Fossilt DNA opklarer fortidens liv og klima – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Niels Bohr Institutet > Nyheder > Nyheder 2007 > Fossilt DNA opklarer f...

05. juli 2007

Fossilt DNA opklarer fortidens liv og klima

Fortidens Grønland var grøn – dækket af skov og med et relativt mildt klima som i det sydlige Sverige, viser ny dansk forskning. Professor ved Københavns Universitet, Eske Willerslev har analyseret verdens ældste DNA, som er blevet bevaret under den kilometertykke iskappe. DNA-sporene er næsten en halv million år gamle, og forskningen tegner et billede, som vælter alle tidligere antagelser om det biologiske liv og klimaet i Grønland. Resultaterne er netop blevet offentliggjort i det ansete videnskabelige tidsskrift, Science.

Rekonstruktion af fortidens Grønlandske
landskab tegnet af Bent Jærdig Knudsen

Ti procent af Jorden er dækket af is. Isen har dækket områderne i årtusinder, og ingen aner, hvad der ligger under de kilometertykke iskapper. De er Jordens totalt ukendte og uudforskede områder.

Men nogle har haft et nålestik dernede. Flere projekter under dansk ledelse har gennemført boringer gennem den grønlandske iskappe og hentet en søjle af iskerner hele vejen fra toppen til bunden. Iskernerne har årlag, og er et frossent arkiv over Jordens klima.

”Gad vide, om der også kan være DNA dernede”, tænkte Eske Willerslev, der er verdens førende ekspert i at udvinde DNA fra fortidens begravede organismer i permafrossen jord. Måske kunne man rekonstruere fortidens miljø, var hans tanke.

Bundprøver med fortids-mudder
Selve iskappen består af ren is, men det sidste stykke er blandet op med mudder fra bunden, og det var dét mudder, Eske Willerslev gerne ville prøve at undersøge.

Han fik bundprøver fra tre boringer, DYE-3 boringen i den sydlige del af Grønland, GRIP-boringen midt inde på den grønlandske indlandsis, og som den tredje bundprøve brugte han John Evans gletcheren i Canada.

Den canadiske gletcher er kun nogle få tusinde år gammel, og prøverne fra den skulle bruges som afprøvning af metoden. Fra bundprøven af isen fandt han DNA fra tre af de fire mest almindelige planter, der vokser i området. ”Det vil sige, at det, man finder under isen, repræsenterer det lokale miljø”, forklarer Eske Willerslev.


Sigfus Johnsen, ph.d., forsker i Is og
Klima-gruppen ved Niels Bohr Institutet
trækker bund-iskernen ud af boret ved
Dye 3 boringen i 1981.

I bundprøven fra GRIP-boringen midt inde på den grønlandske indlandsis var der ingen DNA-rester overhovedet – hverken fra planter, pattedyr eller insekter. Forklaringen er, siger han, at isen inde på midten af indlandsisen er meget tyk – over 3 kilometer, og det store tryk skaber en højere temperatur på bunden, og DNA-materialet ikke klare varme, så går det i stykker.

Fortidens flora og fauna
Ved DYE-3 boringen, som ligger i den sydlige tredjedel af Grønland, er isen ’kun’ godt to kilometer tyk, og hér var DNA-materialet så velbevaret, at Eske Willerslev kunne udvinde genetiske spor fra en lang række planter og insekter og rekonstruere fortidens plante- og dyreliv.

”Det genetiske materiale viser et biologisk miljø, der er helt anderledes, end det, vi finder i dag”, fortæller han. ”Vi har fundet gran, fyr, taks og elletræer. Det er svarer til de landskaber, vi finder i Øst-Canada og i de svenske skove i dag. På baggrund af træerne kan man også opklare klimaet, da hver art har bestemte temperaturkrav. Taks-træerne fortæller, at temperaturen om vinteren ikke kan have været lavere end minus 17 grader Celcius, og selve tilstedeværelsen af egentlige træerne kan fortælle, at sommertemperaturen har været mindst 10 grader varm”.

Klima-teorier væltes
Forskningsresultaterne er de første direkte beviser på, at der har været skov i det sydlige Grønland. Ydermere fandt Eske Willerslev også genetiske spor af insekter som sommerfugle, møl, fluer og biller.

Men hvornår var det? Hidtil har de fleste videnskabelige teorier ment, at hele Sydgrønland og størstedelen af den nordlige del var isfri under den forrige mellemistid, Eem for 125.000 år siden, hvor klimaet var 5 grader varmere end den mellemistid, vi lever i nu.

Men den teori kunne ikke bekræftes med de efterfølgende dateringer. Dels analyserede han insekternes mitochondrier, som er nogle særlige genomer, der ændres efter en skala med tiden og som en slags ur kan oplyse om den forgangne tid - og dels analyserede han deres aminosyrer, der også ændres efter en skala med tiden. Begge dateringer viste, at insekterne var mindst 450.000 år gamle.

Iskerneforskerne er eksperter i at analysere det fine støv, der blæser ind på isen og begraves år for år, og de har stået for yderligere to dateringer. Den ene er datering ved stimuleret luminiscens. Det er en metode, hvor man undersøger visse mineraler, der kan påvirkes til at afgive en form for lys afhængigt af, hvor lang tid, der er gået, siden mineralerne sidst fik sollys.

Den anden metode er radioaktiv datering. ”Vi kan fastsætte, hvornår isen sidst har været i kontakt med atmosfæren”, fortæller Jørgen Peder Steffensen, der er forsker i Is og Klima-gruppen på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet. Han forklarer, at de særlige isotoper, beryllium-10 og klor-36 begge har en bestemt halveringstid for henfald (ligesom kulstof-14). Forholdet mellem dem kan datere, hvornår is og støv er blevet begravet og ikke mere kom i kontakt med atmosfæren.

Dateringen af støvkorn viste også, at det var mindst 450.000 år siden, området ved DYE-3 boringen i det sydlige Grønland har været isfrit. Det vil sige, at der lå is under Eem-tiden for 125.000 år siden. Det betyder, at selvom vi i dag står overfor en global opvarmning, vil al indlandsisen ikke smelte og bevirke de voldsomme havstigninger, der tales så meget om.

----------------------------------------------------------------------

Tilføjelse: Ordlyden i sidste sætning er upræcis og kan give anledning til misforståelser. Bemærk derfor uddybende beskrivelse:

Forskerne vil ikke sætte spørgsmålstegn ved, om havniveauet vil stige under en global opvarmning. Under sidste mellemistid, Eem-tiden for ca 125.000 år siden var klimaet i Grønland 5 grader varmere end i dag og det globale havniveau var 4-5 meter højere. Men da de nye forskningsresultater viser, at iskappen på Grønland dengang også dækkede det sydlige af landet, kan smeltevand derfra kun have givet anledning til en havstigning på omkring 2 meter. Derfor må den is, der smeltede og forårsagede havstigningerne også komme andre steder fra f.eks. Antarktis. Desuden vil varmere temperatur i oceanerne betyde havstigninger på en halv meter, og smeltning af mindre gletchere på kloden vil også kunne give yderligere en halv meters havstigning.