产生令人兴奋的信息。在他们的研究中,研究人员在从土壤样本中检测到大约 2,100 种植物和 180 种动物——包括美洲马和长毛猛犸象,这些土壤样本的年代可以追溯到它们假定灭绝后的数千年。

默奇说,来自其他野外地点的尚未发表的结果也产生了类似的结果,未来的化石发现可能会加强这一论点。“我们可以使用这种方法来识别我们从未知道它们存在过的地点和时间的物种,”他补充道,“帮助我们努力在我们将不会想到寻找的地方找到它们的化石。”

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