Pearyho země, poloostrov na severu Grónska, je nejsevernější nezaledněná oblast na světě. Říká se jí polární poušť, protože je vyprahlá, téměř v ní nesněží ani neprší. Nerostou tam skoro žádné rostliny.

Bezútěšné místo. Skoro bez života. Jen tu a tam narazíte na pižmoně, lumíka nebo polární lišku.

Současná polární poušť Kap København v Pearyho zemi. | zdroj: Profimedia

Před dvěma miliony let byla tato země úplně jiná – dala by se popsat jako ráj na Zemi. Bujela tam pestrá vegetace a proháněla se v ní zvířata (viz náhledový obrázek).

Podobu této části světa v prehistorických dobách dokázali vědci popsat z dosud nejstarší DNA. Její analýzu popisují ve studii, která vyšla ve středu v odborném magazínu Nature

Amazing new research in the international journal Nature—using environmental DNA, the team was able to gain incredible details of a 2-million-year-old ecosystem in Greenland—and with my illustration on the cover!! ❤️ pic.twitter.com/MQbhDT6og4

— Beth Zaiken (@BZaiken) December 7, 2022

Vidíme další kapitolu dějin

Hornatá Pearyho země dosahuje výšky přes 1900 metrů. Mezi jejími vrcholky se do pobřeží zařezávají fjordy. V jednom z nich, v místě geologické formace Kap København, vědci už léta zkoumají vrstvu odkrytých hornin.

V tamních usazeninách z permafrostu („věčně“ zmrzlé půdy) objevili environmentální DNA (eDNA, směs genetických informací, které za sebou zanechávají organismy) z doby před dvěma miliony let. To je o milion let starší záznam než dosavadní nejstarší DNA z mamuta, který se před milionem let potuloval v sibiřské tundře!

Analýza eDNA - genetického materiálu, který organismy vyloučily do svého okolí, třeba z chlupů, výměšků, slin i zetlelých těl - umožnila týmu vědců rekonstruovat prehistorickou krajinu a odhalit její někdejší podobu.

Usazenina s organickým materiálem a se stopami pravěké fauny i flóry. | zdroj: kredit-Kurt Kjær

„Otevřela se před námi nová kapitola pokrývající milion let dějin navíc. Poprvé se můžeme podívat na DNA minulého ekosystému a vrátit se v čase dál, než si kdokoli dokázal představit,“ cituje žurnál Science Alert jednoho z autorů studie, genetika Eskea Willersleva, který působí na Univerzitě v Cambridge.

Geologický poklad ze sedimentu

Čas je k pozůstatkům starých organismů nemilosrdný. DNA rychle degraduje v důsledku environmentálních stresů, mikrobů, počasí i geologických procesů.

Pokud DNA přežívá, obvykle se jí to daří, když je zapouzdřena a chráněna v zubech či kostech. Anebo v permafrostu, což dokazuje nález z Pearyho země.

Vzorky odebrané z ledu a permafrostu geologické formace Kap København v ústí fjordu v Pearyho zemi nabídly vědcům možnost obnovit a rekonstruovat environmentální DNA z doby před dvěma miliony let, kdy stál rod Homo teprve na počátku a sapienti byli vzdálenou budoucností.

„Vzorky DNA byly nalezeny hluboko v sedimentu, který se nahromadil za více než 20 tisíc let. Byly v uchovány a nenarušeny dva miliony let,“ říká geogenetik Kurt Kjær z Kodaňské univerzity, další autor studie.

Většinu jich získali vědci už před několika lety. Ležely ve skladu a čekaly na okamžik, kdy bude k mání lepší technologie k jejich analýze a víc genetických dat.

„Když když byla vyvinuta nová generace zařízení pro extrakci a sekvenování DNA, dokázali jsme najít a identifikovat extrémně malé a poškozené fragmenty DNA ve vzorcích sedimentu, a tak jsme mohli mapovat dva miliony let starý ekosystém,“ vysvětluje Kurt Kjær.

Zachovalé fragmenty DNA byly malé, jen nanometry dlouhé, velmi degradované a velmi neúplné. Pokrok v genetickém sekvenování však vědcům umožnil sestavit rozsáhlou databázi DNA. A tato knihovna DNA jim posloužila jako srovnávací základna pro jejich analýzu. Mohli z ní odvodit chybějící kusy genetické informace.

Nekonečné možnosti genetiky

Rekonstrukce odhalila různé formy života slučitelné s překvapivě mírným klimatem. Vědci v částech DNA našli zvířata příbuzná sobům karibu, husám či zajícům. Zaznamenali v nich i DNA mastodontů, kteří vypadají jako kříženci slona a mamuta. Části DNA ukazují na směsici arktických stromů, jakými jsou břízy a vrby, ale také na teplomilné jedle a cedry.

Další vzorky DNA – odebrané z mikroorganismů a hub – stále procházejí identifikací. Budoucí dokument popíše celý rozsah ekosystému.

Avšak už nynější poznatky naznačují, že v oblasti panovalo mnohem vlhčí a teplejší klima. Teploty tam dosahovaly 19 stupňů Celsia. Vědci ve studii předkládají myšlenku, že DNA živočichů a rostlin, které klimatickou změnu přežili, nám mohou poskytnout „genetickou mapu“ pro adaptaci na současné oteplování.

„Jednou z klíčových otázek je, do jaké míry se budou druhy schopny přizpůsobit změně podmínek vyplývajících z významného zvýšení teploty. Údaje dokládají, že mnoho druhů se může vyvíjet a přizpůsobovat měnícímu se klimatu,“ říká Mikkel Pederson z univerzity v Kodani, který se na studii podílel.

Vědec ale varuje: „Naše poznatky naznačují, že na to potřebují čas. Hodně času. Rychlost dnešního globálního oteplování jim tento čas nedává, takže klimatická nouze zůstává obrovskou hrozbou pro biologickou rozmanitost. Před mnoha druhy rostlin i stromů se rýsuje vyhynutí. “

Pro vědu je zmíněná studie obrovským skokem vpřed. Nyní, když byla environmentální DNA extrahována a analyzována, je patrné, že by se dalo udělat totéž se starověkými ložisky z dalších míst.

„Pokud dokážeme zkoumat obdobným způsobem starověkou DNA z Afriky, můžeme shromáždit převratné informace o původu mnoha různých druhů – možná i nové poznatky o prvních lidech a jejich předcích,“ říká Eske Willerslev.

„Možnosti jsou nekonečné,“ upozorňuje genetik.