Binghamton Üniversitesi fakültesinin bir parçası olan uluslararası bir bilim insanı ekibi, önerilen Antroposen’in ünlü yeri olan Crawford Gölü çevresindeki alan üzerindeki ekolojik değişimi ve insan etkisini belgeleyen 1000 yıllık bir zaman çizelgesini yeniden yarattı.
Gölün dibindeki çökeltide korunmuş olarak bulunan antik tortul DNA (sedaDNA) örneklerini analiz eden bilim insanları, göl çevresindeki bitkiler, hayvanlar, bakteriler ve mantarlar da dahil olmak üzere tüm ekosisteme ilişkin çeşitli, yüksek çözünürlüklü bir veri kümesini yeniden oluşturmayı ve yüzyıllar boyunca meydana gelen değişiklikleri haritalandırmayı başardılar.
Crawford Gölü meromiktik bir göldür, yani su sütunu göl yatağıyla karışmaz. Eşsiz özellikleri, üst seviyedeki çökeltilerin gölün dibine yerleşmesine neden olur ve burada alternatif kalsit ve organik lamina katmanlarında (organik madde açısından zengin çökelti katmanları) korunurlar.
Araştırmanın ilk yazarlarından ve Binghamton Üniversitesi’nde antropoloji yardımcı doçenti olan Matthew Emery, “Bir ağacın halkaları gibi, her bir çökelti katmanının tarihi belirli bir yıla tarihlenebilir, bu da zaman içindeki çevresel değişimin olağanüstü derecede korunmuş bir kaydını sağlar” dedi.
“Bu tortul biyomoleküller üzerinde yaptığımız analiz bize tüm ekosistemin zaman içinde nasıl değiştiğini gösteriyor – yerel öncesi tarımdan, Longhouse Halkları tarafından yapılan yerli tarım dönemlerine, ardından saha terki ve yerel ekolojik ardıllığa ve ardından ağaç kesme, ağaç kesme, değirmencilik, tarım ve muhtemelen daha yüksek sanayileşmenin yenilenen etkisi ile Avrupa-Kanada dönemine kadar.” McMaster Üniversitesi’nde antropoloji.
Araştırmacılar, insanlığın çevre üzerindeki kalıcı etkisinin damgasını vurduğu önerilen bir jeolojik dönem olan Antroposen’in yararlarını tartışırken, göl bilim camiasında küresel bir önem kazandı. Crawford Gölü çökeltisi, fosil yakıt kalıntıları, plastikler, suni gübreler, asit yağmuru ve hatta plütonyum da dahil olmak üzere, insan etkisine ilişkin iyi korunmuş bir kayıt içerdiğinden, New Age jeologlarının favorisiydi. Sonuçta reddedilmesine rağmen Antroposen’in geçerliliğine ilişkin tartışma devam ediyor.
Emery, “Aslında baktığımız şey bir dosya dolabı, bir zaman kapsülü” dedi. “Her katman, bu katmanlar oluştuğunda göl çevresinde yaşayan bitki ve hayvanları içeriyor ve hiçbir şey düzeni bozmadıysa, yüzyıllar ve bin yıllar boyunca okuyabilirsiniz.”
Crawford Gölü onlarca yıldır bilimsel incelemeye konu olduğundan, sedaDNA kullanan bilim adamlarına çalışmalarını doğrulamak ve yeni anlayışlar ortaya çıkarmak için eşsiz bir fırsat sağladı.
Murchie, “Bulduğumuz şeylerin bir kısmı, Crawford Gölü’nde on yıllardır süren araştırmaların zaten gösterdiğini doğruladı, ancak sedaDNA aynı zamanda daha önce kimsenin görmediği şeyleri de ortaya çıkardı” dedi. “Örneğin, sığır DNA’sı 1800’lerin başına kadar uzanan çökeltilerde ortaya çıkıyor ve bu da bize, çevredeki arazide geleneksel paleoekolojik kayıtlarda görülmeyen sığırlara dair yeni kanıtlar sağlıyor. Ayrıca alglerin, bakterilerin, bitkilerin, hayvanların ve böceklerin değişen mozaiğini, yıllar içinde geride bıraktıkları çevresel DNA parçaları aracılığıyla eşzamanlı olarak takip edebilmemize ek olarak.”1.0000.
Murchie, McMaster Üniversitesi’nde antropoloji profesörü olan ortak yazar Hendrik Poinar ile birlikte tortul kayalarda ve diğer kaynaklarda bulunan antik DNA’nın dizilimini yapmak için yoğun bir şekilde çalıştı.
Yararlı DNA’yı arka plandaki gürültüden ayırmak için bilim insanları, eğer örnekte mevcutsa belirli bir türün DNA’sına bağlanan RNA genetik tuzakları kullanıyor. RNA ayrıca manyetik boncuklara da bağlanarak araştırmacıların bir mıknatıs kullanarak hedef DNA’ya dönmesine olanak tanıyor.
Emery, “Bu teknikler, soyu tükenmiş hominin akrabalarımız Neandertaller ve Denisovalılar da dahil olmak üzere, Pleistosen’in memelileri olan soyu tükenmiş megafaunayı yok etmek için tasarlandı” dedi. “Şimdi bunları göl çamurunda, yüzyıllar boyunca jeolojik zamana kadar uzanan insan-çevre etkileşimlerini takip etmek için kullanıyoruz. Menzil ve çözünürlüğü dikkate değer buluyorum.”
Yemler, aynı anda yüzlerce ila binlerce türün genomunu hedef alan setler halinde birleştirilebilir. Yakalama zenginleştirme adı verilen bu yöntem, rastgele veya pompalı tüfek sıralamaya kıyasla çok daha verimlidir.
Poinar, “Yakalama yoluyla zenginleştirme, hedeflediğimiz bitki ve hayvanlar konusunda çok seçici olmamızı sağlıyor” dedi. “Neyi aramak istediğimize, orada ne olabileceğini veya ne olabileceğini düşündüğümüze önceden karar verebiliriz.”
McMaster’da Poinar, antik DNA’yı yakalayarak zenginleştirmeyi getiren ilk kişiler arasındaydı ve bu da antik dünya hakkında birçok aydınlatıcı keşiflere yol açtı.
Murchie, “En büyük sürprizlerden biri eski DNA’nın mutlaka daha fazla hasar görmesinin gerekmemesiydi” dedi. “Crawford Gölü’ndeki bitki ve hayvanlardan elde edilen yaklaşık 500 yıllık göl çökeltisi DNA’sının bir kısmı, kuzeybatı Kanada’daki permafrost alanlarından onlarca veya yüzbinlerce yıl daha eski olan DNA’lardan daha fazla hasar görmüş, bu da koruma koşullarının yaştan çok daha önemli olduğunu gösteriyor.”
“Çalışma verileri aynı zamanda 1200’ler ile 1500’ler arasında Crawford Gölü yakınlarında mısır (mısır) ve ayçiçeği yetiştiren yerli halkların varlığını da doğruluyor.
Üç Kız Kardeş tarımı, Geç Orman Dönemi’nde (yaklaşık MS 1000 – 1650) Büyük Göller bölgesine tanıtılan yerli bir tarım tekniğidir. Yan yana ekildiğinde birbirinin büyümesine yardımcı olan mısır, fasulye ve kabak bitkilerini içerir. Ayçiçeği de dahil edildiğinde tekniğe Dört Kız Kardeş adı veriliyor.
Bilim insanları ilk kez dört kızkardeş bitkisinden ikisini (mısır ve ayçiçeği) göl çekirdek örneklerinin sedaDNA analiziyle tespit etti. Bulgular aynı zamanda bilim adamlarının erken tarımın etkisi de dahil olmak üzere çevrede insan yapımı değişiklikleri anlamalarına da yardımcı oluyor.
Murchie, “Kazların ekili alanlarda yiyecek araması ve ardından Crawford Gölü’nde tünemesiyle tutarlı olarak, yerli tarım dönemlerinde Kanada kaz DNA’sında keskin bir artış görüyoruz” dedi. “Dışkıları hem besin maddelerini hem de yedikleri mahsullerin izlerini göle taşımış olabilir; bu da tortul DNA kayıtlarında kanıtlarını görebildiğimiz besin akışından kaynaklanan tekrarlanan alg çoğalmalarının iyileştirilmesine yardımcı olabilir.”
Bilimsel olarak ötrofikasyon olayları olarak bilinen alg çoğalmaları, sudaki aşırı besin maddelerinden kaynaklanır. Bu besinler kaz gübresi gibi doğal kaynaklardan gelse de günümüzde çoğunlukla yapay gübrelerle sağlanmaktadır. sedaDNA kayıtlarına göre, alg çoğalmaları sahanın terk edilmesine yol açmış olabilir ve bu durum birçok kez meydana gelmiştir.
Crawford Gölü’nün ekolojisi, 1500’lerde terk edildikten sonra en sonunda çamlara, tavşanlara, geyiklere, kunduzlara ve dalgıç kuşlarına dönüştü; mısır yokluğu da dikkat çekiciydi.
Fosil ve polen çalışmaları Crawford Gölü çevresindeki köyde fasulye ve balkabağı varlığını ortaya koyarken, göl çökeltisinde bu hedeflere rastlanmadı. Bilim insanları bunun kazların diyetlerinde mısır ve ayçiçeği tercih etmesinden ya da DNA analizlerinde kullanılan yem setindeki bir boşluktan kaynaklanabileceğini düşünüyor.
Çalışmada Pleistosen ve erken Holosen bölgeleri için tasarlanmış bir yem seti olan PaleoChip Arctic v1.0 kullanıldı; bu, Crawford Gölü’ndeki insan faaliyetlerinin daha çağdaş olduğu dönemden çok daha eskiydi. Ekip, avın daha iyi zenginleştirilmesi için yem setlerini geliştirmeye çalışıyor.
Murchie, “Sonuçlarımızda fasulye ve kabak bulunmaması, geleceğe yönelik antik DNA araştırmaları için bir Doğu Ormanı paneli geliştirmenin önemini vurguluyor” dedi.
Ocak ayında Poinar ve Murchie, permafrost ve deniz çökeltileri için iyileştirilmiş sedaDNA yöntemleri geliştirmek, karasal ve deniz ekosistemi dinamiklerinin uzun vadeli yeniden inşasını desteklemek ve Kanada Antik DNA Ağı’nı oluşturmak için NSERC Alliance’tan bir hibe aldı.
Poinar, “Çalışmamız yalnızca genetik, arkeoloji, yerli geleneksel bilgi, göl kimyası ve jeokimya gibi işbirliği sayesinde mümkün oldu; bunlar bilinmeyeni biraz daha somut hale getirmenin ve geçmişi neredeyse sihir gibi kurtarmanın kesişme noktasında.” dedi.
Uluslararası ekipte McMaster Üniversitesi, Hakai Enstitüsü, Brock Üniversitesi, Alberta Üniversitesi ve Kanada’daki British Columbia Üniversitesi’nden bilim adamları; Amerika Birleşik Devletleri’ndeki Binghamton Üniversitesi ve Arizona Eyalet Üniversitesi; ve İsveç’teki Stockholm Üniversitesi.
Çalışma bugün Moleküler Ekoloji dergisinde yayınlandı.
/Kamu basını. Orijinal kuruluştan/yazarlardan alınan bu materyal güncel nitelikte olabilir ve açıklık, stil ve uzunluk açısından düzenlenmiş olabilir. Mirage.News kurumsal görüş veya partileri benimsemez ve burada ifade edilen tüm görüşler, konumlar ve sonuçlar yalnızca yazar(lar)a aittir. Tam olarak burada görüntüleyin.