În momentul în care o creatură moare, ADN -ul său începe să se descompună. Jumătate din ea degradează fiecare 521 de ani în medie. Cu aproximativ 6,8 milioane de ani, chiar și în condiții ideale de conservare în medii reci și stabile, fiecare urmă semnificativă a dispărut.
Aceasta este o provocare uriașă atunci când încercăm să înțelegem mai profund istoria noastră evolutivă: primatele cu două picioare au apărut acum 7 milioane de ani în Africa, iar genul nostru a apărut în urmă cu aproximativ 2,6 milioane de ani. Dar ADN -ul se descompune repede în locurile noastre strămoșii noștri îndepărtați. Drept urmare, multe dintre adaptările cheie care ne fac o dată umană în mod unic la o perioadă în care ADN -ul antic este nedescris.
Dar o tehnică nouă ne permite să ne întoarcem mai departe decât data de expirare a ADN-ului în Africa, pentru a răspunde la întrebări de lungă durată despre strămoșii noștri. Numită paleoproteomică, este studiul proteinelor antice, care durează mai mult decât ADN -ul.
“Proteinele sunt biomolecule de lungă durată capabile să supraviețuiască de-a lungul a milioane de ani”, ” Christina Warinnerun arheolog biomolecular la Universitatea Harvard și colegii au scris într -un 2022 hârtie. ADN -ul codifică instrucțiunile pentru a face aminoacizi, care se combină în șiruri lungi pentru a face proteine. Deoarece proteinele se destramă mai lent decât ADN -ul, ele devin o resursă extrem de valoroasă pentru înțelegerea evoluției umane.
Arheologi și revoluția ADN -ului
Interesul arheologilor pentru ADN -ul antic a crescut din 2010, când cercetătorii au publicat un proiect al Genomul neanderthalconfirmând că neanderthalii s -au împerecheat cu strămoșii multor oameni moderni. De atunci, tehnica a fost folosită pentru a răspunde la o serie de întrebări arheologice, cum ar fi atunci când America şi Australia au fost stabilite, când Agricultura a fost inventatăși cum Limbi și culturi s -ar fi putut răspândi.
Există însă dezavantaje majore pentru a se baza doar pe ADN -ul antic. Chiar dacă tehnicile pentru extragerea ADN -ului din oase foarte vechi au avansat semnificativ de -a lungul anilor, ADN -ul se descompune în fragmente mai mici de -a lungul mileniilor din cauza efectelor luminii solare, căldurii și umidității. Drept urmare, analiza ADN a oaselor și dinților rudelor noastre antice are o limită de timp care ne împiedică să învățăm despre evoluția noastră mai îndepărtată prin această tehnică.
Înrudite: Cel mai vechi ADN uman dezvăluie ramura misterioasă a umanității
Aceasta este o problemă și mai mare în Africa, unde a avut loc cea mai mare parte a evoluției umane.
„Africa este centrul trecutului nostru evolutiv și nu avem ADN antic în Africa dincolo de o scară de Poate 20.000 de ani în acest moment,” Adam Van Arsdalea declarat un antropolog biologic la Wellesley College College. Știind ce se întâmplă biologic cu strămoșii noștri îndepărtați cu milioane de ani în urmă în nucleul Africii ne -ar transforma înțelegerea evoluției umane, a spus Van Arsdale.
O explozie în analiza proteinelor
Proteinele sunt o țintă interesantă pentru antropologi pentru că ei poate depăși Chiar și cel mai vechi ADN. Au mai puțini atomi, mai puține legături chimice și o structură mai compactă, ceea ce înseamnă că sunt mai puțin fragili decât ADN -ul, potrivit Warriner și colegii săi.
Primul proteom antic -Un grup de proteine exprimate într-o celulă, țesut sau organism-a fost extras dintr-un os de mamut lână de 43.000 de ani într-un studiu publicat în 2012. În 2019, cercetătorii au anunțat că cercetătorii au anunțat că Cel mai vechi proteom mamifer Pentru acea vreme: cel al unui dinte vechi de 1,9 milioane Gigantopithecus. Iar în 2025, cercetătorii cu succes extras cele mai vechi proteine Cu toate acestea, de la Epiaceriheriumo creatură dispărută asemănătoare cu rinoceri, care a trăit în arctica canadiană acum mai bine de 21 de milioane de ani.
Pe măsură ce îmbunătățim metodele de identificare a proteinelor, antropologii încep să utilizeze aceste metode pentru a răspunde la întrebări despre evoluția umană.
În a 2020 Studiu Publicat în Jurnal Naturăcercetătorii au analizat proteinele din smalțul dinților din Homo antecesoro rudă umană dispărută care a trăit în Europa acum 800.000 de ani. Au descoperit asta H. antecesor ‘proteinele s erau diferite de cele ale H. sapiensNeanderthals și Denisovans, făcându -i o ramură separată a arborelui nostru evolutiv, mai degrabă decât strămoșul nostru direct.
Într -un studiu publicat în aprilie în Jurnal Ştiinţăanaliza proteomică a fost, de asemenea, utilizată pentru a descoperi că un Misterios Jawbone Prima dată la începutul anilor 2000 în largul coastei Taiwanului a fost legată de Denisovans, un grup de rude umane dispărute. Înainte de aceasta, paleoantropologii nu știau dacă Denisovanii au trăit în acea parte a lumii. Analiza a demonstrat, de asemenea, că este posibilă identificarea proteinelor găsite în fosile din regiuni calde și umede.
Rădăcinile noastre africane
Paleoproteomica poate fi și mai transformatoare pentru descifrarea evoluției noastre mai îndepărtate. Două studii recente asupra oaselor fosile și a dinților din Africa, unde studiile ADN sunt aproape imposibile, evidențiază potențialul metodei.
În primul, publicat în mai în jurnal Ştiinţăarheologii au recuperat proteine antice din dinții a patru membri ai speciilor Paranthropus robustuso rudă umană care a trăit între 1,8 milioane și 1,2 milioane de ani în urmă. Ei au arătat că doi dintre indivizi erau bărbați și doi erau femei. Surprinzător, însă, cercetătorii au descoperit că unul dintre P. robustus Persoanele despre care se crede că sunt bărbați erau de fapt femei. Acest lucru sugerează că unele cranii clasificate anterior ca un sex al unei specii cunoscute ar fi putut aparține de fapt grupurilor neidentificate sau speciilor noi.
În cel de -al doilea studiu, publicat în februarie în Jurnalul de știință din Africa de Sudcercetătorii au recuperat proteomul din smalțul dinților Australopithecus africanuso rudă umană care a trăit în Africa de Sud acum 3,5 milioane de ani. Deși au fost capabili să identifice doar Sexul biologic al australopitecinelorcercetătorii au scris că „toate acestea sunt descoperiri incredibil de interesante, care sunt pregătite să ne revoluționeze înțelegerea evoluției umane”.
O întrebare la care această analiză ar putea ajuta să răspundă este dacă bărbații și femeile strămoșilor și rudelor noastre diferă dramatic ca mărime sau caracteristici, Rebecca Ackermanna declarat pentru Live Science, un antropolog biologic la Universitatea din Cape Town. De exemplu, analiza proteinelor și sexului ar putea dezvălui că unele oase interpretate anterior ca bărbați și femei din aceeași specie erau de fapt indivizi de același sex, dar din linii diferite.
Până acum, însă, oamenii de știință au analizat cu succes proteinele doar dintr -un număr mic de strămoși umani antici. Dar în timp ce oamenii moderni au mai mult de 100.000 de proteine În corpul lor, smalțul „proteomul” este minuscul; Este compus din doar cinci proteine majore legate de formarea emailului. Totuși, variația secvențelor proteice poate fi suficientă pentru a diferenția între organismele conexe.
Viitorii frontiere
Analiza diferențelor dintre aceste proteine probabil nu oferă o rezoluție suficientă pentru a răspunde la întrebări cheie, cum ar fi modul în care au fost legați strămoșii și rudele umane antice, a spus Ackermann. De exemplu, cu milioane de ani în urmă în Africa de Est, mai multe primate cu două picioare Speciile suprapuse în timpdar dacă ar putea să se întrepătrunde și să creeze hibrizi fertili nu este clar doar din oasele lor.
Proteinele antice ar putea ajuta în cele din urmă la această întrebare?
Ackermann este prudent optimist că tehnologia va avansa suficient pentru ca paleoproteomica să clarifice relațiile evolutive între grupuri strâns legate.
„Dacă putem spune sau nu mai multe despre hibridizare este o întrebare bună”, a spus ea.
Chiar și așa, proteomii osoși și smalț nu pot fi niciodată suficient de detaliate pentru a distinge indivizii strâns înrudiți, în același mod, genomele pot, a adăugat Ackermann.
Dar există o șansă tehnică să se îmbunătățească suficient pentru ca oamenii de știință să extragă proteine din țesuturi vechi de milioane de ani, a adăugat Ackermann.
Majoritatea proteinelor făcute de oameni, inclusiv de cele care fac parte din „proteomul întunecat”, nu au fost analizate, ceea ce înseamnă că nu avem prea puține idei ce fac, au scris Warriner și colegii săi.
“Următorii 20 de ani vor avea cu siguranță multe surprize, deoarece vom începe să aplicăm această putere analitică pentru a răspunde la întrebări de lungă durată despre trecut și pentru a inova noi soluții la problemele vechi”, au scris ei.