Susły stworzyły archiwum epoki lodowej. Niebywałe odkrycie w norach

Paleontolodzy zwykle rekonstruują przeszłość na podstawie kości, zębów albo odcisków pozostawionych w skałach. Takie znaleziska pozwalają ustalić, jakie gatunki żyły w danym miejscu i jak wyglądały. Znacznie trudniej odtworzyć jednak całe środowisko, w którym funkcjonowały. Dlatego badacze stale poszukują źródeł informacji, które pokazują więcej niż pojedyncze szkielety czy skamieniałości.

Dlatego tak duże zainteresowanie wzbudziło nowe badanie opublikowane w czasopiśmie Nature Communications. Zespół naukowców przeanalizował materiał znaleziony w dawnych norach susłów na Jukonie w północno-zachodniej Kanadzie. Niektóre próbki miały nawet około 700 tysięcy lat.

To właśnie wieczna zmarzlina sprawiła, że zachowały się one w wyjątkowo dobrym stanie. Przez setki tysięcy lat pozostawały zamrożone, chronione przed wilgocią, bakteriami i większością procesów prowadzących do rozkładu. Dzięki temu przetrwały nie tylko same próbki, ale także zawarte w nich ślady materiału genetycznego. Kiedy badacze zaczęli analizować zawarte w nich DNA, szybko okazało się, że mają do czynienia z czymś znacznie ciekawszym niż tylko śladami samych gryzoni.

Mamuty, bizony i wilki zapisane w DNA

W próbkach znaleziono materiał genetyczny pochodzący od setek różnych organizmów. Były tam ślady roślin, owadów, grzybów, mikroorganizmów i dużych ssaków zamieszkujących dawną Beringię, rozległy obszar obejmujący dzisiejszą Alaskę, Jukon i część Syberii. W efekcie naukowcy otrzymali wyjątkowo szeroki obraz dawnego środowiska.

Naukowcy zidentyfikowali między innymi DNA mamutów włochatych, bizonów stepowych, koni, karibu oraz wilków. Udało się także odtworzyć kompletne genomy mitochondrialne wielu organizmów. Najcenniejsze okazało się jednak nie pojedyncze odkrycie konkretnego gatunku, ale możliwość spojrzenia na cały ekosystem jednocześnie. W takich próbkach zachowują się bowiem ślady wielu organizmów żyjących obok siebie w tym samym czasie.

„To zapis chwili w czasie, który pokazuje znacznie więcej niż same skamieniałości” – powiedziała Kelsey Witt, biolog obliczeniowa z Clemson University, cytowana przez „New York Times”. Kości mówią nam, że dane zwierzę żyło w określonym miejscu. Materiał genetyczny zachowany w takich próbkach pozwala natomiast zobaczyć znacznie szerszy obraz: jakie rośliny rosły wokół, jakie zwierzęta występowały w sąsiedztwie i jak wyglądały zależności między nimi. To właśnie dlatego podobne badania stają się coraz ważniejszym narzędziem paleoekologów.

Niewielkie zwierzęta, wielkie archiwum

Współczesne susły arktyczne spędzają większość życia pod ziemią. Nawet osiem miesięcy w roku pozostają w stanie hibernacji. Kiedy budzą się wiosną, mają niewiele czasu na zdobycie pożywienia i zgromadzenie zapasów. Do nor trafiają więc rozmaite elementy otaczającego środowiska: rośliny, nasiona, grzyby, owady i inne źródła pokarmu. Wraz z nimi gromadzą się również ślady DNA. Z biegiem czasu tworzyły one zapis lokalnej przyrody.

Przez tysiące pokoleń takie podziemne magazyny stopniowo zamieniały się w wyjątkowe archiwum przyrody. „Susły hibernują przez około osiem miesięcy w roku, a przez cztery miesiące aktywności muszą zdobyć jak najwięcej pożywienia i przynieść do nor jak najwięcej zasobów” – wyjaśnia Tyler Murchie z McMaster University.

Badacze porównują takie próbki do kapsuł czasu. Zawierają one informacje nie tylko o samych zwierzętach, ale także o całym świecie, który je otaczał. W wielu przypadkach są to dane, których nie da się uzyskać w żaden inny sposób.

Historia susłów okazała się bardziej skomplikowana

Badanie przyniosło również niespodziankę dotyczącą samych właścicieli nor. Wyniki okazały się ważne nie tylko dla badań nad ekosystemami, ale także dla poznania ewolucji gryzoni. Przez lata zakładano, że susły żyjące na Jukonie setki tysięcy lat temu należały do tej samej linii ewolucyjnej co współczesne susły arktyczne. Analiza DNA pokazała jednak, że sprawa jest bardziej złożona.

Jedna z najstarszych próbek okazała się bliżej spokrewniona z susłami żyjącymi obecnie w zachodniej Syberii niż z tymi spotykanymi dziś w Kanadzie. Oznacza to, że dawne populacje były bardziej zróżnicowane, niż przypuszczano. Oznacza to, że część dawnych linii ewolucyjnych prawdopodobnie zniknęła, nie pozostawiając współczesnych odpowiedników.

Historia tych gryzoni była więc bogatsza i bardziej skomplikowana, niż wynikało z wcześniejszych badań opartych wyłącznie na kościach. Niewykluczone, że podobnych niespodzianek kryje się w arktycznych osadach znacznie więcej.

Co jeszcze kryje wieczna zmarzlina?

Autorzy pracy podkreślają, że podobne odkrycia mogą dopiero nadejść. Wieczna zmarzlina przechowuje ogromne ilości materiału biologicznego, który w wielu miejscach nigdy nie został przebadany.

Takie próbki pozwalają śledzić zmiany zachodzące w ekosystemach na przestrzeni setek tysięcy lat. Dzięki nim można sprawdzić, jak organizmy reagowały na ocieplenia i ochłodzenia klimatu, które występowały długo przed pojawieniem się człowieka. Pozwala to spojrzeć na współczesne zmiany klimatu w znacznie szerszej perspektywie.

„Możemy badać, jak gatunki przystosowywały się do zmian klimatu w przeszłości. To może pomóc lepiej zrozumieć wyzwania, przed którymi stoją współczesne ekosystemy” – powiedział Hendrik Poinar, dyrektor McMaster Ancient DNA Centre.

Najciekawsze w tym odkryciu jest jednak coś innego. Przez lata badacze szukali śladów epoki lodowej przede wszystkim w kościach wielkich zwierząt. Tymczasem jedne z najbardziej szczegółowych informacji o świecie mamutów zachowały się dzięki niewielkim gryzoniom, które po prostu przez setki tysięcy lat robiły to, co robią susły: gromadziły zapasy i mieszkały w swoich norach. Dzięki temu pozostawiły po sobie zapis świata, który zniknął setki tysięcy lat temu.