Die Entdeckung von alten DNA (aDNA), die aus Erdöleproben extrahiert wurde, hat unser Verständnis der Erhaltung genetischen Materials revolutioniert und deren Implikationen für das Studium der Evolution des Lebens auf der Erde.
Ein Forschungsteam gelang es, über drei Millionen DNA-Fragmente aus Ölproben unter Verwendung innovativer nanopartikelbasierter Technologie zu isolieren. Ihre Analyse enthüllte überraschende Informationen über ausgestorbene Arten und geologische Ereignisse, die den Planeten geprägt haben. Diese Studie wirft neue Fragen zur Fähigkeit von Öl auf, genetisches Material über Millionen von Jahren zu erhalten und stellt frühere Kriterien zur Authentizität von alter DNA in Frage. Die Ergebnisse wurden auf bioRxiv veröffentlicht, einer Preprint-Plattform, auf der Forscher Studien vor der formellen Peer-Review teilen, was darauf hindeutet, dass die Ergebnisse mit Vorsicht interpretiert werden sollten, bis sie von anderen Experten validiert sind.
Traditionell wird Öl als aus organischem Material verstanden, das über Millionen von Jahren unter hohem Druck und Temperatur begraben wird, wobei die meisten ursprünglichen biologischen Komponenten in diesem Prozess als zerstört angesehen werden. Diese jüngste Entdeckung zeigt jedoch, dass umweltbedingte DNA (eDNA)-Fragmente in Ölvorkommen eingeschlossen und erhalten wurden.
Die Studie kategorisierte die verschiedenen Arten von DNA, die im Öl gefunden wurden, in drei Gruppen, die es den Forschern ermöglichen, Arten zu untersuchen, die die Erde in verschiedenen Epochen bewohnt haben, einschließlich urzeitlicher mariner Organismen, primitiver Vögel und sogar Spuren von alten Hominiden.
Eine der faszinierendsten Entdeckungen war die Identifizierung von DNA mariner Arten, was darauf hindeutet, dass bestimmte Regionen, die heute Land sind, einst unter Wasser lagen. Diese Analyse unterstützt die Hypothese von marinen Invasionen, die im Paläozän, vor etwa 37,5 Millionen Jahren, stattfanden.
Darüber hinaus wurden DNA-Sequenzen entdeckt, die mit denen urzeitlicher Vögel übereinstimmen, was auf eine mögliche molekulare Verbindung zwischen Dinosauriern und modernen Vögeln hinweist. Genetische Fragmente, die mit geografisch weit entfernten Arten wie Yaks, Truthähnen und Kiwis in Verbindung stehen, wurden ebenfalls gefunden, was darauf hindeutet, dass ihre Vorfahren Lebensräume teilten, bevor die Kontinente fragmentiert wurden.
Besonders bemerkenswert war die Identifizierung von Fragmenten alter menschlicher DNA, die nicht mit modernen Populationen übereinstimmen. Einige Sequenzen weisen Ähnlichkeiten mit Homo erectus auf, einer ausgestorbenen Hominidenart, die vor etwa 500.000 Jahren in Asien lebte.
Die analysierten Ölproben stammen aus dem Nanyang-Ölfeld in der Biyang-Depression, China. Diese Region wurde bereits geologisch untersucht und offenbarte Fossilien von Homo erectus, was darauf hindeutet, dass dieser Hominide einst in der Region lebte. Die Erhaltung dieser Fragmente im Öl wirft Fragen zu ihrer Herkunft auf, wobei spekuliert wird, dass sie von menschlichen Überresten stammen könnten, die in geologischen Schichten eingeschlossen sind, die später Öl erzeugten.
Diese Entdeckung legt nahe, dass das DNA ausgestorbener Hominiden möglicherweise häufiger im geologischen Rekord vorkommt, als bisher angenommen, was neue Möglichkeiten für das Studium der menschlichen Evolution über die traditionelle Fossilanalyse hinaus eröffnet.
Obwohl Öl kein günstiges Umfeld für die Erhaltung von DNA ist, da hohe Temperaturen und der Mangel an Wasser die Stabilität erschweren, deutet die Studie darauf hin, dass bestimmte Mechanismen das genetische Material im Laufe der Zeit geschützt haben könnten. Auffällig ist, dass die wiedergewonnene DNA keine Anzeichen von Deaminierung zeigt, einem Prozess, der häufig verwendet wird, um die Authentizität alter DNA zu bestimmen. Dies deutet darauf hin, dass die Bedingungen im Öl eine andere Erhaltung ermöglicht haben könnten als bei anderen fossilen Materialien.
Diese Forschung hat bedeutende Auswirkungen auf verschiedene wissenschaftliche Disziplinen. In der Paläontologie könnte die Möglichkeit, DNA ausgestorbener Arten aus Öl zurückzugewinnen, das Fossilregister ergänzen und molekulare Evolutionstudien ermöglichen. In der Geologie könnte die Analyse dieser DNA-Fragmente helfen, klimatische und geografische Veränderungen im Laufe der Zeit zu rekonstruieren.
Schließlich könnte die Identifizierung von DNA im Öl Anwendungen in der Industrie haben, da genetische Biomarker neue Einblicke in die Bildung und Migration von Kohlenwasserstoffen bieten könnten, was die Erkundung von Lagerstätten verbessert.