环境DNA发现了一个200万历史的生态系统

　　格陵兰的海岸从60°延伸到83°N ，包括从亚北极沙漠到北极沙漠的生物气候区域37,38 。格陵兰本地有175种血管植物属，不包括历史上引入的物种39,40,41。其中，通过元基因组分析检测到70（40％）（图3）；如今，这些属的大多数都局限于Kapkenhavn的Polar Desert的南部（参见参考文献42及其中的参考文献），例如所有水生大型植物。Reads assigned to Salix, Dryas, Vaccinium, Betula, Carex and Equisetum dominate the assemblage, and of these genera, Equisetum, Dryas, Salix arctica and two species of Carex (Carex nardina and Carex stans) grow there currently, whereas only a few records of Vaccinium uliginosum are found above 80º N, and Betula nana are found above 74º N (ref. 43).在KapKøbenhavn古代埃德娜（Edna）组合中检测到的102属中，在格陵兰岛不再生长39％，但确实发生在北美北方（例如Picea和Populus），以及北部落叶和海上森林（例如，Crataegus ，Taxus，Thuja和Filipendula）。这种不同的组合中的许多植物属都不发生在多年冻土底物上，并且比今天在格陵兰岛任何纬度的植物属所需的温度更高。　　除了DNA之外，我们还计算了B3单元119的六个样品中的花粉（方法和补充图5.1.1）。计算了41-225个陆生晶粒的花粉总和的4个样品的百分比（平均值= 170.25）。高地草药，包括Cyperaceae，Ericales和酒渣鼻的分类单元，占样本4的40％。样品5和6被树木植物分类群（尤其是Betula）主导。polypodiopsida（例如，Equisetum，asplenium和Athyrium filix-Mas）和Lycopodiopsida（lycopodium annotinum and selaginella rupestris）也得到很好的代表，并占样品1、4和6中的30％以上的组合。　　在DNA鉴定的102个植物属中总共发生了39个植物属，也是该属水平的大化石或花粉。另外39个分类单元可能被鉴定为大化石或花粉，但不能达到同一分类学水平10,15（来源数据1，床单1和2）。例如，通过DNA鉴定了12个毒性属（斑块，Anthoxanthum，Arctagrostis ，Arctagrostis，Arctophila，Calamagrostis，Calamagrostis ，Cinna，Dupontia，Dupontia ，hordelymus，hordelymus，Leymus ，Leymus，Milium，Phippsia和Poa），仅在这些Hordelymus中就没有发现（如今）但是，这些在花粉分析中仅是家庭水平的区别，只发现了一种巨脂科。有24个分类单元仅记录为DNA 。其中包括北方树的人群，一些灌木和矮灌木，但主要是草本植物。在以大化石为10,15的73个植物属中，在DNA分析中仅检测到24个。由于大化石和DNA具有相似的taphonomies（正如两者都在局部沉积），预计它们之间比DNA和花粉之间的重叠更重要，而DNA和花粉通常分散在区域性44中。DNA中缺少的九个分类单元是苔藓植物，这可能是由于该基因组参考数据库中该组的代表不佳。此外，参考数据库中不存在灭绝的分类单元Araceae。其余未检测到的属是血管植物，除两个（氧和山脉）以外，在大质石记录中很少见。由于在大化石和DNA Records45中对稀有分类单元的检测都是挑战性的，因此我们认为DNA和大质石记录之间的重叠是根据两种方法的局限性所预期的。　　在这里和Bennike46的花粉记录中记录了另外19个分类单元，其中包括四棵树或灌木，五个蕨类植物，三个俱乐部苔藓和藻类，真菌和利弗沃特。我们还发现贫血树木，尤其是裸子植物的花粉，它们可以分布在植物实际生长的地区以北10 。Bennike46还指出了俱乐部苔藓和蕨类植物的很大比例，并建议由于它们的孢子墙具有抵抗力的降解，因此可能会过分代表。此外，如果这些分类单元优先沿流入河口的流分布，那么它们的孢子可能比更普遍分布的类群的花粉相对集中在冲积层中。因此，衰减抗性和冲积沉积都可能有助于我们观察到的相对频率。同样的冲积动力也可能有助于元基因组记录中Salix，Betula，Betula ，Betula，Populus，Carex和Equisetum的较大读数，这意味着在花粉记录中这些类群的比例都不一定与生物群体或覆盖范围的区域植被中的实际丰度相关。　　最后，我们试图通过叶绿体DNA的系统发育放置来约会植物DNA的年龄。我们检查了属脑β，人口和salix的数据，因为它们具有足够高的叶绿体基因组覆盖率（分别为平均深度为24.16×，57.06×和27.04×），并且有足够的当今全叶绿体参考序列（方法）。由于它们的年龄以及从现代参考基因组的潜在遗传距离，我们将独特分类读数的相似性阈值降低到90％，并按单位合并以增加覆盖范围。betula和salix基本上都放置在各个属中的大多数代表物种上，而人口的放置结果表明，与与trichocarpa和P. balsamifera相关的不同物种的混合物的支持（扩展数据图7-9）。　　我们使用了蔬菜叶绿体读数进行分子约会分析，因为它们被自信地放置在系统发育树的单个边缘（即，即普鲁卢斯（Populus）中的混合物），具有大量的参考序列，并且在古代样品中具有很高的覆盖范围。我们使用BEAST47 V1.10.4来获得我们古代槟榔样样品的分子时钟日期估计（有关详细信息，请参见方法，“分子约会方法 ”）。我们包括31个现代槟榔和一个Alnus叶绿体参考序列，仅使用了古代样品中至少具有20个深度的位点，并且包括先前估计的betula -alnus -alnus叶绿体差异时间48，属于61.1 MYR的MYR进行校准。我们的野兽分析在古代样品的年龄和不同的核苷酸替代模型上对两个不同的先验都是可靠的（扩展数据图10）。这产生了中位年龄估计为1.323 MYR ，HPD的95％为（0.6786，2.0172）MYR（图2）。

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