DNA tertua mengungkapkan kehidupan di Greenland dua juta tahun lalu
NEW YORK: Para ilmuwan menemukan DNA tertua yang diketahui dan menggunakannya untuk mengungkapkan seperti apa kehidupan 2 juta tahun lalu di ujung utara Greenland. Saat ini, ini adalah gurun Arktik yang tandus, tetapi saat itu merupakan lanskap rimbun pepohonan dan tumbuh-tumbuhan dengan berbagai hewan, bahkan mastodon yang sekarang sudah punah.
“Studi ini membuka pintu ke masa lalu yang pada dasarnya telah hilang,” kata penulis utama Kurt Kjær, ahli geologi dan gletser di University of Copenhagen.
Dengan fosil hewan yang sulit didapat, para peneliti mengekstraksi DNA lingkungan, juga dikenal sebagai eDNA, dari sampel tanah. Ini adalah materi genetik yang ditumpahkan organisme ke lingkungannya – misalnya, melalui rambut, limbah, ludah, atau bangkai yang membusuk.
Mempelajari DNA yang benar-benar tua bisa menjadi tantangan karena materi genetik rusak dari waktu ke waktu, menyisakan para ilmuwan hanya dengan fragmen kecil.
Tetapi dengan teknologi terbaru, para peneliti dapat memperoleh informasi genetik dari potongan kecil DNA yang rusak, jelas penulis senior Eske Willerslev, seorang ahli genetika di University of Cambridge. Dalam studi mereka, yang diterbitkan Rabu di jurnal Nature, mereka membandingkan DNA dengan spesies yang berbeda, mencari kecocokan.
Sampel berasal dari endapan sedimen yang disebut formasi Kap København di Peary Land. Saat ini, daerah tersebut adalah gurun kutub, kata Kjær.
Namun jutaan tahun yang lalu, wilayah ini mengalami periode perubahan iklim yang intens yang membuat suhu naik, kata Willerslev. Sedimen kemungkinan besar terbentuk selama puluhan ribu tahun di lokasi tersebut sebelum iklim mendingin dan menyemen temuan tersebut ke lapisan es.
Lingkungan yang dingin akan membantu mengawetkan potongan DNA yang halus – sampai para ilmuwan datang dan mengebor sampelnya, mulai tahun 2006.
Selama periode hangat di kawasan itu, ketika suhu rata-rata 20 hingga 34 derajat Fahrenheit (11 hingga 19 derajat Celcius) lebih tinggi dari hari ini, area tersebut dipenuhi dengan kehidupan tumbuhan dan hewan yang tidak biasa, para peneliti melaporkan. Fragmen DNA menunjukkan campuran tanaman Arktik, seperti pohon birch dan semak willow, dengan yang biasanya lebih menyukai iklim yang lebih hangat, seperti cemara dan cedar.
DNA juga menunjukkan jejak binatang termasuk angsa, kelinci, rusa dan lemming. Sebelumnya, kumbang kotoran dan sisa-sisa kelinci menjadi satu-satunya tanda kehidupan hewan di lokasi tersebut, kata Willerslev.
Satu kejutan besar adalah menemukan DNA dari mastodon, spesies punah yang terlihat seperti campuran antara gajah dan mammoth, kata Kjær.
Banyak fosil mastodon sebelumnya telah ditemukan di hutan beriklim sedang di Amerika Utara. Itu lautan jauh dari Greenland, dan jauh lebih jauh ke selatan, kata Willerslev.
“Saya tidak akan, dalam sejuta tahun, berharap menemukan mastodon di Greenland utara,” kata Love Dalen, seorang peneliti genomik evolusioner di Universitas Stockholm yang tidak terlibat dalam penelitian ini.
Karena sedimen menumpuk di mulut fyord, para peneliti juga bisa mendapatkan petunjuk tentang kehidupan laut dari periode ini. DNA menunjukkan kepiting tapal kuda dan ganggang hijau hidup di daerah itu – yang berarti perairan terdekat kemungkinan jauh lebih hangat saat itu, kata Kjær.
Dengan menarik lusinan spesies dari hanya beberapa sampel sedimen, penelitian ini menyoroti beberapa keuntungan eDNA, kata Benjamin Vernot, seorang peneliti DNA kuno di Institut Antropologi Evolusioner Max Planck Jerman yang tidak terlibat dalam penelitian ini.
“Anda benar-benar mendapatkan gambaran ekosistem yang lebih luas pada waktu tertentu,” kata Vernot. “Anda tidak perlu pergi dan menemukan potongan kayu ini untuk mempelajari tumbuhan ini, dan tulang ini untuk mempelajari mammoth ini.”
Berdasarkan data yang tersedia, sulit untuk mengatakan dengan pasti apakah spesies ini benar-benar hidup berdampingan, atau jika DNA bercampur dari bagian lanskap yang berbeda, kata Laura Epp, pakar eDNA di Universitas Konstanz Jerman. tidak terlibat dalam penelitian.
Tapi Epp mengatakan penelitian DNA semacam ini berharga untuk menunjukkan “keanekaragaman tersembunyi” di lanskap kuno.
Willerslev percaya bahwa karena tumbuhan dan hewan ini bertahan selama masa perubahan iklim yang dramatis, DNA mereka dapat menawarkan “peta jalan genetik” untuk membantu kita beradaptasi dengan pemanasan saat ini.
Dalen dari Universitas Stockholm mengharapkan penelitian DNA purba terus mendorong lebih dalam ke masa lalu. Dia mengerjakan penelitian yang sebelumnya memegang rekor “DNA tertua”, dari gigi mammoth yang berusia sekitar satu juta tahun.
“Saya tidak akan terkejut jika Anda bisa melihat setidaknya satu atau mungkin beberapa juta tahun ke belakang, dengan asumsi Anda dapat menemukan sampel yang tepat,” kata Dalen.
