Starověké zubní proteiny přepisovají nosorožce rodinné strom – jsou další dinosauři?
Starověké zubní proteiny přepisovají nosorožce rodinné strom – jsou další dinosauři?
Molekuly z 20 milionů letů zubů příbuzného nosorožce patří mezi nejstarší sekvenované a otevírají vědce o dtalizující možnosti
Evoluční vztahy nosorožců se staly o něco jasnější se sekvenováním nejstarších proteinů.
Vědci popsali proteiny, které tvrdí, že patří mezi nejstarší sekvenované. Dva týmy, které analyzovaly molekuly od vyhynulých příbuzných nosorožců a dalších velkých savců, posunuly genetický fosilní záznam zpět na více než 20 milionů let.
Studie – Out in Příroda Dnes – navrhujte, aby proteiny přežily lépe, než si mysleli vědci. To zvyšuje možnost shromažďování molekulárních poznatků o evolučních vztazích, biologickém pohlaví a stravě od starších zvířat – možná i dinosaurů.
„Právě otevíráte zcela nový soubor otázek, které si paleontologové nikdy nemysleli, že se mohou přiblížit,“ říká Matthew Collins, paleoproteomics specialista na University of Cambridge ve Velké Británii a University of Copenhagen.
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
Konzervované v zubech
Schopnost získat DNA z pozůstatků, které jsou staré tisíce let, revolucionizovala biologii a odhalila dříve neznámé lidské skupiny, jako jsou Denisovans a přepisování populační historie lidí a jiných zvířat. Nejstarší sekvenovaná DNA pochází z jednoho milionuletého mamutí kostí a dvou milionů letkových polárních sedimentů.
Proteiny – biologické stavební bloky kódované genomem – jsou tvrdší než DNA a mohou tlačit schopnosti vědců používat molekuly k pochopení starověkých druhů hlouběji do minulosti. Jak daleko je sporné. V letech 2007 a 2009 vědci popsali proteiny od 68 milionů let a 80 milionů fosilií dinosaurů, respektive mnoho vědců, ale mnoho vědců pochybuje o tvrzeních.
Snaha o přepracování práce z roku 2007 bylo přesvědčivější, říká Enrico Cappellini, biochemik na Kodaňské univerzitě. Přesto získala pouze omezený počet sekvencí – seznam aminokyselin, které popisují složení proteinu – poskytují pouze předběžné informace o evolučních vztazích, říká. On a jeho kolegové zvažují současný benchmark pro nejstarší evolučně informativní protein, který byl kdy zjistil, že je kolagen extrahován z 3,5 milionuletého příbuzného z velbloudů z kanadské Arktidy.
Aby se tento limit dále posunul, v jedné ze dvou nejnovějších studií Cappelliniův tým extrahoval proteiny ze smaltu-mineralizovanou vnější vrstvu zubů-23 milionu letletého příbuzného nosorožce. Fosilie byla nalezena na ostrově v kanadském vysokém arktickém regionu v roce 1986 a uložena v Ottawském muzeu. Preprint 2024 jej připsal novému zaniklému druhu nosorožců EpiaceRatherium Itjilik.
Pomocí hmotnostní spektrometrie – která detekuje hmotnost fragmentu proteinu, což umožňuje odvodit jeho složení – vědci identifikovali částečné sekvence ze 7 proteinů smaltu, což tvoří nejméně 251 aminokyselin celkem.
Evoluční strom integrující tyto sekvence s genomovými údaji od živých nosorožců a jejich dvou příbuzných ledové doby odhalil překvapení. The Epiakatherium Vzorek patřil do větve nosorožce rodokmenů, který se rozdělil dříve než kterýkoli jiný: mezi 41 miliony a 25 miliony let. Předchozí studie umístily tuto skupinu mezi moderní nosorožce. „Opravdu to mění způsob, jakým musíme přemýšlet o vývoji nosorožců,“ říká Ryan Paterson, biomolekulární paleontolog na University of Copenhagen, který studii spolupracoval.
Další krok, dinosauři
Proteiny degradují v teplu. Vzorek nosorožců, který analyzovali Paterson a jeho kolegové, pocházel z polární pouště, kde průměrné teploty jsou výrazně pod mrazivou, „perfektním místem“ pro zachování bílkovin, říká.
Pasin Turkana v Keni lze považovat za jeden z nejhorších – a přesto je to zdroj fosilií starý jako 18 milionů let, z nichž druhý tým sekvenoval smaltovací proteiny. Teploty povrchu půdy mohou dosáhnout 70 ° C a záznamy o klimatu naznačují, že povodí Turkana je „jedním z nejžhavějších míst na světě velmi dlouhou dobu,“ říká Daniel Green, geochemik izotopů na Harvardské univerzitě v Massachusetts, který studii spolupracoval.
Keňské sekvence smaltovaných proteinů-od zaniklých příbuzných nosorožců, slonů, hrochů a dalších tvorů-se hodí k klasifikacím vytvořeným paleontology na základě kostní anatomie fosilií. Green však doufá, že budoucí studie starověkých proteinů z Turkany budou moci vyřešit některá evoluční tajemství, jako jsou původ hrochů. On a jeho kolegové také doufají, že starověké proteiny lze získat z časných homininů, které jsou nalezeny v povodí Turkana.
„Být schopen ukázat, že se můžeme vrátit na 18 milionů let v tomto druhu opravdu horkého, tvrdého prostředí, opravdu ukazuje, že svět je otevřený pro práci na paleoproteomice,“ říká Timothy Cleland, fyzický vědec v Smithsonian Museum Science Conservation Institute v Suitland v Marylandu, který spolupracoval na studii Turkana. Obzvláště má zájem pokusit se dostat proteiny z zubů dinosaurů, ale to bude výzva, protože jejich smalt je obzvláště tenký, říká.
Studie jsou hlavním technickým úspěchem, říká Deng Tao, paleontolog na ústavu paleontologie obratlovců a paleoantropologie v Pekingu. Ale jak se vědci dívají ještě dále v čase na starověké proteiny, doufá, že výsledky budou schopny podpořit smysluplné vhledy do historie života, „spíše než jen konkurenční pronásledování nejstarších záznamů“.
Ačkoli se studie zaměřují na evoluční vztahy, Collins je více nadšený z vyhlídek na shromažďování jiných poznatků ze starověkých proteinů, včetně údajů o biologickém pohlaví – na základě potenciální přítomnosti typů smaltovaných proteinů, které se nacházejí pouze u zvířat s y chromozomy – a říká, že říká, a říká, že. „Co s tím můžeš dělat? Všechno. Je to jako, wow!“
Tento článek je reprodukován se svolením a byl poprvé publikováno 9. července 2025.
