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探尋過去的遺蹟，了解過去的生命發展歷程，這是科學家們長久以來進行的研究。
近日，加州舊金山，位於加拿大北極地區的巴芬島(Baffin Island)，科學家在位於10米深的水下和泥土之下，發現了罕見的地球過去的生命奧秘。據了解，科學家們在一個名為CF8的小湖中的深層沉積物中發現了含有古代的花粉和植物化石。但現在看來，淤泥中還隱藏著一些其他東西，它們最早可以追溯到12萬5千年前的艾木間冰期(Eemian)，當時的北極比現在溫暖，留下的大多是植被，否則寒冷的氣候將會讓這些植被消失得無影無蹤。
沉積的古老DNA
位於博爾德的科羅拉多大學的古氣象學家莎拉·克倫普表示，這是一次難得的發現，我們相信我們正在得到真相。不過她承認這一發現需要得到證實，只要堅持下去，就能打開真相的窗戶，讓人們了解在氣溫比現在高几度的北極地區繁榮發展的生態系統。它還將證明這些沉積DNA的力量，並以之顯示出北極植物對過去氣候變化的反應，甚至暗示它們對地球未來可能的反應。最古老的西伯利亞生命記錄可以追溯到7萬年前，在其底部的DNA保存得和頂部一樣完好。
儘管科學家對沉積物中保存的DNA片段的研究僅於20年前才開始，但在過去幾年裡，隨著基因測序成本的大幅下降，這一研究已經開始起步。由於低溫有助於保存DNA，北極一直是科學家主要的研究地點，這裡還含有多種地形，包括永久凍土、洞穴土壤等特殊地形，吸引了無數科學家來這裡進行採樣，尋找曾經在暢遊的巨型冰河時代動物的分子線索。
北極湖泊：古代DNA的搖籃
北極湖泊已經成為沉積古DNA的首要線索得，因為它們幾乎收集了整個生態系統的線索。比如樹葉、花朵、糞便等等所有生活在湖泊周圍的生物的一部分產物最終都會落入水中。所以在湖泊下有著令人難以置信的複雜混合物的DNA。DNA是通過衰變從細胞中提取出來的，然後附著在礦物顆粒或有機化合物上，這些礦物顆粒或有機化合物可以保護人體免受紫外線輻射和氧化作用。而湖底的溫度恰好徘徊在零度以上，可以使DNA保持長期穩定。隨著歲月的流逝，沉積物不斷累積，科學家可以對DNA的沉積進行明確的年代測定。
在傳統的研究上，科學家們是用湖底巖心的花粉粒來研究過去的植物群落。但是在北極的大多數植物都是靠昆蟲而不是風來授粉的，所以很少有花粉會落到土壤裡，就算有，那麼這些花粉也可能是從遠處吹來的，並不能作為研究的依據。而湖泊沉積物中的DNA更準確地反映了附近發現的植物和野生動物發展進程。
提取古老的DNA
然而要提取這些古老的DNA並不容易，科學家必須非常小心地收集樣本以保證不能讓現代的DNA汙染它，而這些樣本通常是1克泥土。然後，提取環境必須在一個乾淨的實驗室裡，DNA必須經過艱苦的反覆試驗才能提取出來。加州大學聖克魯斯分校的進化生物學家貝絲·夏皮羅說表示，目前暫時還沒有一些有效的方法來提取這些物質。因為富含有機物的土壤實在太混亂了，它們充滿了像腐殖酸這樣的分子，這種分子的行為類似於DNA，可能會干擾後續的測序。
為了識別混合DNA中的植物物種，研究人員經常藉助於代謝組編碼技術，這種技術是以植物中幾乎普遍存在的DNA片段為目標，並對其進行擴增，其中包含了一些物種特有的片段。其他研究人員只需對樣本中的所有DNA進行排序，並從中篩選出遺傳物質，或者使用基因探針來捕捉植物DNA的短鏈。但是存在一個問題，那就是現有的植物序列資料庫並不能全部識別沉積物中的物種，其中有很多錯誤的序列在裡面。
為了解決這個問題，科學家進行了一個完整的北極植物基因組參考庫的創建，這個庫名為PhyloNorway，其中包含了大約2000種植物。有了這些改進的資料庫，科學家就可以正對挪威北部和阿爾卑斯山脈的三十多個湖泊中取樣，對地球最後一個冰河時代的一些詳細變化過程進行研究。
研究結果
研究卓有成效，以研究的西伯利亞落葉松森林為例。科學家發現，儘管某些落葉松更傾向於寒冷的氣候，但在最後一個冰河時代之後，隨著地球變暖，它們並沒有向北遷移。相反，氣候變暖使森林變得更密集，這有利於喜冷的落葉松。還有一項關於俄羅斯烏拉爾山脈北端的Bolshoye Shchuchye湖的研究。DNA表明，隨著該地區變暖，一些植物呈現出了不同程度的入侵，我們知道植物大都喜歡生活在溫度適宜的環境，古代的動植物也一樣。
然而，未來的氣候變暖可能會使這些線索消失，為了尋找在更溫暖的氣候下生態系統命運的線索，研究人員希望能找到其他可以追溯到艾木間冰期的古老DNA記錄。隨著真相逐步揭開，科學家可以看到未來的生命發展歷程！