DNA z grónských luhů a hájů

Místa, kde se prováděly vrty.
převzato z osel.cz

Eske Willerslev, foto archiv

Eske Willerslev, foto archiv

  Lokalita DYE-3.
V místech, která nyní pokrývá kilometrová
vrstva ledu, kdysi pulzoval život.
Zbytky DNA svědčí o tom, že se zde před
450 000 až 900 000 lety zelenaly rostliny
a že zde létal hmyz.
foto: Gary Quick, převzato z osel.cz

Eske Willerslev vystačí s málem. Dánský biolog z univerzity v Kodani v mládí toužil po dobrodužném životě a jako 21letý strávil rok v zasněžené sibiřské chatě za polárním kruhem pouze ve společnosti dvou ruských lovců (aniž by uměl rusky). Dnes loví poklady ze „špíny“, která se jiným nehodila.

V 80. letech minulého století rozvrtaly výzkumné klimatologické týmy grónské ledovce v honbě za informacemi o minulosti klimatu Země. Analýza získaných vzorků nebyla úplně jednoduchá a v některých místech byla zcela vyloučená. Bohužel hlavně v těch nejstarších, a tedy nejhlubších vrstvách.

Spodní vrstvy velmi mocných ledovců (v případě grónských vzorků asi dva až tři km) zdeformuje tlak ledu nad nimi natolik, že z nich lze jen těžko odvodit přímé klimatologické údaje (například o průběhu ukládání ledové pokrývky). Pečlivý výzkum může odhalit třeba složení vzduchu zachyceného v ledu, ale grónský led se takové péče nedočkal.

Čekal v mrazáku Kodaňské univerzity až do roku 2003. Eske Willerslev s kolegy v té době dokončil práci na projektu extrakce DNA ze sibiřského permafrostu. Získal vzorky dědičné informace různých organismů z doby před 300 až 400 tisíci lety.

„Potom mně to najednou došlo: špinavý led je vlastně ledový permafrost, ne?“ řekl Willerslev časopisu Science. Spolu s kolegy několik let vyvíjeli novátorský postup, jak získat z archivovaného „špinavého“ ledu genetický materiál.

Jurský park to sice není, ale týmu se podařilo z některých vzorků ledu vydolovat krátké úlomky DNA o délce jenom několika desítek párů. Ty nicméně umožňují poměrně spolehlivé (často s přesností nad 90 procent) určení taxonomické skupiny organismů, kterým DNA patřila. Biologům se podařilo identifikovat jenom hojněji se vyskytující úlomky DNA, asi 30 až 40 procent celkového množství.

Ale to bohatě stačilo na překvapení. Ve vzorcích z místa vrtu označovaného Dye 3 se podařilo Willerslevovu týmu i nezávislým laboratořím najít pozůstatky rostlin, které patří do severského lesa. Objevili i stopy DNA bezobratlých živočichů. Podobné ekosystémy jsou podle Willersleva dnes například ve východní Kanadě či Švédsku. Bohužel DNA větších zvířat je ještě „nepostižitelnější“, a tak se žádné stopy velkých živočichů nenašly.

Ale to asi mrzí jenom málokoho. Genetikům a biologům výsledky publikované v posledním čísle časopisu Science dávají naději na nečekané možnosti výzkumu. Willerslev s kolegy se těší především na výzkum antarktických ledových vzorků. Teplota u jižního pólu se pohybuje okolo -50 °C a výrazně tak převyšuje „mírných“ -20 °C v arktických podmínkách. „Nikdo neví, jak daleko do minulosti se můžeme ještě dostat,“ řekl časopisu jeden z autorů studie Michael Hofreiter z Ústavu Maxe Plancka v Lipsku.

Výsledky překvapují i klimatology. Všechny použité metody určování stáří ledu totiž došly k tomu, že vzorky DNA pocházejí z doby před 450 až 800 tisíci lety. Ale dnešní klimatické modely naznačují, že grónský ledovec je mladší. Měl roztát v době před 130 až 116 tisíci lety, kdy bylo na Zemi o několik stupňů tepleji než dnes. Hladina moří tehdy stoupla asi o pět až šest metrů. A mizející grónská ledovcová čepička měla být jedním ze zdrojů celosvětové „potopy“.

„Ale to neznamená, že bychom se neměli zabývat oteplováním Země,“ řekl Willerslev serveru Scientific American, „odněkud se ta voda vzít musela.“

Jak vyvádí ledovce v Grónsku

S grónskou ledovou čepičkou jsou neustálé problémy. Některé uznávané klimatické modely předpovídaly, že stačí oteplení jen o 3 °C a grónský led zmizí v moři. Hladina oceánů by se zvýšila o sedm metrů.

Představu potvrzuje sledování z vesmírného prostoru. Mezi roky 2004 a 2006 se ztrojnásobila plocha ledu, který přes léto taje. Zrychlování zaznamenaly i týmy, které měřily posun ledovců do moře. Podle kvalifikovaných odhadů Grónsko ztrácelo v roce 1996 asi 100 krychlových kilometrů ledu ročně. V roce 2005 prý až 220 km³. Mezi roky 1991 a 2004 se průměrné letní teploty na tomto ostrově zvýšily o téměř 6 °C.

Ale tak jednoduché to není; jiné výzkumy naopak prokázaly, že led ve středu Grónska je stále mocnější díky zvýšenému množství srážek. Z nálezu DNA je také patrné, že ledovce vydržely několik oteplení, která by měla podle současných odhadů bohatě stačit na jeho rozpuštění.

A tak grónská lekce neskýtá definitivní poučení. Snad jedno: klimatologické výzkumy vzorků ledu naznačují, že podnebí se může měnit téměř tak rozmarně jako počasí.

Matouš Lázňovský, LN, 10. července 2007