200万年的DNA表明，这里曾经充满了生命

从4万英尺的高度可以看到格陵兰岛东北部海岸线上的一部分冰盖。最近对DNA片段的分析表明，这片现已结冰的土地曾经充满了生命。摄影：NASA ARCHIVE, ALAMY STOCK PHOTO

撰文：ALEJANDRA BORUNDA

200万年前，地球最北端的边缘地带距离北极只有500英里，那里的地貌与今天的极地荒漠截然不同。相反，一项新的研究发现，这里森林茂密，生产力非常高，驯鹿、啮齿动物甚至令人吃惊的庞然大物乳齿象，都把这里当作家园。

哥本哈根大学地理学家Mikkel Pedersen说，利用古老的DNA片段——甚至可能是迄今为止成功分析的最古老的DNA片段——科学家们已经仔细地重建了一幅“前所未有”的极地古老森林景观。该分析报告于2022年12月7日发表在《自然》杂志上。

研究小组说，这种北极景观没有可以对应的现代对象。它既不是现代斯堪的纳维亚半岛那样的北方针叶林带，也不是温带森林，而是一种独特的混合林带。在那里，他们发现了一百多种不同植物的踪迹，还找到昆虫和海洋生物。最令人兴奋的是，这里面有9种脊椎动物以前从未在格陵兰岛见到过：从小型啮齿动物到行动矫健的兔类祖先，人们还找到乳齿象留下的一个单独痕迹。

这些DNA一起描绘了一个复杂的、完整自洽的生态系统图景——在这个生态系统存在和发展的时代，极地地区比今天温暖11C到17C，它也可能是与我们未来气候变化最接近的时代之一。

环境保护基金会的生态学家Brian Buma没有参与这项研究，他评价道：“这个新发现不仅是一扇通往旧世界的窗口，它还是一扇通向不同气候现实的窗口，”

“我们在这里看到一线希望，”Buma说，在一个炎热的世界里有如此丰富的栖息地，这是值得引起关注的。但一个关键的区别是，与地球目前的变暖速度相比，生态系统可能需要很长时间才能适应和进化。

丰饶的风景

北极每十年至少变暖0.5C。自20世纪80年代以来，这里冬季气温上升了6C。在最坏的气候变化情景下，区域温度最终可能会飙升，几乎与样本所代表的时代一样高。

英国剑桥大学（University of Cambridge）进化遗传学家、该研究的合著者埃克斯威勒斯列夫（Ekse Willerslev）表示，面对这种变化，了解北极的未来需要清楚地看到其过去。这是“让我们了解大自然如何应对温度升高”的唯一途径。

这个项目研究的是大约200万年前的时代，并不是对未来的完美模拟。此时地球已经炎热了数百万年，但正在向一个我们更熟悉的气候状态“冰河时代”转变，进入一个冰期和暖期交替规律出现的阶段。

但“这里留下了令人难以置信的生物多样性遗产”——加拿大自然博物馆的古生物学家Natalia Rybczynski没有参与研究，她这样评价道。研究表明温暖的气候支撑着整个北极森林——骆驼、熊、海狸和许多其他脊椎动物在这里乐不思蜀。

她说：“即使在气候开始变冷的情况下，这一点仍能保持下去，真是令人惊讶。”

在极地森林中找到的物种DNA中，有像红雪松这样的树种，如今在温哥华岛等更南边的地方随处可见。还有马蹄蟹的DNA片段——它们如今在美国东部温暖的墨西哥湾流水域繁衍生息，这表明当时北极沿海的水域要温暖得多。驯鹿和乳齿象这两种食量很大的大型动物DNA的出现，则意味着这片土地的生产力很高。

Pedersen说，研究小组没有发现食肉动物的任何遗传痕迹。食肉动物是完整生态系统的重要组成部分，它们当时很可能存在——只是很罕见，只留下了少量的遗传物质。

他说:“如果我们继续测序，取样并深入研究，我的预测是，我们在某个时候会捕获一些食肉动物。”

重大科学突破

详细的重建工作耗时近20年。

2006年，科考队的一些成员访问了格陵兰岛北部的“哥本哈根角”（Kap Kobenhavnsite），寻找可能含有保存DNA的冻土。

科学家在这个大约40年前发现的遗址里寻找古代的北极沉积物时，已经发现了古代桦树树枝和球果的小碎片，一块兔子牙齿，以及更多预示着古代森林存在的证据。

那些更早之前发现的化石和花粉粒讲述了这个故事的大部分情节。但研究小组想知道，土壤中是否隐藏着更多的秘密。在2006年和随后几个的野外作业季中，他们收集了更多的冻土，并将其带回了哥本哈根大学的实验室。但是用于分析DNA的工具——尤其是用在这样古老的材料上时——还不够灵敏，无法得到任何可靠的结果。

于是他们等待着。每当有新技术出现，他们就会再次尝试。有人发现附着在粘土颗粒上的DNA片段保存得特别好，所以他们瞄准了粘土。另一个研究小组发现，他们可以对所有DNA片段进行“鸟枪法”测序，切碎长DNA链条，其中有些片段只有30个碱基对，仅为脊椎动物平均基因大小的1/1000。尽管进度缓慢，但可以肯定的是，这些进展让研究小组得以最终对格陵兰岛的DNA进行分析——它们可能比之前分析过的任何样本都要古老100万年。

加州大学圣克鲁兹分校的进化生物学家Beth Shapiro没有参与这项研究，她在电子邮件中写道:“能够从保存下来的DNA的微小片段中推断出如此完整的古代生态系统，感觉简直不可思议。”

“我们不断地为自己设定所能检测DNA的最大年限，而技术的进步正不断地打破这些纪录。”

（译者：张淏然）