墨西哥一个古老偏远洞穴地板上散落的泥土产生了可行的古代 DNA 的新来源。
科学家们首次对土壤样本中的古代 DNA 进行了测序，这都要归功于旧石器时代晚期的熊，它们在大约 16,000 年前大量使用这个洞穴作为厕所。
科学家们将他们的工作描述为“基因组学的登陆”，因为这一突破意味着化石遗骸不再是获得古代 DNA 的唯一途径。此外，它表明现在可以在群体背景下研究古代 DNA，而不是在分散的、碎片化的个体背景下进行研究。
“当动物或人类排尿或排便时，生物体的细胞也会被排出体外。我们可以在土壤样本中检测到这些细胞的 DNA 片段。”遗传学家 Eske Willerslev 解释道丹麦哥本哈根大学教授。
“使用极其强大的测序技术，我们首次根据这些片段重建了基因组——遗传图谱。我们已经证明，头发、尿液和粪便都提供了遗传物质，在适当的条件下，这些遗传物质可以存活比人类更长的时间。”一万年。”
奇基惠特洞穴样品的采集地是众所周知的具有历史意义的地点。许多石器和碎片，可以追溯到25,000 和 30,000 年前，显示了一段人类占领时期——但人类并不是唯一利用洞穴的人。
骨骼和 DNA 痕迹还揭示了一系列动物的存在，包括熊、蝙蝠、田鼠、啮齿动物和袋鼠。利用这些样本，威勒斯列夫和他的团队现已对两只旧石器时代晚期熊的基因组进行了测序并完整重建。
第一个标本是现代美洲黑熊的祖先（美洲熊），它仍然在北美大陆的森林中漫步。第二种是现已灭绝的巨型短面熊（我们看跌），有史以来最大的熊之一，在大约 11,000 年前的最后一个冰河时代末期灭绝。
采样洞穴中的不同文化层。 （德夫林·甘迪）
然后，研究人员将这些熊的基因组与其他熊的基因组进行了比较，其中包括来自美国和加拿大的 83 只现今黑熊，以及大约 22,000 年前生活在加拿大育空地区的三只巨型短面熊。化石遗骸。
他们发现奇基惠特黑熊与北美的现代熊密切相关，但也与阿拉斯加的黑熊有共同的祖先。研究人员还发现奇基惠特熊属于东部血统，并且该血统首先与当今其他美洲黑熊种群分离。
巨型短面熊的 DNA 是利用熊科所有八只现代熊、三只已灭绝的熊以及育空地区三只巨型短面熊的 DNA 拼凑而成的。
“生活在墨西哥北部的短面熊与生活在加拿大西北部的[短面]熊种群明显不同，”遗传学家米克尔·温瑟·佩德森 (Mikkel Winther Pedersen) 说道哥本哈根大学。
“这是一个很好的例子，说明当你根据从土壤中提取的 DNA 片段重建基因组时，新知识突然变得可用。”
研究人员表示，除了熊的发现填补了我们对美洲动物祖先知识的一些空白之外，研究结果还表明，我们现在可以从环境 DNA 中收集到比以前更多的信息。
在沉积物中发现的 DNA 片段过去只能表明特定物种的存在以及存在时间。现在，利用该团队的技术，科学家们也许能够更多地了解这些动物，例如它们在族谱中的位置，以及动物如何迁徙并与它们的共同祖先分道扬镳。
“在世界各地，每个参与古代 DNA 研究的科学人士都认识到需要从土壤或沉积物中发现的片段重建基因组。首次能够做到这一点意味着我们开辟了一个新的领域，”威勒斯列夫说。
“对土壤中发现的 DNA 的分析有可能扩展关于从物种进化到生物发展的一切事物的叙述。– 这是基因组学的登月，因为不再需要化石。”
该团队的研究成果发表于现代生物学。
