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800.000 Jahre altes Erbgut: Grönland war Grünland - DER SPIEGEL
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800.000 Jahre altes Erbgut Grönland war Grünland

In Grönland standen vor 800.000 bis 450.000 Jahren Nadelwälder, in denen urzeitliche Insekten summten. Das wissen Forscher, weil sie aus dreckigen Eiskernen die bislang älteste DNA herausfischen und analysieren konnten - Überraschungen über den Eispanzer inbegriffen.

Nur in den südlichsten Buchten Grönlands kann man heute klägliches Grün finden: Gras, Gestrüpp, kaum mehr. Vor 800.000 bis 450.000 Jahren hingegen wuchsen in Grönland Erlen, Fichten, Kiefern und Eiben. "Damals war es von einer Vielzahl an Nadelbäumen und Insekten bevölkert", sagt der Paleogenetiker Eske Willerslev von der Universität von Kopenhagen. Er hat in Bohrkernen des heute zwei Kilometer dicken Eispanzers über der arktischen Rieseninsel die Spuren längst verschwundenen Lebens gefunden - und damit einen neuen Altersrekord aufgestellt. Bislang war 300.000 bis 400.000 Jahre alte DNA aus Sibirien das älteste Erbgut, das Forscher entdecken konnten.

Fundstätte der uralten Lebensspuren war ein eher unspektakulärer Eisbohrkern aus dem Inneren Südgrönlands, der bereits 1981 gefördert worden war, dann aber 26 Jahre unbeachtet bei Minus 26 Grad Celsius im Kühlkeller des Kopenhagener Niels-Bohr-Instituts lagerte. Ein "dreckiges, unbedeutendes Stück" nennt es der Paleoklimatologe Jørgen Peder Steffensen rückblickend mit Ironie.

Denn in kleinste Mengen von Schluff - feinen Sedimentablagerungen - im Eis waren Momentaufnahmen aus der Vergangenheit eingelagert. Proben aus dem Bohrkern wurden nun vorsichtig aufgetaut, um diesen Schmutz von Äonen zu bergen. Zwar hatten Forscher schon deutlich älteres organisches Material gefunden, nie jedoch altes Erbgut, das so rein war, dass man es analysieren konnte. "Ziemlich beeindruckend, von schmutzigem Wasser zu einem Wald voller Insekten zu kommen", sagt Matthew Collins von der University of York in der Wissenschaftszeitschrift "Nature". Dort veröffentlicht ein internationales Forscherteam aus nicht weniger als 30 Autoren die Ergebnisse ihrer Analyse: "Wir zeigen hier, dass DNA und Aminosäuren begrabener Organismen aus den unteren Sektionen von Eisbohrkernen geborgen werden können."

Alterrekord sibirischer Mammuts und Bisons gebrochen

Vergleiche mit anderen arktischen Fundstellen zeigen nach Angaben der Forscher, dass es sich bei den gefundenen Resten von Pflanzen und wirbellosen Tieren um Bewohner Grönlands handelt - und nicht um Verunreinigung, die von weit her in die Arktis getragen wurden. Bis dato war der jüngste Hinweis auf grönländische Wälder 2,4 Millionen Jahre alt. Dass auch noch in der Zeit von vor 800.000 bis 450.000 Jahren noch ein Wald in Südgrönland wuchs, bedeutet, dass die Gegend damals während einer Warmphase eisfrei gewesen sein muss.

Der DNA-Altersrekord hat Bedeutung über Erlen, Fichten, Kiefern und Eiben hinaus. Das Riesenmolekül Desoxyribonukleinsäure (DNS bzw. DNA) muss im Zellkern ständig repariert werden, um nicht zu zerfallen. Mit dem Tod aber endet auch die fortwährende Wartung, sodass altes Erbgut - wenn überhaupt - nur in winzigen Schnipseln vorgefunden wird. Lange ging man davon aus, dass Erbgut von vor mehr als 100.000 Jahren aufgrund des Zerfalls schlicht nicht mehr lesbar sein würde. Das hatte Willerslev bereits im Jahr 2003 widerlegt, als er in "Science" DNA-Analysen von 300.000 bis 400.000 Jahre alten Mammuts, Bisons und Elchen aus sibirischem Permafrostboden präsentierte.

Neandertaler, Mammuts und jetzt Insekten aus Grönland - für Uralt-Erbgut wankt die Altersgrenze. In der Antarktis hoffen Forscher auf noch ältere Funde

Außerdem barg Willerslev nur geringe Mengen aus den Eisproben. Schon bei umfangreicheren Proben bereitet es Genforschern große Probleme, tatsächliche Paleo-DNA zu sequenzieren - und nicht etwa das Erbgut neuzeitlicher Verunreinigungen. In Kopenhagen ist es nun gelungen. "Das bedeutet, dass wir schlicht nicht wissen, wie weit wir zurückgehen können", sagt Michael Hofreiter vom Leipziger Max-Planck-Institut für Evolutionäre Anthropologie, der an der Studie beteiligt war.

Er arbeitet auch am Neandertal-Genomprojekt mit, in dem das komplette Erbgut des nächsten Verwandten des modernen Menschen sequenziert werden soll. Dazu bedienen sich die Leipziger Forscher bei Neandertaler-Knochen, die immerhin rund 35.000 Jahre alt sind. Auch Hendrik Poinar von der kanadischen McMaster University gehört zu Willerslevs Co-Autoren - er hatte Anfang 2006 erste Teile des Kerngenoms eines eiszeitlichen Wollhaarmammuts veröffentlicht. Diese Tiere lebten vor 135.000 bis 10.000 Jahren.

Nachweismethode auch für ausgestorbene Außerirdische?

Nachdem die Zeitgrenze für Paleo-DNA-Analysen nun gänzlich ins Rutschen gerät, hofft Eske Willerslev auf noch ältere Funde aus antarktischen Bohrkernen, die mit bis zu minus 50 Grad Celsius noch viel älteres Erbgut konservieren könnten als das grönländische Eis mit seinen bis zu minus 20 Grad. Gerade bereitet der Däne gar einen Beitrag für die Fachzeitschrift "Astrobiology" vor - in dem er spekulieren wird, ob mit ähnlichen Methoden gar Spuren von längst erloschenem außerirdischem Leben auf anderen Planeten gefunden werden könnten.

Für das Leben auf der Erde bringt die "Science"-Veröffentlichung unterdessen noch eine ganz andere Erkenntnis mit sich: Nämlich dass während der letzten Wärmephase zwischen zwei Eiszeiten die Südspitze Grönlands vereist geblieben ist. Bislang gingen viele Wissenschaftler davon aus, dass auch während der Eem-Warmzeit (rund 130.000 bis 116.000 Jahre vor heute) dort das Eis verschwunden war. Dann hätten aber auch die Spuren des mindestens 450.000 Jahre alten Waldes schmelzen müssen.

Während der eisfreien Zeit, so lesen die Autoren aus dem Bohrkern, lag die Temperatur in Südgrönland bei durchschnittlich 10 Grad Celsius im Sommer und minus 17 Grad im Winter. Weil aber auch während der Eem-Warmzeit die mittleren Temperaturen jene von heute bei weitem übertrafen, folgern die Forscher: Dass Grönland auch in der letzten Zwischeneiszeit seinen Eispanzer nicht verlor, könnte bedeuten, dass dieser widerstandsfähiger gegenüber globaler Erwärmung ist, als befürchtet. Für die aktuelle Klimadebatte wäre das hochinteressant. Denn wenn das grönländische Eisschild abschmelzen sollte, wäre ein gefährlicher Kipppunkt im Klimawandel erreicht: Weitere Erwärmung und drastischer Anstieg der Meeresspiegel wären dann wohl für Tausende von Jahren nicht mehr umkehrbar.

"Wir wissen zwar, dass die Meeresspiegel auch während des letzten Interglazials um fünf bis sechs Meter angestiegen sind", sagt Willerslev, "doch dieser Anstieg muss aus anderen Quellen als dem grönländischen Eispanzer gespeist worden sein - etwa aus antarktischem Eis."

Genau dort fand ein weiteres Forscherteam Spuren für den variablen Einfluss des Südeises auf die Kalt- und Warmzeiten. Ein 32-köpfiges Team um den Franzosen Jean Jouzel vom Centre Nationale de Rechérche Scientifique (CNRS) in Gif-sur-Yvette berichtet, ebenfalls in "Science": Bei der Analyse von Eisproben des europäischen Projekts Epica (European Project for Ice Coring in Antarctica) aus den letzten 800.000 Jahren habe sich gezeigt, wie unterschiedlich die Warmphasen zwischen den Eiszeiten seien. Die Autoren - darunter Forscher aus Bern, Bremerhaven und Jena - glauben, dass die hohen südlichen Breiten nicht bloß auf Klimaveränderungen reagieren, sondern diese aktiv mitbestimmen.

stx

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