WASHINGTON – Các khoa học gia đã xác định được DNA từ động vật, thực vật và vi khuẩn có niên đại khoảng 2 triệu năm trước trong mẫu trầm tích ở điểm cực bắc của Greenland. Đây là DNA lâu đời nhất được ghi nhận từ trước đến nay, cho thấy vùng hoang vu cằn cỗi này đã từng là một thế giới tuyệt vời, theo Reuters đưa tin ngày Thứ Tư, 7 tháng 12 năm 2022.
Các chuyên gia nghiên cứu cho biết, các đoạn DNA được phát hiện là của một loạt động vật bao gồm voi răng mấu (mastodons), tuần lộc (reindeer), thỏ rừng (hares), vượn cáo (lemmings) và ngỗng (geese) cũng như thực vật bao gồm cây dương (poplar), bạch dương (birch) và thuja (họ tuyết tùng) và các vi sinh vật bao gồm vi khuẩn và nấm. DNA là vật liệu tự sao chép mang theo thông tin di truyền trong các sinh vật sống – có thể nói nó là bản thiết kế của sự sống.
Voi răng mấu (mastodon) là một họ hàng của loài voi đã lang thang ở Bắc và Trung Mỹ cho đến khi tuyệt chủng cùng với nhiều động vật có vú lớn khác trong Kỷ Băng Hà vào khoảng 10.000 năm trước. Khám phá cho thấy loài voi này có phạm vi sinh sống rộng hơn so với những gì đã biết trước đây.
Eske Willerslev, giám đốc Lundbeck Foundation GeoGenetics Centre và là trưởng nhóm của nghiên cứu được đăng trên tạp chí Nature, cho biết: “Voi răng mấu là một bất ngờ lớn. Loài này chưa bao giờ được tìm thấy ở Greenland trước đây. Tuy nhiên, điều ngạc nhiên lớn nhất là hệ sinh thái độc đáo trong đó các loài Bắc Cực và ôn đới sống cùng nhau. Không có bất kỳ trường hợp tương tự nào xảy ra ở hiện đại.”
Willerslev nói thêm: “Tôi nghĩ không ai đó có thể dự đoán được Greenland có sự đa dạng về thực vật và động vật đến như vậy cách đây 2 triệu năm trước.”
Mặc dù các DNA cổ xưa rất dễ hư hỏng, nhưng nghiên cứu đã chỉ ra rằng trong điều kiện thích hợp – trong trường hợp này là băng vĩnh cửu – nó có thể tồn tại lâu hơn so với trước đây. Willerslev cho biết giờ đây ông sẽ không ngạc nhiên nếu có tìm thấy DNA từ ít nhất 4 triệu năm trước.
Các chuyên gia nghiên cứu đã trích xuất và giải trình tự DNA từ 41 mẫu trầm tích giàu chất hữu cơ thu được từ 5 địa điểm trên bán đảo Peary Land ở Bắc Băng Dương. Các đoạn DNA siêu nhỏ được chiết xuất từ đất sét và thạch anh trong trầm tích. Họ đã xác định được hơn 100 loại động vật và thực vật.
Các mẫu vật này được đào lên lần đầu tiên vào năm 2006, nhưng thời điểm đó những nỗ lực tìm ra DNA đều thất bại. Sau đó, các phương pháp trích xuất DNA cổ xưa đã được cải thiện, và cuối cùng đã có một bước đột phá.
Willerslev cho biết: "Chúng tôi nghĩ rằng đó là do DNA tự liên kết với các hạt khoáng chất giúp nó tồn tại lâu hơn chúng ta nghĩ. Liên kết làm giảm tốc độ phân hủy hóa học tự phát.”
Willerslev cho biết DNA rời rạc không thể được sử dụng để hồi sinh các loài đã tuyệt chủng – như trong sách, truyện và phim ảnh về “Công viên kỷ Jura” – nhưng chúng có thể tiết lộ bí mật về cách thực vật có thể trở nên chống chọi tốt hơn khi khí hậu nóng lên.
Willerslev nói về ‘tàn dư’ DNA: “Ta không thể sử dụng chúng để nhân bản, nhưng có thể dùng để biến đổi gen các sinh vật sống như thực vật để chúng trở nên thích nghi hơn với khí hậu ấm hơn.”
Trước đó, DNA lâu đời nhất được ghi nhận là được chiết xuất từ răng hàm của voi ma mút, một họ hàng khác của voi, ở đông bắc Siberia. Nó có niên đại lên tới 1.2 triệu năm trước, cũng được bảo quản trong điều kiện băng vĩnh cửu. Để so ‘tuổi tác,’ thì loài của chúng ta, Homo sapiens, xuất hiện cách đây chỉ khoảng 300,000 năm.
Hầu hết những hiểu biết về các sinh vật thời tiền sử đến từ nghiên cứu hóa thạch, nhưng các mẫu hóa thạch cũng không thể tiết lộ hết mọi thông tin, đặc biệt liên quan đến các mối quan hệ và đặc điểm di truyền. Đây là lúc DNA cổ đại chứng minh nó là vô giá.
Hiện nay, hầu hết Greenland được bao phủ bởi một dải băng dày, một số khu vực dọc theo bờ biển sẽ không có băng. Khu vực nơi nghiên cứu lấy mẫu được coi là một sa mạc vùng cực. Nhưng 2 triệu năm trước, nhiệt độ trung bình của Greenland cao hơn từ 20 đến 30 độ F (11 đến 17 độ C), theo tác giả chính của nghiên cứu Kurt Kjaer thuộc Trường Copenhagen.
Nhóm nghiên cứu cho biết, trong số các DNA được phát hiện, còn có sự hiện diện của các loài sinh vật biển bao gồm cua móng ngựa (horseshoe crab) và lục tảo (green algae). Điều này cho thấy khí hậu thời điểm đó ấm hơn bây giờ.
DNA đã tiết lộ chi tiết về hệ sinh thái cổ xưa này; nơi đây từng có những khu rừng cây dương và bạch dương đầy động vật hoang dã. Theo đồng tác giả nghiên cứu Mikkel Pedersen của Trường Copenhagen, các mẫu vật không tiết lộ bất kỳ loài ăn thịt nào – có lẽ vì chúng có số lượng ít hơn – nhưng các khoa học gia suy đoán có thể có gấu, chó sói hoặc hổ răng kiếm cổ đại.
Đồng tác giả nghiên cứu Nicolaj Larsen của Trường Copenhagen cho biết nhóm nghiên cứu đang nhắm mục tiêu các địa điểm ở phía bắc Canada để tìm những DNA còn lâu đời hơn nữa.