冷二 DNA分析揭示远古北极遍布植物 未来可能再现绿色世界( 二 )



为了获得珍贵的远古植物DNA样本 , 莎拉和同事们在夏季小心翼翼地乘坐充气船 , 在保持船体平衡的情况下 , 缓慢地将长圆柱管刺穿厚泥浆 , 深至水下10米处 , 并将长圆柱管刺入沉积物中提取样本 , 据悉 , 夏季他们可以搬运质量较轻的充气船 , 这是最佳选择方案 , 如果冬季进行取样 , 必须密切关注湖面冰层 , 很可能会遭受北极熊攻击 。
莎拉和同事的目标是顺利提取远古时期植物DNA样本 , 然后将它带回实验室进行深入分析 。
虽然一些泥浆样本在科罗拉多大学博尔德分校可持续能源与环境社区(SEEC)最先进的有机地球化学实验室进行分析 , 但这些泥浆还需要送到澳大利亚科廷大学一个专门解码古代生物DNA的实验室进行深入研究 。 因此 , 为了揭晓远古时期北极的秘密 , 这些泥浆样本必须穿越半个地球 , 从北极到达澳大利亚 。
“本地快照”
一旦进入实验室 , 科学家必须穿着隔离服 , 在一个超洁净的空间里检查泥浆样本 , 以确保自己的DNA不会污染这些来之不易的远古样本 。
这项研究并不简单 , 这实际上是一场与时间的赛跑 , 莎拉说:“最好的方法就是弄到新鲜的泥浆样本 , 一旦它从湖里提取出来 , DNA就开始降解 。 ”这就是为什么冷藏的远古湖床样本未达到实验标准 。
虽然其他研究人员也收集并分析了来自北极永久冻土层(就像一个地下天然冰柜)更古老的DNA样本 , 但湖泊沉积物保持低温状态 , 而不是冰冻 , 获得更新鲜的泥浆和更完整的DNA样本 , 科学家就能对该地区曾经生长的植被有更清晰、更详细的洞察 。

图中是采集湖泊沉积物样本

重建历史植被最常用的方法是利用保存在沉积物中的化石植物花粉记录 , 但花粉往往仅显示宏观环境特征 , 因为花粉很容易被风散 , 不会停留在一个地方 。
莎拉使用最新技术能够直接从沉积物中提取植物DNA , 对DNA进行测序 , 并推测出当时生活在这里的植物物种 , 沉积物DNA分析对研究人员提供的不是环境特征 , 而是当时生活在这里的植物物种的本地快照 。
目前 , 他们已证明提取10万年以上的植物DNA样本是可能的 , 未来的可能性或许更多 。 莎拉称 , DNA测序对分析远古时期样本非常有用 。 该研究也为研究植物以外的沉积物质奠定了基础 , 在湖泊沉积物DNA样本中 , 存在着湖泊和周围环境各种远古生物残留的迹象 。
【冷二|DNA分析揭示远古北极遍布植物 未来可能再现绿色世界】通过这项最新研究 , 我们能分析远古时期北极生态系统 , 事实上这仅是冰山一角 , 我们可以观察到远古时期存在的一切 , 从微生物到哺乳动物 , 我们可以开始对远古生态系统的状况进行分析 , 并且有助于揭晓未来伴随全球气候趋暖 , 产生的各种变化 。

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