尽管格陵兰（Greenland）名字如此翠绿，但它 hardly 是你期望找到花园的地方。这个岛屿比墨西哥还大，人口不到 6 万，大部分人居住在西南部沿海。这并不奇怪：这个国家广阔的内陆大部分被冰雪覆盖，许多地方的空气 过于干燥，甚至无法形成雪。
然而，在这个岛屿荒凉的北部海岸，研究人员拼凑出了一个与今天截然不同的完整古代生态系统。在现代人类踏上这片土地之前很久，猛犸象在茂密的森林中漫步，螃蟹在珊瑚礁中繁衍生息。
地质学家和生物学家没有使用化石来描绘这个失落的世界，而是使用了另一种工具：从陆地本身刮下的 240 万年前的 DNA。在一篇今天发表在《自然》杂志上的论文中，研究人员分析了迄今为止采样过的最古老的遗传物质，以了解在 地球气候非常温暖 的时期，格陵兰的一小片区域会是什么样子。
“这展示了一个如今已不存在的生态系统，”丹麦哥本哈根大学和英国剑桥大学生态学家、该研究的作者之一 Eske Willerslev 说。
任何古老的 DNA 都是稀有的发现。虽然科学家通常从活着的生物体中提取 DNA，但这种证据在死亡后会很快消失。当一个生物体活着的时候，它会脱落自身很多部分——从毛发到粪便再到死皮，以及介于两者之间的许多东西——进入周围环境。这些碎屑中的 DNA 几乎像条形码一样，可以告诉科学家它来自哪个物种。科学家称这些痕迹为 环境 DNA，简称 eDNA。
“这有点像他们在犯罪现场进行的法医分析，”加拿大圭尔夫大学生物学家 Mehrdad Hajibabaei 说，他没有参与这项新研究。“你可以识别生活在该环境中的生物。”
这项技术相对较新，在 监测生物多样性、发现新物种 和 追踪入侵物种 方面很有用。但这项研究是首次利用 eDNA 重建整个史前生态系统。格陵兰严酷的气候无疑起到了帮助作用。
在大多数情况下，eDNA 会迅速降解成时间的长河。但如果条件适宜——例如，如果保持干燥、附着在矿物质上或冷冻——那么它就可以保存数千年甚至数百万年。在这项《自然》分析中发现的 eDNA 来自一个叫做 Peary Land 的地方，这是格陵兰北极海岸的一个半岛，距离北极点仅约 450 英里。
Willerslev 和几位同事早在 2006 年就挖出了 Peary Land 的永久冻土样本。起初，他们不确定是否能从基质中找到任何存活的 eDNA。尽管团队不断尝试从海量的矿物质中提取线索，但很多努力都无济于事。Willerslev 说：“我们多次审视了这些样本，一直到几年前我们都失败了。”
那么，什么改变了？Willerslev 的合作者之一、地质生物学家 Karina Sand 开发了寻找携带 eDNA 的特定矿物质的更好方法。这使得研究人员能够靶向粘土和石英的微小部分，释放 eDNA，并利用自 2006 年以来取得巨大进步的技术对其进行测序。这也使他们能够研究更小的样本。
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在这篇论文之前，已知最古老的 DNA 来自 保存在西伯利亚冰川中的两只长毛猛犸象，估计年龄在 120 万至 170 万年之间。但 Willerslev 和 Sand 测得他们的 eDNA 要古老得多：大约 240 万年。
接下来，他们开始筛选 eDNA 片段以寻找匹配项。鉴于生命在更新世开始以来是如何演变的，这也并非易事。这些 eDNA 与今天的动物——甚至化石记录中的动物——都没有完全匹配。作为备份，科学家们必须识别近亲，这让他们指向了从未在北极发现过的史前生物。
在他们的 eDNA 记录中，他们发现了猛犸象（现代大象的近亲）的证据。他们还发现了与当今驯鹿、啮齿动物和鹅有关的动物的迹象，以及与蚂蚁和跳蚤相关的生物。他们还发现了海洋生物的遗骸，包括曾经生活在北极水域的珊瑚和鲎。其中一些小型动物至今仍生活在格陵兰，但对其他动物来说，实在太冷了。事实上，气候记录表明，240 万年前，格陵兰比今天温暖 20 到 34 华氏度。
在植物方面，研究人员发现了意想不到的混合物：落叶阔叶树，如白杨和桦树（可能在英国或美国东部找到），以及北极灌木（可能在加拿大北部找到）。这是当今地球上并不真正存在的温带和极地条件的结合。
“这是一项非常激动人心的研究，也是作者们的一项杰出成就，它表明了该领域在开发研究如此古老环境系统的新工具方面取得了多大的进步，”澳大利亚塔斯马尼亚大学生物学家 Linda Armbrecht 说，她不是该论文的作者。
Hajibabaei 说：“它极大地增进了我们对北极等地区地球如何不同的理解。”他补充说，这项研究还可以教科学家们如何在不断变化的气候中研究生态系统。
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事实上，格陵兰失落的世界说明了气候变化的另一种驱动因素。在这片花园繁盛之后不久，一系列冰河时代来临。北极气温骤降，Peary Land 变成了更加贫瘠的荒地。
现在的情况正在反转——而且速度快得多。当今全球各地，生物体正在以前所未有的速度适应剧烈的变暖。科学家们常常假设物种可以通过从热带和温带地区向北迁移来生存。但这并不意味着象群和驯鹿群会在 Peary Land 混合出现。
