El descubrimiento del ADN más antiguo del mundo podría ayudarnos a comprender el costo de la crisis climática
Se identifica por primera vez una muestra de ADN de dos millones de años, abriendo un ‘nuevo capítulo’ en la historia de la evolución
Una muestra de ADN de dos millones de años podría marcar un “punto de inflexión” para la comprensión de los antiguos ecosistemas del mundo y podría ayudarnos a entender cómo el medio ambiente podría cambiar debido a la crisis climática.
La nueva muestra, formada por fragmentos microscópicos de ADN ambiental, se encontró en sedimentos de la Edad de Hielo en el norte de Groenlandia y bate el récord anterior de una muestra de ADN de un millón de años, que provino de un hueso de mamut siberiano.
El ADN antiguo ya se ha utilizado para mapear algunos de los componentes de un ecosistema de dos millones de años de antigüedad “que resistieron el cambio climático”, dijo el equipo de investigación dirigido por académicos de Cambridge y la Universidad de Estocolmo.
También creen que los resultados podrían ayudar a predecir el costo ambiental a largo plazo del calentamiento global actual.
“Finalmente se ha abierto un nuevo capítulo que abarca un millón de años más de historia y, por primera vez, podemos observar directamente el ADN de un ecosistema que se remonta tan atrás en el tiempo", explicó el profesor Eske Willerslev, un profesor del St John’s College, Cambridge, y que también trabaja en la Universidad de Estocolmo.
“El ADN puede degradarse rápidamente, pero hemos demostrado que, en las circunstancias adecuadas, ahora podemos retroceder más en el tiempo de lo que nadie podría haberse atrevido a imaginar.”
Su colega del Centro de Geogenética de la Fundación Lundbeck de la Universidad de Estocolmo, el profesor Kurt Kjær, experto en geología, dijo que las muestras habían estado bien protegidas de cualquier impacto humano durante los últimos dos millones de años.
Él explicó: “Las antiguas muestras de ADN fueron encontradas enterradas profundamente en sedimentos que se habían acumulado durante 20.000 años”.
“El sedimento finalmente se conservó en hielo o permafrost y, lo que es más importante, los humanos no lo perturbaron durante dos millones de años.”
Los investigadores dijeron que las piezas de ADN que examinaron eran muestras incompletas, de unas pocas millonésimas de milímetro de largo.
Se extrajeron de un depósito de sedimentos de casi 100 metros de espesor, conocido como Formación København, que se encuentra en la desembocadura de un fiordo en el Océano Ártico en el punto más septentrional de Groenlandia. Hace dos millones de años, el clima de Groenlandia variaba entre ártico y templado y las temperaturas eran entre 10 y 17 °C más altas que en Groenlandia en la actualidad. El sedimento se acumuló metro a metro en una bahía poco profunda.
El equipo dijo que también descubrió evidencia de microorganismos, animales y plantas, incluidos renos, liebres, lemmings, abedules y álamos.
Incluso descubrieron que el mastodonte, un mamífero parecido a un elefante de la Edad de Hielo, llegó hasta Groenlandia antes de extinguirse más tarde. Anteriormente se pensaba que los mastodontes no recorrían tan lejos como el norte de Groenlandia, al alejarse de su hábitat original en América del Norte y Central.
Para realizar una evaluación exhaustiva de los fragmentos de ADN, 40 investigadores de Dinamarca, Reino Unido, Francia, Suecia, Noruega, Estados Unidos y Alemania analizaron las muestras.
"El proceso fue laborioso", dijeron los investigadores.
Cuando encontraron el ADN, los investigadores compararon cada uno de los fragmentos de ADN con extensas bibliotecas de muestras recolectadas de animales, plantas y microorganismos actuales.
"Comenzó a surgir una imagen del ADN de árboles, arbustos, pájaros, animales y microorganismos" del mundo hace dos millones de años.
Dijeron que algunos de los fragmentos de ADN eran fáciles de clasificar como predecesores de las especies actuales, mientras que otros solo podían vincularse a nivel de género, y algunos se originaron a partir de especies imposibles de ubicar en las bibliotecas de ADN de los animales, las plantas y los microorganismos que existen en el siglo XXI.
Las muestras de dos millones de años también ayudaron a los académicos a construir una imagen de una etapa previamente desconocida en la evolución del ADN de una variedad de especies aún en existencia hoy.
El profesor Kjær dijo: "Gracias al desarrollo de una nueva generación de equipos de secuenciación y extracción de ADN, pudimos localizar e identificar fragmentos de ADN extremadamente pequeños y dañados en las muestras de sedimentos. Significó que finalmente pudimos mapear un ecosistema de dos millones de años.”
El profesor asistente Mikkel W Pedersen, coautor del artículo y también con sede en el Centro de Geogenética de la Fundación Lundbeck, aclaró: "El ecosistema Kap København, que no tiene un equivalente actual, existió a temperaturas considerablemente más altas de las que tenemos hoy, y porque, a primera vista, el clima parece haber sido similar al clima que prevemos en nuestro planeta en el futuro debido al calentamiento global.
“Uno de los factores clave aquí es observar hasta qué punto las especies podrán adaptarse al cambio en las condiciones derivadas de un aumento significativo de la temperatura. Los datos sugieren que más especies pueden evolucionar y adaptarse a temperaturas muy variables de lo que se pensaba anteriormente. Pero, de manera crucial, los resultados muestran que este proceso requiere tiempo. La velocidad del calentamiento global actual significa que los organismos y las especies no tienen ese tiempo. Como consecuencia, la emergencia climática sigue representando una gran amenaza para la biodiversidad y el mundo: la extinción está inminente para algunas especies, incluidas las plantas y los árboles.
El equipo de investigación señaló que creía en algunos de las “estrategias” del ADN vegetal de dos millones de años que descubrió podría usarse para ayudar a que algunas especies en peligro de extinción sean más resistentes al calentamiento climático.
El profesor Kjær señaló: “Es posible que la ingeniería genética pueda imitar la estrategia desarrollada por las plantas y los árboles hace dos millones de años para sobrevivir en un clima caracterizado por el aumento de las temperaturas y evitar la extinción de algunas especies, plantas y árboles. De ahí que este avance científico es tan significativo: podría revelar cómo podemos intentar contrarrestar el impacto devastador del calentamiento global”.
Los hallazgos de la arcilla Kap København ahora podrían abrir un período completamente nuevo en la detección de ADN si los científicos se enfocan en formaciones geológicas similares.
El profesor Willerslev explicó: “El ADN generalmente sobrevive mejor en condiciones frías y secas como las que prevalecieron durante la mayor parte del período desde que el material se depositó en Kap København. Ahora que hemos extraído con éxito el ADN antiguo de la arcilla y el cuarzo, es posible que la arcilla haya conservado el ADN antiguo en ambientes cálidos y húmedos en sitios encontrados en África.
“Si podemos comenzar a explorar el ADN antiguo en los granos de arcilla de África, podremos recopilar información innovadora sobre el origen de muchas especies diferentes, tal vez incluso adquiramos nuevos conocimientos sobre los primeros humanos y sus antepasados. – las posibilidades son infinitas.”
La investigación se publica en la revista Nature.
Traducción de Anna McDonnell