Tras analizar el ADN más antiguo reconstruyen el ecosistema de la Groenlandia verde de hace dos millones de años

Como el mayor de los tesoros, permanecían conservados entre arcilla y cuarzo en perfecto estado, pequeños fragmentos genéticos de la Edad de Hielo. Unos fragmentos microscópicos de antiguos animales y plantas que conservaban ADN con dos millones de años de antigüedad y que al analizarlos, han permitido a los científicos reconstruir su ecosistema.

Todo un hito para la ciencia porque hasta ahora el ADN más antiguo (obtenido de restos molares de mamut) contaba con un millón de años de antigüedad.

Un descubrimiento que "cambiará las reglas del juego" en la historia de la evolución, según los investigadores.

El hallazgo se ha publicado en la revista Nature. Allí se cuenta como los científicos encontraron fragmentos microscópicos de ADN ambiental de antiguos animales y plantas en sedimentos de la Edad de Hielo en el norte de Groenlandia en 41 muestras utilizables halladas ocultas en arcilla y cuarzo.

Gracias a una tecnología de vanguardia, los investigadores descubrieron que los fragmentos son un millón de años más antiguos que el anterior registro de ADN extraído de un hueso de mamut siberiano.

"El registro muestra un ecosistema de bosque boreal abierto con vegetación mixta de álamos, abedules y tuyas, así como una variedad de arbustos y hierbas árticos y boreales, muchos de los cuales no se habían detectado previamente en el sitio a partir de registros de macrofósiles y polen", explican en el artículo los científicos, que al analizar el ADN descubrieron también restos de animales, plantas y microorganismos, como renos, liebres, lemmings y abedules y álamos.

Así las muestras analizadas parecen sugerir que la zona fue además de un vergel, el hogar de mastodontes, renos, liebres y otras especies que vagaban por un ecosistema boscoso: "El ADN confirma la presencia de liebre y ADN mitocondrial de animales como mastodontes, renos, roedores y gansos, todos ancestrales de sus parientes actuales y del Pleistoceno tardío. La presencia de especies marinas como el cangrejo herradura y las algas verdes respaldan un clima más cálido que el actual. El ecosistema reconstruido no tiene un análogo moderno. La supervivencia de un eDNA tan antiguo probablemente se relacione con su unión a las superficies minerales", explican.

Los investigadores descubrieron incluso que el mastodonte, un mamífero de la Edad de Hielo, llegó hasta Groenlandia antes de extinguirse. Anteriormente se pensaba que el área de distribución de estos animales parecidos a los elefantes no llegaba hasta Groenlandia desde sus orígenes conocidos en Norteamérica y Centroaméric

Los investigadores también encontraron ADN de una amplia gama de microorganismos, incluidas bacterias y hongos, que siguen cartografiando.

En un futuro trabajo de investigación se presentará una descripción detallada de cómo funcionaba biológicamente la interacción -entre animales, plantas y organismos unicelulares- dentro del antiguo ecosistema del punto más septentrional de Groenlandia.

El ADN antiguo se ha utilizado para cartografiar un ecosistema de dos millones de años de antigüedad que soportó cambios climáticos extremos. Los investigadores esperan que los resultados ayuden a predecir el impacto medioambiental a largo plazo del calentamiento global actual.

El descubrimiento ha sido realizado por un equipo múltiple de científicos dirigido por Eske Willerslev y Kurt H. Kjaer. El profesor Willerslev es miembro del St John's College de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) y director del Centro de Geogenética de la Fundación Lundbeck de la Universidad de Copenhague (Dinamarca), donde también trabaja el profesor Kjaer, experto en geología.

El profesor Willerslev destaca que "por fin se ha abierto un nuevo capítulo que abarca un millón de años más de historia y, por primera vez, podemos observar directamente el ADN de un ecosistema del pasado tan lejano en el tiempo. El ADN puede degradarse rápidamente, pero hemos demostrado que, en las circunstancias adecuadas, ahora podemos remontarnos más atrás en el tiempo de lo que nadie se hubiera atrevido a imaginar", añade.

El profesor Kjaer añade que "antiguas muestras de ADN se encontraron enterradas a gran profundidad en sedimentos que se habían ido acumulando a lo largo de 20.000 años. El sedimento acabó conservándose en el hielo o el permafrost y, lo que es más importante, no fue alterado por el ser humano en dos millones de años".

Las muestras incompletas, de unas pocas millonésimas de milímetro, se tomaron de la Formación Kobenhavn, un depósito de sedimentos de casi 100 metros de espesor situado en la boca de un fiordo del Océano Ártico, en el punto más septentrional de Groenlandia. El clima de Groenlandia en aquella época oscilaba entre el ártico y el templado y era entre 10 y 17 ºC más cálido que el de Groenlandia en la actualidad. Los sedimentos se acumulaban metro a metro en una bahía poco profunda.

El profesor adjunto Mikkel W. Pedersen, co-primer autor del artículo y también del Centro de Geogenética de la Fundación Lundbeck, afirma que "el ecosistema de Kap Kobenhavn, que no tiene equivalente en la actualidad, existió a temperaturas considerablemente más altas que las actuales, y porque, a primera vista, el clima parece haber sido similar al que esperamos en nuestro planeta en el futuro debido al calentamiento global".

"Uno de los factores clave aquí es hasta qué punto las especies podrán adaptarse al cambio de condiciones derivado de un aumento significativo de la temperatura --prosigue--. Los datos sugieren que pueden evolucionar y adaptarse a temperaturas muy variables más especies de lo que se pensaba, pero, sobre todo, estos resultados muestran que necesitan tiempo para hacerlo".

Indica que "la velocidad del calentamiento global actual significa que los organismos y las especies no disponen de ese tiempo, por lo que la emergencia climática sigue siendo una enorme amenaza para la biodiversidad y el mundo: la extinción está en el horizonte para algunas especies, incluidas plantas y árboles".

El trabajo de los 40 investigadores de Dinamarca, Reino Unido, Francia, Suecia, Noruega, Estados Unidos y Alemania ha desvelado los secretos de los fragmentos de ADN. El proceso fue minucioso: primero había que determinar si había ADN oculto en la arcilla y el cuarzo y, en caso afirmativo, si se podía separar el ADN del sedimento para examinarlo. Al final, la respuesta fue afirmativa.

Los investigadores compararon cada fragmento de ADN con extensas bibliotecas de ADN recogido de animales, plantas y microorganismos actuales. Comenzó a formarse una imagen del ADN de árboles, arbustos, aves, animales y microorganismos.

Algunos de los fragmentos de ADN eran fáciles de clasificar como predecesores de especies actuales, otros sólo podían relacionarse a nivel de género y algunos procedían de especies imposibles de ubicar en las bibliotecas de ADN de animales, plantas y microorganismos que aún viven en el siglo XXI.

Las muestras de dos millones de años de antigüedad también ayudan a los científicos a hacerse una idea de una etapa desconocida hasta ahora en la evolución del ADN de una serie de especies que aún existen en la actualidad.

"No ha sido hasta que se ha desarrollado una nueva generación de equipos de extracción y secuenciación de ADN que hemos podido localizar e identificar fragmentos de ADN extremadamente pequeños y dañados en las muestras de sedimentos --prosigue el profesor Kjaer--. Esto significó que por fin pudimos cartografiar un ecosistema de dos millones de años de antigüedad".

Ahora se espera que algunos de los "trucos" del ADN vegetal de dos millones de años de antigüedad descubierto puedan utilizarse para ayudar a que algunas especies en peligro de extinción sean más resistentes al calentamiento del clima.

Kjaer afirma que "es posible que la ingeniería genética pueda imitar la estrategia desarrollada por plantas y árboles hace dos millones de años para sobrevivir en un clima caracterizado por el aumento de las temperaturas y evitar la extinción de algunas especies, plantas y árboles. Esta es una de las razones por las que este avance científico es tan significativo, ya que podría revelar cómo intentar contrarrestar el devastador impacto del calentamiento global", señala.

Los hallazgos de la Formación Kap Kobenhavn, en Groenlandia, han abierto una nueva etapa en la detección de ADN. "El ADN suele sobrevivir mejor en condiciones frías y secas como las que prevalecieron durante la mayor parte del periodo transcurrido desde que se depositó el material en Kap Kobenhavn --señala el profesor Willerslev--. Ahora que hemos conseguido extraer ADN antiguo de la arcilla y el cuarzo, es posible que la arcilla haya conservado ADN antiguo en entornos cálidos y húmedos de yacimientos hallados en África".

"Si podemos empezar a explorar el ADN antiguo en granos de arcilla de África, es posible que podamos reunir información pionera sobre el origen de muchas especies diferentes -quizás incluso nuevos conocimientos sobre los primeros humanos y sus antepasados- las posibilidades son infinitas", concluye.