Νέες εντυπωσιακές ανακαλύψεις φέρνουν στο φως άγνωστες πτυχές της εξέλιξης των ειδών, χάρη στην ανάλυση αρχαίων πρωτεϊνών από απολιθωμένα δόντια ηλικίας έως και 29 εκατομμυρίων ετών.
Για δεκαετίες, οι επιστήμονες βασίζονταν στο αρχαίο DNA για να ανιχνεύσουν τη γενετική ταυτότητα εξαφανισμένων ειδών. Όμως το DNA αποσυντίθεται σχετικά γρήγορα — σπάνια διατηρείται για περισσότερο από 1 εκατομμύριο χρόνια. Τώρα, δύο νέες μελέτες που δημοσιεύθηκαν στο Nature έρχονται να αλλάξουν τα δεδομένα: επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ, το Ινστιτούτο Σμιθσόνιαν και το Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης ανέκτησαν πρωτεΐνες ηλικίας έως και 29 εκατομμυρίων ετών, ανοίγοντας νέους δρόμους στη μελέτη της εξέλιξης, της διατροφής και της συμπεριφοράς αρχαίων ζώων.
Το σμάλτο των δοντιών: φυσική “κάψουλα χρόνου”
Οι αρχαίες πρωτεΐνες εντοπίστηκαν στο σμάλτο των δοντιών, το πιο ανθεκτικό βιολογικό υλικό στο σώμα των σπονδυλωτών. Οι ερευνητές άλεσαν δείγματα απολιθωμένων δοντιών σε σκόνη, προχώρησαν σε χημική κατεργασία και απομόνωσαν τις πρωτεΐνες, διασφαλίζοντας ότι δεν υπήρχε σύγχρονη επιμόλυνση. Μελετώντας τη διαγένεση — τις αλλοιώσεις που υφίστανται οι πρωτεΐνες με το πέρασμα του χρόνου — επιβεβαίωσαν την αυθεντικότητα και την αρχαία ηλικία των μορίων.
Εξελικτικές αποκαλύψεις σε Αφρική και Αρκτικό Καναδά
Η ομάδα του Χάρβαρντ εστίασε σε απολιθώματα μεγάλων ζώων που βρέθηκαν στην περιοχή Τουρκάνα της Κένυας, ηλικίας από 1,5 έως και 29 εκατομμύρια χρόνια — αν και οι πιο παλιές πρωτεΐνες που αναλύθηκαν με αξιοπιστία είχαν ηλικία 18 εκατομμυρίων ετών. Το εντυπωσιακό στοιχείο είναι ότι η διατήρηση των πρωτεϊνών επιτεύχθηκε σε θερμό τροπικό κλίμα, κάτι που θεωρείται εξαιρετικά δύσκολο.
Αντίθετα, η ομάδα της Κοπεγχάγης εργάστηκε σε απολιθώματα από τον Αρκτικό Καναδά, όπου οι ψυχρές συνθήκες βοήθησαν στη διατήρηση πρωτεϊνών από ρινόκερο ηλικίας 24 εκατομμυρίων ετών, μέλος της οικογένειας Rhinocerotidae.
Αναδόμηση του εξελικτικού δέντρου
Μετά την εξαγωγή των πρωτεϊνών, οι επιστήμονες συνέκριναν τις ακολουθίες τους με εκείνες σύγχρονων ειδών. Έτσι, κατάφεραν να τοποθετήσουν εξαφανισμένα ζώα στο εξελικτικό δέντρο της ζωής.
Η μελέτη του Χάρβαρντ αποκάλυψε ότι ένα πλάσμα της οικογένειας Anthracotheriidae, ηλικίας 18 εκατομμυρίων ετών, αποτελεί πιθανό πρόγονο του σημερινού ιπποπόταμου. Αντίθετα, το μυστηριώδες Arsinoitherium, με εξωτερικά χαρακτηριστικά που θυμίζουν ρινόκερο, δεν φαίνεται να έχει ζώντες συγγενείς.
Ο Ενρίκο Καπελίνι, μέλος της ομάδας της Κοπεγχάγης, τόνισε ότι οι ανακαλύψεις επεκτείνουν τη χρονική εμβέλεια της μοριακής ανάλυσης κατά δέκα φορές σε σχέση με το DNA, προσφέροντας μια εντελώς νέα οπτική στην παλαιοντολογία.
Από τη διατροφή έως το φύλο: Τι άλλο μπορούν να μας πουν οι πρωτεΐνες;
Η νέα τεχνολογία της παλαιοπρωτεομικής μπορεί να αποκαλύψει στοιχεία για τη διατροφή, το περιβάλλον και τις μετακινήσεις εξαφανισμένων ζώων, μέσα από ανάλυση ισοτόπων άνθρακα και αζώτου. Επιπλέον, κάποιες πρωτεΐνες στο σμάλτο διαφέρουν ανάλογα με το φύλο του ζώου, γεγονός που μπορεί να λύσει χρόνιες επιστημονικές απορίες.
Ο καθηγητής Μάθιου Κόλινς από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ χαρακτηρίζει τα αποτελέσματα «θεαματικά, αν ισχύουν» και θεωρεί ότι μπορεί να μεταμορφώσουν τον τρόπο που κατανοούμε τα απολιθώματα.
Ήδη από το 2009, είχε εντοπιστεί κολλαγόνο σε δεινόσαυρο (Brachylophosaurus canadensis) ηλικίας 80 εκατομμυρίων ετών. Αν στο μέλλον βρεθούν καλύτερα διατηρημένα δείγματα, η παλαιοπρωτεομική ίσως αποκαλύψει μυστικά που σήμερα δεν μπορούμε καν να φανταστούμε.
Μια νέα εποχή στην εξερεύνηση του παρελθόντος
Αν το αρχαίο DNA μας οδήγησε στο παρελθόν, οι πρωτεΐνες φαίνεται πως μπορούν να μας ταξιδέψουν ακόμα πιο πίσω. Με κάθε νέο μόριο που ανακτάται, ξεδιπλώνεται μια πιο ολοκληρωμένη και ακριβής εικόνα της ιστορίας της ζωής στον πλανήτη.
Πηγή lifo
