Fosilizovani izmet arktičkih kopnenih veverica na Yukonu sadrži izuzetno bogat genetski zapis koji beleži biljke, insekte, mikroorganizme i megafaunu staru do ~700.000 godina. Timovi sa McMaster, Hakai i University of Alberta identifikovali su preko 200 biljnih vrsta i više od 18 mitohondrijalnih genoma, uključujući tragove vunastih mamuta i vukova. Nalazi otkrivaju neočekivanu genetsku raznolikost kod veverica i naglašavaju vrednost permafrosta kao prirodnog arhiva za proučavanje uticaja klimatskih promena.
700.000 Godina U Peletu: Kako Fosilizovani Izmet Arktičkih Veverica Oživljava Izgubljene Ekosisteme
Artistic reconstruction. Fossilized squirrel droppings reveal ancient ecosystems, offering rare genetic insights into life during the Ice Age. (CREDIT: Mecerdes Minck, Hakai Institute)
Zakopan duboko u permafrostu Yukona, fosilizovani peleti izmeta arktičke kopnene veverice otkrivaju izuzetno detaljan genetski zapis koji se proteže do ~700.000 godina unazad. Ono što je na prvi pogled običan pelet postalo je jedan od najbogatijih izvora drevnog DNK i nudi retku priliku da vidimo biljke, životinje i mikroorganizme iz davnih ekosistema Beringije.
Coprolites processed for ancient environmental DNA with their midden locations. (CREDIT: Nature Communications)
Kako su uzorci pronađeni i analizirani
Rad su vodili timovi sa McMaster University, Hakai Institute i University of Alberta. Istraživači su sakupljali uzorke iz dugo zapečaćenih jazbina arktičkih kopnenih veverica (Urocitellus parryii) na Yukonu. Hladni i stabilni uslovi permafrosta usporili su raspadanje organskog materijala, omogućivši očuvanje krhkog drevnog DNK.
A cluster of ancient Arctic ground squirrel poop is found in permafrost in Hunker Creek, Yukon, in August 2022. (CREDIT: Scott Cocker)
Šta su otkrili
Upotrebom naprednih tehnika sekvenciranja, tim je identifikovao preko 200 biljnih vrsta, razne insekte, mikroorganizme i tragove velikih životinja. Iz uzoraka su rekonstruisana više od 18 mitohondrijalnih genoma, uključujući one pripisane vevericama, konjima i stepnom bizonu. Među najimpresivnijim nalazima našla se DNK vunastih mamuta, vukova i velikih mačaka — što podržava postojanje bogate «mamutske stepe» u prošlosti.
An ancient Arctic ground squirrel nest found in Lower Hunker Creek, Yukon. (CREDIT: Duane Froese, University of Alberta)
Neočekivana evoluciona priča
Istraživanje je otkrilo i iznenađujuću genetsku raznolikost kod samih kopnenih veverica. Jedna linija stara oko 700.000 godina danas više ne postoji na Yukonu; njeni najbliži živi srodnici nalaze se u zapadnoj Sibiriji. Time se dovodi u pitanje dotadašnja pretpostavka da su drevne populacije bile iste kao moderne — ukazujući na složeniju evolutivnu i biogeografski dinamiku tokom klimatskih promena.
Researchers recovered environmental DNA from ancient ground squirrel poop. (CREDIT: Tyler Murchie and Scott Cocker)
Zašto su koproliti važni
Koproliti (fosilizovani izmet) deluju kao prirodni arhivi: veverice sakupljaju semenke, biljke, gljive i ostatke malih životinja i vraćaju ih u jazbine. Njihov oportunistički način ishrane objašnjava veliku raznovrsnost DNK u peletima. U nekim slučajevima koproliti su očuvali DNK bolje nego kosti ili okolni sediment, što ih čini dragocenim izvorom za paleogenomiku.
Extant distribution of Urocitellus spp. (CREDIT: Nature Communications)
Metodološki izazovi i inovacije
Drevni DNK je često oštećen i fragmentisan. Istraživači su razvili specijalizovane protokole za ekstrakciju i analizu kako bi rekonstruisali visokokvalitetne genetske zapise iz stotinama hiljada godina starih uzoraka. Ove tehnike otvaraju mogućnost primene sličnih pristupa i na drugim lokalitetima i vrstama uzoraka.
Širi značaj nalaza
Studija ne služi samo za rekonstrukciju drevnih pejzaža — ona pomaže i u razumevanju kako su ekosistemi reagovali na velike klimatske promene kroz vreme. Promene iz otvorenih travnjaka u šumovite predela (smrča, breza) jasno su vidljive u generacijama biljnih DNK pronađenih u peletima. To znanje može doprineti boljem predviđanju kako današnje vrste mogu reagovati na aktuelno zagrevanje klime.
Etička i lokalna saradnja
Rad je sproveden uz dozvolu i u saradnji sa Tr’ondëk Hwëch’in First Nation, čija tradicionalna teritorija obuhvata istraženo područje. Tim naglašava da će takva partnerstva biti ključna za buduća istraživanja i očuvanje lokalnih interesa.
„Koproliti čuvaju izuzetno raznolike genetske snimke drevne Beringije,“ rekao je Hendrik Poinar (McMaster University).
Šta dalje?
Istraživači veruju da je mnogo više zapečaćenih jazbina koje čekaju analizu širom Yukona i srodnih regiona. Svaki novi uzorak može dopuniti sliku o megafauni, biljnim zajednicama i načinu na koji su klimatske promene oblikovale biodiverzitet kroz stotine hiljada godina.
Rezultati: Publikovani su u časopisu Nature Communications. Ovo istraživanje pokazuje da i najobičniji tragovi života mogu čuvati izuzetne priče o prošlosti i da Arktik predstavlja neprocenjiv prirodni arhiv koji treba zaštititi dok permafrost ne otpusti svoje tajne.
Pomozite nam da budemo bolji.
