Forskare vid McMaster University har utvecklat en ny teknik för att reta gammalt DNA från jord, drar genomet från hundratals djur och tusentals växter – många av dem sedan länge utdöda – från mindre än ett gram sediment.

DNA-extraktionsmetoden, beskrivs i tidskriften Kvarternär forskning , gör det möjligt för forskare att rekonstruera den mest avancerade bilden någonsin av miljöer som fanns för tusentals år sedan.

Forskarna analyserade permafrostprover från fyra platser i Yukon, var och en representerar olika punkter i Pleistocen-Halocen-övergången, som inträffade cirka 11, 000 år sedan.

Denna övergång innebar utrotningen av ett stort antal djurarter som mammutar, mastodonter och marksengångar, och den nya processen har gett en del överraskande ny information om hur händelserna utvecklades, säger forskarna. De föreslår, till exempel, att den ulliga mammuten överlevde mycket längre än man först trodde.

I Yukon-proverna, de hittade de genetiska resterna av en stor mängd djur, inklusive mammutar, hästar, bison, renar och tusentals sorters växter, allt från så lite som 0,2 gram sediment.

Forskarna fastställde att ulliga mammutar och hästar sannolikt fortfarande fanns i Yukons Klondike-region så sent som 9, 700 år sedan, tusentals år senare än tidigare forskning med fossila lämningar hade föreslagit.

"Att några gram jord innehåller DNA från gigantiska utdöda djur och växter från en annan tid och plats, möjliggör en ny typ av detektivarbete för att avslöja vårt frusna förflutna, " säger evolutionär genetiker Hendrik Poinar, en huvudförfattare på tidningen och chef för McMaster Ancient DNA Center. "Denna forskning gör det möjligt för oss att maximera DNA-retention och finjustera vår förståelse av förändring genom tid, som inkluderar klimathändelser och mänskliga migrationsmönster, utan bevarade lämningar."

Tekniken löser ett långvarigt problem för forskare, som måste separera DNA från andra ämnen inblandade i sediment. Processen har vanligtvis krävt hårda behandlingar som faktiskt förstörde mycket av det användbara DNA de letade efter. Men genom att använda den nya kombinationen av extraktionsstrategier, McMaster-forskarna har visat att det är möjligt att bevara mycket mer DNA än någonsin.

"Allt DNA från dessa djur och växter är bundet i en liten smutsfläck, " förklarar Tyler Murchie, en Ph.D. kandidat vid institutionen för antropologi och huvudförfattare till studien.

"Organismer tappar ständigt celler under hela sitt liv. Människor, till exempel, tappar omkring en halv miljard hudceller varje dag. Mycket av detta genetiska material bryts snabbt ned, men någon liten del är skyddad i årtusenden genom sedimentär mineralbindning och ligger där ute och väntar på att vi ska återhämta oss och studera den. Nu, vi kan utföra en del anmärkningsvärd forskning genom att återvinna en enorm mångfald av miljö-DNA från mycket små mängder sediment, och i total frånvaro av överlevande biologiska vävnader."