Năm 2022, giới khoa học công bố một phát hiện gây chấn động: các đoạn ADN cổ đại có niên đại khoảng 2 triệu năm được thu thập từ trầm tích tại Kap København, miền bắc Greenland. Đây là ADN môi trường cổ nhất từng được giải mã thành công được biết đến tại thời điểm công bố, vượt xa kỷ lục trước đó từ ADN voi ma mút khoảng 1,2 triệu năm tuổi. Điều đặc biệt là các mẫu vật không đến từ một bộ xương nguyên vẹn, mà từ những dấu vết di truyền còn sót lại trong đất.

Ảnh: cam.ac.uk

ADN là vật liệu di truyền chứa thông tin về sinh vật, nhưng nó rất dễ bị phá hủy theo thời gian bởi nhiệt độ, nước, vi sinh vật và các phản ứng hóa học. Vì vậy, việc tìm được ADN có tuổi đời hàng triệu năm từng được xem là thách thức cực lớn. Nhóm nghiên cứu đã phân tích các mẫu trầm tích cổ, nơi những đoạn ADN cực nhỏ được bảo tồn trong điều kiện lạnh giá và có thể bám vào bề mặt khoáng chất, giúp chúng tránh bị phân hủy nhanh chóng.

Những đoạn ADN ấy đã hé lộ một Greenland rất khác hiện nay. Khoảng 2 triệu năm trước, khu vực này không phải vùng đất băng giá khắc nghiệt như ngày nay, mà có một hệ sinh thái rừng phương Bắc tương đối phong phú. Các nhà khoa học tìm thấy dấu vết di truyền của cây dương, bạch dương, tuyết tùng phương Bắc cùng nhiều loài cây bụi và thảo mộc. Trong số động vật, dữ liệu cho thấy sự hiện diện của thỏ rừng, tuần lộc, các loài gặm nhấm, ngỗng và đặc biệt là mastodon — họ hàng xa đã tuyệt chủng của voi. Dấu vết của sinh vật biển cũng gợi ý khí hậu khi ấy ấm hơn nhiều so với Greenland hiện đại.

Ảnh: independent.co.uk

Phát hiện này không có nghĩa các nhà khoa học đã khôi phục hoàn chỉnh bộ gen của mọi sinh vật từng sống ở đó. ADN trong trầm tích thường bị phân mảnh và trộn lẫn từ nhiều nguồn khác nhau. Nhưng bằng cách đối chiếu những đoạn ngắn với cơ sở dữ liệu di truyền hiện đại, các nhà nghiên cứu có thể nhận diện nhóm sinh vật từng hiện diện và dựng lại bức tranh sinh thái tổng thể.

Ý nghĩa lớn nhất của công trình không chỉ nằm ở kỷ lục tuổi đời. Trước đây, các nhà khoa học thường dựa vào xương, răng, phấn hoa hoặc hóa thạch để tìm hiểu những hệ sinh thái đã biến mất. ADN môi trường mở ra một cách tiếp cận mới: ngay cả khi không còn bộ xương hay hóa thạch rõ ràng, đất đá vẫn có thể lưu giữ những “dấu vân tay” di truyền của sự sống.

Ảnh: norceresearch.no

Các nhà nghiên cứu hy vọng kỹ thuật này sẽ giúp khám phá thêm những thế giới cổ đại, đồng thời cải thiện hiểu biết về cách sinh vật thích nghi trước biến đổi khí hậu. Những lớp đất tưởng như vô tri có thể đang cất giữ thông tin về các loài đã tuyệt chủng và môi trường mà chúng từng sinh sống.

Hai triệu năm trước, Greenland là một vùng đất xanh hơn rất nhiều. Ngày nay, nhờ những mảnh ADN nhỏ bé còn sót lại trong trầm tích, thế giới ấy đang dần hiện ra, như thể thiên nhiên đã lưu một cuốn nhật ký bí mật và nhân loại vừa tìm được cách đọc nó.