Nach Tausenden von Jahren Erwachen gefrorene Lebensformen der Erde

Was geschieht in Sibirien der Permafrost und Grönlands schmelzenden Gletschern klingt Borderline übernatürliche Auftauen. Alten Viren, Bakterien, Pflanzen und sogar Tiere wurden tiefkalt eingefroren dort seit Jahrtausenden – und jetzt sind sie aufwachen.

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Cryofreezing ist am besten bekannt für seine Auftritte in der Science Fiction, sondern selbst ernannter "Auferstehung Ökologen" sind jetzt die Welt zeigen wie real es ist. Im Jahr 2012 keimten Wissenschaftler Blumen von einer Handvoll von 32.000 Jahre alten Samen aus der sibirischen Tundra ausgegraben. Im vergangenen Jahr geschlüpft Forscher 700 Jahre alte Eiern aus dem Boden eines Sees Minnesota, während ein anderes Team eine antarktische Moos wiederbelebt, die seit der Zeit von König Arthur eingefroren worden. Bakterien, jedoch sind die unbestrittenen Meister der Kryotechnik – ein Fehler, zumindest, war gesund und munter nach 8 Millionen Jahren der Suspended Animation.

Keine Angst – beim Erwachen ein Millionen - Jahre alte Pest-klingt wie eine große Scifi-Handlung, die meisten diese Viecher sind völlig harmlos. Aber sie sind faszinierend aus einem anderen Grund: sie sind ein Fenster in die Vergangenheit der Erde; eine, die Hinweise wie Arten Veränderung in der Zukunft bewältigen werden bieten können. Hier ist was die aufstrebende Gebiet der Auferstehung Ökologie – ist als Badass, wie es sich anhört – Wissenschaftler tun können.

Die evolutionäre Zeitmaschine

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Evolutionsbiologen sind daran gewöhnt, über tiefe Zeit nachzudenken – Millionen, sogar Milliarden von Jahren in Erde aufgetretenen Ereignisse der Vergangenheit. Mit Fossilien, Gesteine und chemische Signaturen haben Wissenschaftler baute wunderschön detaillierte Theorien darüber, was unsere Antike aussah. Dennoch ist eine Sache, die jeder Dino-Forscher für töten würde, wäre es die Chance, einer der ihren verloren geglaubten Untertanen in Fleisch und Blut sehen.

Zum ersten Mal können Biologen genau das tun – Studie der lebenden Organismen, die aus einer anderen Zeit stammen. Sicher, Bakterien und Moose sind weit entfernt von einem T-Rex, aber zu stecken und prod jede Kreatur, die etwa 1 Million Jahren gekrochen ist noch erstaunlich. Als Wissenschaftler in 2013 Auferstehung Ökologie Manifest beschrieben sind tiefkalt gefrorene Proben wie eine "evolutionäre Time Machine." Sie bieten Forschern eine neue Möglichkeit, die Vergangenheit, sondern auch die Chance, Entwicklung in Echtzeit beobachten zu studieren.

Was würde es bedeuten, Evolution in Aktion sehen? Gehen wir zurück zu Dinosauriern für einen Moment, stellen Sie vor, du bist ein Paläontologe Studium der Entwicklung der Federn. Es wäre sicher schön, wenn Sie einige Dinos Klonen könnte, hintere sie in Ihrem Labor Jurassic Park-Größe setzen sie auf eine Reihe von verschiedenen Umweltbedingungen — Evolutionsbiologen nennen diese "selektiven Druck" — und das "Szenario", das Gefieder zu entwickeln verursacht neu zu erstellen. Klar, dieses besondere Experiment ist absurd und wird nie passieren.

Aber mit Mikroben, die in Minuten zu multiplizieren und durch die Milliarden in eine Petrischale zu packen, können Forscher nun etwas ähnliches tun. Stell dir vor, du bist ein Mikrobiologe studieren eine markante, rosa Bakterium, das in der kanadischen Arktis lebt. Sie sammeln einige Permafrost Proben aus Ihrem Studienzentrum, bringen sie zurück ins Labor und sind erstaunt, einen weiteren bunten Fehler ans Licht – nur das hier blau ist, und es seit 3000 Jahren eingefroren wurden wird. Sie die beiden Viecher DNA-Sequenz und finden heraus, dass sie engen genetischen Verwandten sind. Darüber hinaus können Sie ein einzelnes Gen verantwortlich für die ungewöhnliche Färbung festzunageln. Irgendwo entlang der Linie, so scheint es, Veränderungen in diesem Gen Farbe wechselte die Viecher von blau bis rosa.

Jetzt sind Sie bereit, die Entwicklung zu simulieren. Sie nehmen Ihre rosa und blaue Bugs, und Sie wachsen sie im Labor unter einer Vielzahl von Bedingungen – unterschiedliche Dinge wie Temperatur, Salzgehalt und pH. Nach Monaten harter Arbeit sind Sie erstaunt fest, dass einer der blauen Kolonien rosa geworden. Sicher genug, hat sich die genetische Schalter, der den Fehler Farbe kontrolliert verändert. Herzlichen Glückwunsch: Sie haben gerade neu Evolution, und du hast es geschafft, in Monaten, anstatt Jahrtausende.

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Denken Sie daran, das ich massiv vereinfachen bin, wie Evolution funktioniert. Aber dieses einfache Beispiel zeigt die wesentlichen versprechen, das Auferstehung Ökologie hält. Wissenschaftler können jetzt Studie wie alten Gene Verhalten in einem modernen Umfeld und vielleicht laufen Experimente, die Evolution selbst neu zu erstellen.

Gene zur Rettung

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Eine weitere faszinierende Anwendung der Auferstehung Ökologie möglicherweise zu gefährdete Arten zu helfen, indem sie einen genetischen "Schub." Wenn eine Bevölkerung schwindet, verliert es etwas noch kostbarer als Zahlen — genetische Vielfalt. Vielfalt stärkt Bevölkerungen indem man ihnen die Werkzeuge, um mit neuen Bedrohungen wie Klimawandel oder neu auftretenden Krankheit fertig zu werden. Spezies, die diese Art von genetischen "Engpass" erleben verbleiben oft anfällig für vom Aussterben bedroht.

Naturschutz-Genetiker sind jetzt mit das Prinzip, das Vielfalt bringt Kraft zu versuchen und Stärken hoch bedrohten Arten. Forscher an der Non-Profit-Revive und Wiederherstellung, nutzen beispielsweise Cryo erhalten Gewebeproben, um Pilot-genetische Rettungstechniken auf das schwarze footed Ferret, eine Art Test, die vom Aussterben bedroht durch eine Haaresbreite entkam aber war links genetisch verarmt.

Das schwarze footed Ferret ist ein Sonderfall, weil Wissenschaftler glücklich sind, gut erhaltenen Gewebeproben zu haben, die das Tier verloren genetische Vielfalt beherbergen. Da schrieb ich über im Herbst letzten Jahres, Wissenschaftler entwickeln gerade ein globales Netzwerk von Kryobanken, die als genetische Repository für Tausende dienen werde in Zukunft mehr Arten. Aber für einige Organismen einer Kryobank möglicherweise bereits in der Natur vorhanden.

Silene, die Blume, die seit der Eiszeit eingefroren war. Bild: Jacinta Lluch Valero

Im Jahr 2012 wieder belebt Wissenschaftler Permafrost begraben Gewebe der Silene Stenophylla, eine winzige, blühende Pflanze der sibirischen Arktis. Innerhalb der genetische Code dieser Eiszeit Blumen fanden die Forscher Eigenschaften, die nicht mehr existieren in der Pflanze modernes Gegenstück, darunter verschiedene Blume Morphologien und Geschlechtsmerkmale. Diese Studie löste Aufregung, dass in der Zukunft Auferstehung des alten Lebens kann bieten uns einen Weg, um verlorene Vielfalt wieder einzuführen.

Ich lasse Sie mit eines der seltsamsten und profundesten Ideen, die in der Auferstehung Ökologie entstanden ist. Das Klima der Erde, wie wir wissen, schwingt heiß und kalt durch geologische Kreisläufe. Während der Eiszeiten, die Planeten Reservoir an gefrorenen Samen, Eiern, Pflanzen und Mikroben ansammeln, aber wenn die Erde erwärmt, also auch diese Kryobanken. Die Wiedereinführung der "verlorenen" Gene möglicherweise überhaupt nicht menschliche Erfindung, sondern vielmehr ein natürlicher Prozess, der seit Leben tauchte erstmals auf diesem Felsen.

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