En ny studie ledd av University of Tasmania – med deltagande av University of Bonn – upptäckte det äldsta marina DNA:t i djuphavssediment i Skottlandshavet norr om den antarktiska kontinenten. Materialet kan dateras till en miljon år. Sådant gammalt material visar att sedimentärt DNA kan öppna vägen för att studera långsiktiga reaktioner från havets ekosystem på klimatförändringar. Detta erkännande kommer också att hjälpa till att bedöma nuvarande och framtida förändringar av det marina livet runt den frusna kontinenten. Studien publicerades i tidskriften Nature Communications .

Antarktis är en av de mest sårbara regionerna för klimatförändringar på jorden. Att studera det polära marina ekosystemets tidigare och nuvarande svar på miljö- och klimatförändringar är därför kritiskt och brådskande. Sedimentär forntida DNA-analys (sedaDNA) är en ny teknik som hjälper till att tyda "vem" som har bott i havet tidigare och "när". Tider med stora förändringar i sammansättning kan också relateras till klimatförändringar. Sådan kunskap kan hjälpa oss att göra förutsägelser om hur det marina livet runt Antarktis kommer att reagera på pågående och framtida klimatförändringar.

Ett internationellt team använde sedaDNA för att undersöka förändringar i marina organismstrukturer i Scotia Sea under de senaste 1 miljon åren, med hjälp av sediment som förvärvats under IODP Expedition 382 "Iceberg Alley and Subantarctic Ice and Ocean Dynamics" 2019. Först genomförde teamet omfattande kontaminering kontroll för att säkerställa att sedaDNA-signaler är autentiska, inklusive till exempel undersökning av karakteristiska åldersrelaterade skademönster i de återvunna DNA-fragmenten. De kunde upptäcka gammalt DNA så gammalt som en miljon år.

"Detta består av det i särklass äldsta autentiserade marina sedaDNA:t hittills", förklarade Dr. Linda Armbrecht, ledande utredare från University of Tasmania, Australien. Bland de upptäckta organismerna fanns kiselalger som primära nyckelproducenter vars DNA detekterades tillbaka till en halv miljon år.

Data visar också att kiselalger var genomgående rikligt under varma klimatperioder. Den sista sådan förändringen i Scotiahavets näringsväv inträffade för cirka 14 500 år sedan. "Detta är en intressant och viktig förändring som är förknippad med en övergripande och snabb ökning av havsnivån och massiv förlust av is i Antarktis på grund av naturlig uppvärmning", tillade Dr Michael Weber, andra författare till studien från University of Bonn. Uppvärmningen orsakade tydligen en ökning av havsproduktiviteten runt Antarktis.

Studien visar att marina sedaDNA-analyser kan utökas till hundratusentals år, vilket öppnar vägen för studiet av ekosystemomfattande marina förändringar och förändringar av paleo-produktiviteten under många istidscykler. Dessa perioder av naturliga klimatförändringar kan också ge insikt i den nuvarande och framtida mänskliga inducerade klimatuppvärmningen och hur ekosystemet kan reagera på den. + Utforska vidare

Havsuppvärmningen hotar den rikaste marina biologiska mångfalden