Ekosistem berusia 2 juta tahun di Greenland ditemukan oleh DNA lingkungan
Zaman Pliosen Akhir dan Pleistosen Awal 3,6 hingga 0,8 juta tahun yang lalu memiliki iklim yang mirip dengan yang diramalkan di bawah pemanasan di masa depan. Catatan paleoklimatik menunjukkan amplifikasi kutub yang kuat dengan suhu tahunan rata-rata 11–19 °C di atas nilai kontemporer. Komunitas biologis yang mendiami Kutub Utara selama ini masih kurang dikenal karena fosilnya langka. Di sini kami melaporkan catatan DNA lingkungan kuno (eDNA) yang menggambarkan kumpulan tumbuhan dan hewan yang kaya dari Formasi Kap København di Greenland Utara, bertanggal sekitar dua juta tahun yang lalu. Catatan menunjukkan ekosistem hutan boreal terbuka dengan vegetasi campuran pohon poplar, birch dan thuja, serta berbagai semak dan tumbuhan Arktik dan boreal, banyak di antaranya sebelumnya tidak terdeteksi di lokasi dari catatan makrofosil dan serbuk sari. Catatan DNA menegaskan keberadaan DNA kelinci dan mitokondria dari hewan termasuk mastodon, rusa kutub, hewan pengerat dan angsa, semua nenek moyang dari kerabat Pleistosen masa kini dan akhir. Kehadiran spesies laut termasuk kepiting tapal kuda dan ganggang hijau mendukung iklim yang lebih hangat dari hari ini. Ekosistem yang direkonstruksi tidak memiliki analog modern. Kelangsungan hidup eDNA kuno seperti itu mungkin terkait dengan pengikatannya pada permukaan mineral. Temuan kami membuka bidang baru penelitian genetika, menunjukkan bahwa melacak ekologi dan evolusi komunitas biologis dari dua juta tahun lalu dapat dilakukan dengan menggunakan eDNA kuno.
Formasi Kap København terletak di Peary Land, Greenland Utara (82° 24′ N 22° 12′ W) di tempat yang sekarang menjadi gurun kutub. Urutan pengendapan bagian atas mengandung sisa-sisa hewan dan tumbuhan terestrial yang terawetkan dengan baik yang tersapu ke muara selama siklus interglasial Pleistosen Awal yang lebih hangat (Gbr). Hampir 40 tahun penelitian palaeoenvironmental dan iklim di situs tersebut memberikan perspektif unik ke dalam periode ketika situs tersebut terletak di ekoton Arktik boreal dengan suhu minimum rata-rata musim panas dan musim dingin yang direkonstruksi masing-masing 10 °C dan −17 °C—lebih dari 10 °C lebih hangat dari sekarang. Kondisi ini pasti telah mendorong ablasi substansial Lapisan Es Greenland, kemungkinan menghasilkan salah satu interval bebas es terakhir dalam 2,4 juta tahun terakhir. Meskipun Formasi Kap København diketahui menghasilkan makrofosil yang terawetkan dengan baik dari hutan boreal jenis konifera dan fauna serangga yang kaya, beberapa jejak vertebrata telah ditemukan. Sampai saat ini, ini terdiri dari sisa-sisa dari genera lagomorph, koprolitnya dan kumbang Aphodius, yang hidup di dalam dan di atas kotoran mamalia. Namun, hamparan Daun Fyles dan Kolam Berang-berang yang berusia sekitar 3,4 juta tahun di Pulau Ellesmere di Arktik Kanada menyimpan fosil mamalia yang berpotensi menjajah Greenland, seperti beruang punah (Protarctos abstrusus), berang-berang punah (Dipoides sp.), yang kecil anjing Eucyon dan unta raksasa Arktik (mirip dengan Paracamelus). Apakah Selat Nares merupakan penghalang yang cukup untuk mengisolasi Greenland utara dari kolonisasi fauna ini masih menjadi pertanyaan terbuka.
Formasi Kap København secara formal dibagi menjadi dua anggota (Gbr. 1). Anggota rendah A terdiri dari hingga 50 m lumpur berlapis dengan ostracod Arktik, foraminifera dan fauna moluska yang diendapkan di lingkungan glaciomarine lepas pantai. Anggota B di atasnya terdiri dari 40–50 m endapan berpasir (unit B1 dan B3) dan berlumpur (unit B2) (Data Diperpanjang Gambar 1), termasuk lapisan tipis kaya organik dengan fauna makrofosil interglasial yang diendapkan lebih dekat ke pantai di lingkungan laut dangkal atau muara yang diwakili oleh fasies sedimen muka pantai atas dan bawah.
Serangkaian studi pelengkap telah secara berturut-turut mempersempit kelompok usia pengendapan Formasi Kap København dari 4,0–0,7 Juta tahun Lalu menjadi kelompok usia 20.000 tahun sekitar 2,4 Juta tahun Lalu . Ini dicapai dengan kombinasi paleomagnetisme, biostratigrafi, dan allostratigrafi. Khususnya, data penampilan terakhir dari mamalia, foraminifera dan moluska dalam catatan stratigrafi menunjukkan usia mendekati 2,4 Juta tahun Lalu. Dalam kerangka keseluruhan ini, kami menambahkan data paleomagnetik baru yang menunjukkan bahwa Anggota A telah membalikkan polaritas magnetik dan bagian utama dari unit B2 di atasnya memiliki polaritas magnetik normal. Dalam konteks pekerjaan sebelumnya, ini konsisten dengan tiga interval magnetostratigrafi pada Pleistosen Awal di mana terjadi pembalikan: 1.93 Juta tahun Lalu (skenario 1), 2.14 Juta tahun Lalu (skenario 2) atau 2.58 Juta tahun Lalu (skenario 3). Selain itu, kami membatasi usia menggunakan penanggalan penguburan 26Al: 10Be kosmogenik Anggota B di empat lokasi dalam penelitian ini (Informasi Tambahan, bagian 3). Usia penguburan maksimum yang direkomendasikan untuk Formasi Kap København adalah 2.70 ± 0.46 Juta tahun Lalu (Gbr. 2; Metode). Namun, kami membuang skenario yang lebih tua 3 karena bertentangan dengan bukti sedimentasi terus menerus di seluruh Anggota A dan B selama satu siklus pengendapan glasial-interglasial. Ini menyisakan dua skenario yang mungkin (skenario 1 dan 2), di mana skenario 1 mendukung usia 1,9 Juta tahun Lalu dan skenario 2 mendukung usia 2,1 Juta tahun Lalu.
Tidak ada komentar