冰层下DNA反映格陵兰岛曾气候温和

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　　格陵兰岛在丹麦语和英语中的意思均是“绿色的土地”。虽然现在格陵兰岛光秃秃的冰原上终年风雪肆虐，但古老的格陵兰岛确实曾经绿意盎然，长满苍翠繁茂的松树、紫杉等针叶树森林，气候相对温和，就像今天的瑞典南部一样。通过分析保存在格陵兰岛几千米厚冰层下面的DNA，丹麦哥本哈根大学埃斯克·维勒斯利夫教授领导的研究小组描绘了一幅古代格陵兰岛的新图画，与先前科学家关于格陵兰岛生物和气候的假设大相径庭。
　　冰雪的王国
　　格陵兰岛是世界最大的岛屿，是北欧国家丹麦的属地，南北长约2670公里，东西最宽处超过1000公里，面积218万平方公里，比世界面积第二的新几内亚岛、第三的加里曼丹岛、第四的马达加斯加岛的面积总和还要大。格陵兰岛位于北大西洋，2/3的面积位于北极圈内，最北端距北极点不到800公里，气候严寒、狂风凛冽，年平均温度低于零度，夏季温度也很少超过10℃，该岛北端历史最低气温为零下70℃。
　　格陵兰岛是一个冰雪覆盖的神话世界，其最显著的地貌特征是广大厚实的冰原，规模之大仅次于南极洲，平均厚度1500米，最厚处约3000米，冰原几乎占全岛面积的85%，拥有世界淡水总量的10%，占全球冰盖的1/8。
　　格陵兰岛会出现极地特有的极昼和极夜现象。越接近高纬度，一年中的极昼和极夜就越长。每到冬季，便有持续数个月的极夜，格陵兰上空偶尔会出现色彩绚丽的北极光，它时而如五彩缤纷的焰火喷射天空，时而如手执彩绸的仙女翩翩起舞，给格陵兰的夜空带来一种神秘；而在夏季，则终日头顶艳阳，成为名副其实的日不落岛。
　　探究冰雪下的秘密
　　地球表面的1/10已经被冰雪覆盖了几千年，没有人知道在几千米厚的冰盖下面究竟埋藏着什么，这是我们这个地球尚未被探索的未知领域。
　　靠近格陵兰岛的丹麦科学家率先行动了。他们想知道，在格陵兰岛冰盖下面是否有DNA存在。为此他们已在格陵兰岛的不同位置钻了3口井，采集从冰层表面到底部的完整的冰芯来进行分析。这些具有年轮的冰芯是关于地球气候变化的“冰冻的档案”。第一口井名为DYE-3，位于格陵兰岛的南部地区；第二口井名为GRIP，处在格陵兰岛冰盖的中间部位；第三份样本则取自加拿大的约翰·埃文斯冰川。
　　冰盖本身是由纯冰组成，但在它的底层区域则混有来自最底部的泥巴。这些细小的尘埃当年被风吹到冰面上，逐年累月地保存下来。埃斯克及其小组要研究的正是这些泥巴。从埋藏在永冻层下面的有机物中提取DNA，是埃斯克的专长，在此方面，他可是一位世界一流的专家。
　　他们采用两种方法来对这些尘埃进行年代测定。第一种方法称为光释光测年技术。光释光是指矿物质受到电离辐射后，经光学激发而释放光的现象。矿物质在某种光源的激发下，会释放出一种特征的光线，这种特征光线取决于该物质最后一次接受辐射(如太阳光照射)的时间。第二种方法称为放射性年代测定法。两种特定的同位素铍-10和氯-36都具有各自特定的半衰期，两者之间的关系可用来测定尘埃是在什么时间被封埋从而与空气隔绝的。
　　古老DNA诉说新故事
　　加拿大的冰川只有几千年的历史，从那里采集的样本被首先用来进行方法测试。在当地最常见的4种植物中，埃斯克从样本中发现了其中3种植物的DNA。他说，这意味着从冰芯底层发现的东西代表着当地的环境。
　　而从GRIP钻井中取得的底层样本却没有提供任何DNA信息。埃斯克解释说，这是因为格陵兰岛中心部位的冰层太厚，超过3000米，较大的压力会使冰层底部的温度较高，那些含有DNA的物质因为不能承受这样的“温暖”而逐渐分解掉。
　　最重要的发现来自第一口井DYE-3，那里的冰层只有2000米厚，底层样本中的DNA保存得相当好，埃斯克从中提取出了与大量植物和昆虫的特征基因相吻合的DNA片断。他兴奋地说，这些基因物质代表着当时的生物环境，和现在所看到的格陵兰岛截然不同，有谷类、松树、紫杉、赤扬等，与今天加拿大东部及瑞典的森林相似。每一个物种都有它适宜生长的温度条件，因而这些树木可以提供一个当时的气候背景。比如，紫杉树的存在表明，当时冬天的温度不会低于零下17℃；其他树种的存在则告诉我们，当时夏天的温度至少在10℃以上。
　　这是第一份证明格陵兰岛南部曾经有森林覆盖的直接证据。不仅如此，埃斯克还发现了像蝴蝶、蛾、苍蝇和甲虫等昆虫的基因信息。随之而来的问题是，它们存在于什么时候？
　　迄今为止，大多数的科学理论认为，最近一次间冰期是在12.5万年前，那时的温度要比现在高5℃，格陵兰岛北部的大部分及整个南部地区是没有冰的。
　　埃斯克及其同事分析了这些昆虫的线粒体。线粒体是一种特殊的随着时间而变化的基因组，就像时钟一样，可以用来测定DNA的年龄。他们还分析了昆虫的氨基酸，氨基酸也会随时间而变化。年代测定结果出乎意料，两种测定都表明，这些昆虫的年龄至少有45万年。
　　对底层样本中尘埃颗粒的测定也表明，格陵兰岛南部至少在45万年以前是无冰的。这意味着在12.5万年前的那次间冰期间，格陵兰岛南部地区是有冰雪覆盖的。这意味着科学家需要重新认识格陵兰岛的过去。

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