Най-старата ДНК в света произхожда от екосистема в Гренландия на 2,4 милиона години. Ще успеят ли учените евентуално да секвенират още по-стара ДНК?
Най-старата ДНК в света произхожда от екосистема на 2,4 милиона години в Гренландия. (Снимка: Getty Images)
Учените използват древна ДНК, за да изследват въпроси, свързани с изчезнали животни, от 1984 г. насам, когато изследователи са възстановили две парчета ДНК от музеен екземпляр на куага, подобен на зебра вид, изчезнал през 19-ти век. През последните 40 години напредъкът в технологиите позволи на учените да секвенират все по-стара и по-стара ДНК от животни и растения, като настоящият рекорд се държи от екосистема на Гренландия на 2,4 милиона години.
Но може ли ДНК потенциално да издържи още по-дълго? Тъй като запазването на ДНК зависи от огромен брой фактори на околната среда, учените все още се борят с въпроса колко дълго ДНК може теоретично и реалистично да издържи.
„Това е по-малко, отколкото хората са смятали в началото на 90-те, но повече, отколкото хората са смятали в началото на 2000-те“, каза пред Live Science Том Гилбърт, директор на Центъра за еволюционна хологеномика на Датската национална изследователска фондация. „Причината да казвам това е, че началото на 90-те години беше до голяма степен ерата на „Джурасик парк“.
Научнофантастичният роман на Майкъл Крайтън „Джурасик парк“ (Knopf, 1990) – в който милиардер, основател на биоинженерна фирма, извлича ДНК на динозаври от насекоми, вкаменени в кехлибар, и възкресява няколко изчезнали вида – е входна точка в света на древната ДНК.
„Хората започнали да търсят ДНК във вкаменелости от периода Креда“ на организми, живели преди 145 милиона до 66 милиона години, каза Гилбърт, „и ДНК се оказала нещо като бактерии, които не били толкова стари.“
Гилбърт е съавтор на проучване от 2012 г., което използва статистика, за да моделира „полуживота“ на ДНК в костите и да провери твърденията за изключителното оцеляване на ДНК в екземпляри от периода Креда.
Екипът анализира митохондриалната ДНК в 158 кости от изчезнали новозеландски птици моа, на които е направена въглеродна датировка. Като наблюдава как ДНК се разгражда с течение на времето, екипът открил, че „полуживотът“ на ДНК – когато половината от ДНК връзките в пробата се разрушават – е около 521 години.
Въпреки завладяващия сюжет на романа и филма „Джурасик парк“, ДНК от ерата на динозаврите не може да се запази в комар, хванат в капан в кехлибар. (Снимка: Getty Images)
Този модел прогнозира, че при идеални условия ДНК може да оцелее около 6,8 милиона години - не достатъчно дълго, за да се превърне „Джурасик парк“ в реалност.
„Най-добрите условия за съхранение на древна ДНК са студени, тъмни, сухи и скорошни“, каза пред Live Science Дженифър Раф, биологичен антрополог от Университета на Канзас. „Тези условия на вечна замръзналост са мястото, където обикновено можете да получите най-добрата ДНК.“
Това обяснява защо най-старата ДНК до момента е открита в седименти на 2,4 милиона години в Гренландия и защо най-старият секвениран до момента геном - от мамут, живял преди 1,2 милиона години - е открит в Сибир.
Това повдига въпроса коя е най-старата ДНК от човек или близък човешки роднина. Хората са еволюирали до голяма степен в географски райони с горещи и влажни условия, където запазването на ДНК е лошо. Това ограничава колко можем да научим за нашите далечни предци и сродни видове от тяхната ДНК.
ДНК от неандерталците, нашият най-близък изчезнал човешки братовчед, е извлечена през 1997 г. от 40 000-годишен неандерталец, открит през 1856 г. в пещерата Клайне Фелдхофер в Германия. Междувременно, най-старата ДНК в света от човешки роднина идва от Сима де лос Уесос („Яма с кости“) в подземна пещера в планините Атапуерка в Испания. През 2022 г. изследователи секвенираха ДНК от бедрена кост на човешки роднина, живял преди 400 000 години, което предполага, че групата може да е дала началото както на неандерталците, така и на денисованците.
Древните ДНК доказателства от Африка, където хората са еволюирали в продължение на милиони години, в момента са оскъдни. Поради проблеми с естественото съхранение, най-старата ДНК от Субсахарска Африка е само на 20 000 години и произхожда от съвременния Homo sapiens. Заедно с прогнозирания период на полуразпад на ДНК, това означава, че учените са ограничени в изследването на генетиката на нашите най-ранни предци.
Последните постижения в палеопротеомиката – изучаването на древните протеини – започват да предоставят малки количества генетична информация от човешки роднини, живели преди 3,5 милиона години. Но получаването на ДНК от роднини като австралопитеците, група, която включва Луси, е почти невъзможно.
Изследователите не смятат, че ДНК от австралопитеци като Луси, която е живяла преди около 3,2 милиона години в днешна Етиопия, би могла да оцелее до наши дни. (Снимка: Getty Images)
„Не мисля, че ще можем да получим ДНК от австралопитеци“, които са живели преди около 4,5 милиона до 1,2 милиона години, каза Раф, „защото всички те са в Африка и условията не са идеални.“ Но все пак може да е възможно да се извлече ДНК от по-скорошни хоминини, група, която обхваща нашите близки човешки предци и роднини.
„Много по-оптимистичен съм относно Homo erectus“, каза Раф. „Homo erectus има на места, където е възможно да има добро съхранение на ДНК“, включително Република Грузия и Китай.
Дори ако експертите намерят място с идеални условия за съхранение на древна ДНК – студено, тъмно и сухо – има един последен параметър, който е важно да се вземе предвид, каза Гилбърт: дали оцелялата ДНК е значима.
„Има минимална дължина на ДНК последователност, която е необходима, за да можете да я идентифицирате уникално“, каза Гилбърт. „Ако вземете книга и я разделите на глави, можете да я идентифицирате. Ако я разделите на думи, е много по-трудно. Ако я разделите на букви, е невъзможно.“
Въпреки че 2,4 милиона години е настоящият рекорд за най-старата смислена ДНК, която е секвенирана, каза Гилбърт, в бъдеще може да се открие по-стара ДНК, може би под антарктическите ледени покривки.
„Честно казано, ако ме бяха попитали през 2003 г. колко дълго може да издържи ДНК, абсолютната мисъл на всички запознати щеше да е 100 000 години“, каза Гилбърт. „Така че вече сме сгрешили с коефициент 20.“
Източник за статията
Учените използват древна ДНК, за да изследват въпроси, свързани с изчезнали животни, от 1984 г. насам, когато изследователи са възстановили две парчета ДНК от музеен екземпляр на куага, подобен на зебра вид, изчезнал през 19-ти век. През последните 40 години напредъкът в технологиите позволи на учените да секвенират все по-стара и по-стара ДНК от животни и растения, като настоящият рекорд се държи от екосистема на Гренландия на 2,4 милиона години.
Но може ли ДНК потенциално да издържи още по-дълго? Тъй като запазването на ДНК зависи от огромен брой фактори на околната среда, учените все още се борят с въпроса колко дълго ДНК може теоретично и реалистично да издържи.
„Това е по-малко, отколкото хората са смятали в началото на 90-те, но повече, отколкото хората са смятали в началото на 2000-те“, каза пред Live Science Том Гилбърт, директор на Центъра за еволюционна хологеномика на Датската национална изследователска фондация. „Причината да казвам това е, че началото на 90-те години беше до голяма степен ерата на „Джурасик парк“.
Научнофантастичният роман на Майкъл Крайтън „Джурасик парк“ (Knopf, 1990) – в който милиардер, основател на биоинженерна фирма, извлича ДНК на динозаври от насекоми, вкаменени в кехлибар, и възкресява няколко изчезнали вида – е входна точка в света на древната ДНК.
„Хората започнали да търсят ДНК във вкаменелости от периода Креда“ на организми, живели преди 145 милиона до 66 милиона години, каза Гилбърт, „и ДНК се оказала нещо като бактерии, които не били толкова стари.“
Гилбърт е съавтор на проучване от 2012 г., което използва статистика, за да моделира „полуживота“ на ДНК в костите и да провери твърденията за изключителното оцеляване на ДНК в екземпляри от периода Креда.
Екипът анализира митохондриалната ДНК в 158 кости от изчезнали новозеландски птици моа, на които е направена въглеродна датировка. Като наблюдава как ДНК се разгражда с течение на времето, екипът открил, че „полуживотът“ на ДНК – когато половината от ДНК връзките в пробата се разрушават – е около 521 години.
Този модел прогнозира, че при идеални условия ДНК може да оцелее около 6,8 милиона години - не достатъчно дълго, за да се превърне „Джурасик парк“ в реалност.
„Най-добрите условия за съхранение на древна ДНК са студени, тъмни, сухи и скорошни“, каза пред Live Science Дженифър Раф, биологичен антрополог от Университета на Канзас. „Тези условия на вечна замръзналост са мястото, където обикновено можете да получите най-добрата ДНК.“
Това обяснява защо най-старата ДНК до момента е открита в седименти на 2,4 милиона години в Гренландия и защо най-старият секвениран до момента геном - от мамут, живял преди 1,2 милиона години - е открит в Сибир.
Това повдига въпроса коя е най-старата ДНК от човек или близък човешки роднина. Хората са еволюирали до голяма степен в географски райони с горещи и влажни условия, където запазването на ДНК е лошо. Това ограничава колко можем да научим за нашите далечни предци и сродни видове от тяхната ДНК.
ДНК от неандерталците, нашият най-близък изчезнал човешки братовчед, е извлечена през 1997 г. от 40 000-годишен неандерталец, открит през 1856 г. в пещерата Клайне Фелдхофер в Германия. Междувременно, най-старата ДНК в света от човешки роднина идва от Сима де лос Уесос („Яма с кости“) в подземна пещера в планините Атапуерка в Испания. През 2022 г. изследователи секвенираха ДНК от бедрена кост на човешки роднина, живял преди 400 000 години, което предполага, че групата може да е дала началото както на неандерталците, така и на денисованците.
Древните ДНК доказателства от Африка, където хората са еволюирали в продължение на милиони години, в момента са оскъдни. Поради проблеми с естественото съхранение, най-старата ДНК от Субсахарска Африка е само на 20 000 години и произхожда от съвременния Homo sapiens. Заедно с прогнозирания период на полуразпад на ДНК, това означава, че учените са ограничени в изследването на генетиката на нашите най-ранни предци.
Последните постижения в палеопротеомиката – изучаването на древните протеини – започват да предоставят малки количества генетична информация от човешки роднини, живели преди 3,5 милиона години. Но получаването на ДНК от роднини като австралопитеците, група, която включва Луси, е почти невъзможно.
„Не мисля, че ще можем да получим ДНК от австралопитеци“, които са живели преди около 4,5 милиона до 1,2 милиона години, каза Раф, „защото всички те са в Африка и условията не са идеални.“ Но все пак може да е възможно да се извлече ДНК от по-скорошни хоминини, група, която обхваща нашите близки човешки предци и роднини.
„Много по-оптимистичен съм относно Homo erectus“, каза Раф. „Homo erectus има на места, където е възможно да има добро съхранение на ДНК“, включително Република Грузия и Китай.
Дори ако експертите намерят място с идеални условия за съхранение на древна ДНК – студено, тъмно и сухо – има един последен параметър, който е важно да се вземе предвид, каза Гилбърт: дали оцелялата ДНК е значима.
„Има минимална дължина на ДНК последователност, която е необходима, за да можете да я идентифицирате уникално“, каза Гилбърт. „Ако вземете книга и я разделите на глави, можете да я идентифицирате. Ако я разделите на думи, е много по-трудно. Ако я разделите на букви, е невъзможно.“
Въпреки че 2,4 милиона години е настоящият рекорд за най-старата смислена ДНК, която е секвенирана, каза Гилбърт, в бъдеще може да се открие по-стара ДНК, може би под антарктическите ледени покривки.
„Честно казано, ако ме бяха попитали през 2003 г. колко дълго може да издържи ДНК, абсолютната мисъл на всички запознати щеше да е 100 000 години“, каза Гилбърт. „Така че вече сме сгрешили с коефициент 20.“
Tags:
Наука
Здравейте, надявам се може на "ти"!
ОтговорИзтриванеСледя блога от скоро,доста добри са нещата, които пускаш.
В тази статия, обаче ще си позволя да те редактирам, изчезналото животно,подвид на зебра се нарича КУАГА.
Ако ти е удобно и имаш време,мисля,че е редно да го редактираш.
Все пак четат интелигентни хора, които е редно да получават коректна информация.
😀Блога е супер 😀
Благодаря за будното ви отношение към блога и за критиката към небрежността която съм допуснал, радвам се че имам интелигентни четатели ! Пожелавам си да откриете още много бъдещи мой грешки.
ИзтриванеРеспект <3