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Nature 612권, 283~291페이지(2022)이 기사 인용

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측정항목 세부정보

360만년에서 80만년 전의 후기 플라이오세와 초기 홍적세 시대1에는 미래 온난화에서 예측된 것과 유사한 기후가 있었습니다2. 고기후 기록은 연 평균 기온이 현재 값보다 11~19°C 높은 강력한 극 증폭을 보여줍니다3,4. 이 시기에 북극에 서식하는 생물학적 군집은 화석이 드물기 때문에 잘 알려져 있지 않습니다5. 여기에서 우리는 약 200만년 전으로 추정되는 북 그린란드의 Kap København 층의 풍부한 식물과 동물 집합을 설명하는 고대 환경 DNA6(eDNA) 기록을 보고합니다. 이 기록은 포플러나무, 자작나무, 투자나무가 혼합된 식생뿐만 아니라 다양한 북극 및 아한대 관목과 허브가 있는 개방형 아한대 산림 생태계를 보여줍니다. 이들 중 상당수는 거대화석 및 꽃가루 기록을 통해 해당 현장에서 이전에 발견되지 않았던 것들입니다. DNA 기록은 마스토돈, 순록, 설치류, 거위를 포함한 동물의 토끼와 미토콘드리아 DNA의 존재를 확인하며, 모두 현재와 후기 홍적세 친척의 조상입니다. 투구게와 녹조류를 포함한 해양 생물의 존재는 오늘날보다 더 따뜻한 기후를 뒷받침합니다. 재구성된 생태계에는 현대적인 유사점이 없습니다. 그러한 고대 eDNA의 생존은 아마도 광물 표면과의 결합과 관련이 있을 것입니다. 우리의 발견은 유전 연구의 새로운 영역을 열어 고대 eDNA를 사용하여 200만 년 전 생물학적 군집의 생태와 진화를 추적하는 것이 가능하다는 것을 보여줍니다.

Kap København 층은 현재 극지 사막인 North Greenland(82° 24′ N 22° 12′ W)의 Peary Land에 위치하고 있습니다. 상부 퇴적 순서에는 따뜻한 초기 홍적세 간빙기 동안 강어귀로 씻겨 내려가 잘 보존된 육상 동식물 잔해가 포함되어 있습니다7(그림 1). 이 지역에서 약 40년 동안 진행된 고생물환경 및 기후 연구는 이 지역이 여름과 겨울 평균 최저 기온이 각각 10°C와 -17°C로 재구성된 아한대 북극 환경에 위치했던 기간에 대한 독특한 관점을 제공합니다. 현재보다 °C 더 따뜻합니다7,8,9,10,11. 이러한 조건으로 인해 그린란드 빙상이 상당 부분 삭감되었으며, 아마도 지난 240만년(Myr) 동안 마지막 얼음이 없는 기간 중 하나가 만들어졌을 가능성이 있습니다. Kap København 층은 침엽수림과 풍부한 곤충 동물군에서 잘 보존된 거대화석을 산출하는 것으로 알려져 있지만, 척추동물의 흔적은 거의 발견되지 않았습니다. 현재까지 이들은 포유동물의 배설물 안팎에 서식하는 lagomorph 속의 유골, 그들의 coprolites 및 Aphodius 딱정벌레로 구성됩니다. 그러나 캐나다 북극 엘즈미어 섬의 약 3.4백만년 된 Fyles 잎층과 비버 연못에는 멸종된 곰(Protarctos abstrusus), 멸종된 비버(Dipoides sp.), 작은 곰과 같이 그린란드에 식민지화되었을 가능성이 있는 포유류의 화석이 보존되어 있습니다. 송곳니 유키온(Eucyon)과 북극 거대 낙타과4,12,13(파라카멜루스와 유사). 나레스 해협이 이 동물군에 의한 식민지화로부터 그린란드 북부를 격리하는 데 충분한 장벽이었는지 여부는 아직 의문으로 남아 있습니다.

ㅏ. 인디펜던스 피요르드(82° 24′ N 22° 12′ W) 입구에 있는 북부 그린란드의 Kap København 층 위치 및 기타 북극 플리오-홍적세 화석 보유 지역(빨간색 점) 위치. b, Mudderbugt와 북쪽의 낮은 산 사이의 100m 두께 연속 얕은 해양 근해 퇴적물의 침식 잔재의 공간적 분포(a + b는 위치 74a 및 74b를 나타냄). c, 점토층 A와 모래층 B를 구성하는 단위 B1, B2 및 B3의 퇴적층 연속에 대한 빙하-간빙기 분할. 모든 현장에 대한 샘플링 간격은 지역 50의 퇴적층 연속에 투영됩니다. 퇴적학적 기록은 참조 후 수정되었습니다. 7. 지도의 동그라미 숫자는 환경 DNA 분석, 절대 매장 연대 측정 및 고지자기학을 위한 샘플 위치를 표시합니다. 번호가 매겨진 사이트는 이전 간행물7,10,11,14,61을 참조합니다.

0.25. For the initial Kraken 2 search, we used a coarse database created by the taxdb-integration workflow (https://github.com/aMG-tk/taxdb-integration) covering all domains of life and including a genomic database of marine planktonic eukaryotes63 that contain 683 metagenome-assembled genomes (MAGs) and 30 single-cell genomes (SAGs) from Tara Oceans77, following the naming convention in Delmont et al.63, we will refer to them as SMAGs. Reads labelled as root, unclassified, archaea, bacteria and virus were refined through a second Kraken 2 labelling step using a high-resolution database containing archaea, bacteria and virus created by the taxdb-integration workflow. We used the same Kraken 2 parameters and filtering thresholds as the initial search. Both Kraken 2 databases were built with parameters optimized for the study read length (--kmer-len 25 --minimizer-len 23 --minimizer-spaces 4)./p> 25 using samtools90. This produced 103,042, 39,306, 91,272, 182 and 129 reads for Salix, Populus, Betula, Elephantidae and Capreolinae, respectively./p> 200. To determine the approximate age of our recovered mastodon mitogenome we performed a molecular dating analysis with BEAST47 v1.10.4. We used two separate approaches when dating our mastodon mitogenome, as demonstrated in a recent publication92. First, we determined the age of our sequence by comparing against a dataset of radiocarbon-dated specimens (n = 13) only. Secondly, we estimated the age of our sequence including both molecularly (n = 22) and radiocarbon-dated (n = 13) specimens using the molecular dates previously determined92. We utilized the same BEAST parameters as Karpinski et al.92 and set the age of our sample with a gamma distribution (5% quantile: 8.72 × 104, Median: 1.178 × 106; 95% quantile: 5.093 × 106; initial value: 74,900; shape: 1; scale: 1,700,000). In short, we specified a substitution model of GTR+G4, a strict clock, constant population size, and ran the Markov Chain Monte Carlo chain for 50,000,000 runs, sampling every 50,000 steps. Convergence of the run was again determined using Tracer./p> 100). We also verified that the resulting MCC tree from TreeAnnotator47 had placed the ancient sequence phylogenetically identically to pathPhynder62 placement, which is shown in Extended Data Fig. 9. For our major results, we report the uniform ancient age prior, and the GTR+G4 model applied to each of the four partitions. The associated XML is given in Source Data 3. The 95% HPD was (2.0172,0.6786) for the age of the ancient Betula chloroplast sequence, with a median estimate of 1.323 Myr, as shown in Fig. 2./p>

2.0.CO;2" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1130%2F0091-7613%281985%2913%3C542%3AFAEFNG%3E2.0.CO%3B2" aria-label="Article reference 16" data-doi="10.1130/0091-7613(1985)132.0.CO;2"Article ADS Google Scholar /p>