DNA erfolgreich aus 700.000 Jahre altem Erdhörnchen-Kot extrahiert

Forscher haben in den gefrorenen Hinterlassenschaften von arktischen Erdhörnchen 700.000 Jahre alte DNA entdeckt. Die Proben aus dem kanadischen Permafrostboden liefern Details über ausgestorbene Tierarten und das damalige Ökosystem.

Genetischer Schatz im Eis

Wissenschaftler haben in versteinertem Kot im kanadischen Yukon-Territorium bis zu 700.000 Jahre alte genetische Spuren von arktischen Erdhörnchen gefunden. Die im tiefen Permafrostboden konservierten Proben enthalten sogenannte umweltbezogene DNA, kurz aeDNA. Das Material liefert präzise Daten über das prähistorische Ökosystem der Region Beringia, die einst Nordamerika und Asien verband.

Die auch Koprolithen genannten fossilen Hinterlassenschaften erwiesen sich dabei als reichhaltige Informationsquellen. Die Ausgrabungen fanden in alten Höhlensystemen statt, die seit Hunderttausenden von Jahren unberührt im Eis lagen. Für die Analyse nutzten die Forscher spezielle chemische Verfahren, um Proteine und Mineralien aufzuspalten und die verbliebene DNA zu isolieren.

Dabei zeigte sich, dass die Proben das Erbgut von Dutzenden Pflanzenarten, Insekten und Mikroben enthielten. Das Team konnte zudem das Vorhandensein von großen Säugetieren nachweisen. Zu den identifizierten Tieren gehören unter anderem Wollhaarmammuts, Steppenbisons, Wildpferde, Rentiere sowie Raubtiere wie Wölfe und Großkatzen.

Unerwartete Speisekarte

Wie eine in Nature Communications veröffentlichte Studie der kanadischen McMaster-Universität zeigt, gelangte das Material durch das Verhalten der Nagetiere in die Höhlen. Arktische Erdhörnchen gelten als Allesfresser, die neben Pflanzen auch Aas vertilgen. Wenn Kadaver in der Nähe lagen, nutzten sie das Fleisch als Nahrungsquelle.


Zudem sammeln die Tiere als Vorrat für ihren monatelangen Winterschlaf verschiedenste Materialien aus ihrer Umgebung und tragen das in ihre Baue. Das erklärt die hohe Konzentration unterschiedlichster DNA an einem Ort. Laut den beteiligten Forschern konserviere der Kot die genetischen Informationen oft besser als Knochen oder der umgebende Permafrostboden.

Die Rekonstruktion von 18 vollständigen mitochondrialen Genomen aus den Proben stellt einen Rekord dar. Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zellen und besitzen eigenes Erbgut. Die isolierten Sequenzen gehören zu den ältesten, die jemals aus Fäkalien gewonnen wurden. Sie zeigen auch, dass es bei den Erdhörnchen selbst bisher unbekannte genetische Linien gab.

Gefahr durch Erwärmung

Die gewonnenen Daten helfen der Wissenschaft zu verstehen, wie Tiere und Pflanzen auf vergangene klimatische Veränderungen reagierten. Solche Erkenntnisse lassen sich nutzen, um die Anpassungsfähigkeit moderner Arten an aktuelle Umweltveränderungen besser einzuschätzen. Das genetische Archiv bietet somit einen tiefen Blick in die Evolutionsgeschichte.

Ein Nachteil ist jedoch die extreme Anfälligkeit des natürlichen Archivs. Durch die globale Erwärmung taut der Permafrostboden im Yukon zunehmend auf. Dadurch drohen viele der wertvollen Koprolithen zu zerfallen. Sobald das Eis schmilzt, zersetzt sich die darin enthaltene DNA, bevor sie von Forschern geborgen und analysiert werden kann.

Was denkt ihr über die Art der Datengewinnung aus prähistorischen Funden? Teilt eure Meinung gerne mit uns in den Kommentaren!


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