Учёные пролили новый свет на родословную носорогов после того, как извлекли последовательность белка из окаменевшего зуба, которому более 20 миллионов лет. Полученные последовательности белков позволили исследователям определить, что этот древний носорог отделился от других носороговых в эпоху среднего эоцена — олигоцена, около 41–25 миллионов лет назад.
Данные также проливают новый свет на расхождение между двумя основными подсемействами носорогов: Elasmotheriinae и Rhinocerotinae. Предполагается, что разделение произошло в олигоцене, около 34–22 миллионов лет назад, что более недавно, чем было показано ранее при анализе костей.
Успешное извлечение и секвенирование древних белков эмали из окаменевшего зуба носорога увеличивает временной масштаб для извлекаемых, информативных с точки зрения эволюции последовательностей белков в десять раз по сравнению с древней ДНК, возраст которой известен как наиболее древний.
Команда из Йорка подтвердила, что белки и аминокислоты действительно древние. Они проанализировали зуб носорога, найденный в канадской Арктике, используя метод, известный как хиральный анализ аминокислот, чтобы лучше понять, как были сохранены белки внутри него.
Измеряя степень деградации белка и сравнивая её с ранее проанализированным материалом носорога, они смогли подтвердить, что аминокислоты были оригинальными для зуба, а не результатом более позднего загрязнения.
Доктор Марк Дикинсон, соавтор и постдокторский исследователь на кафедре химии Йоркского университета, сказал: «Это феноменально, что эти инструменты позволяют нам исследовать всё дальше и дальше в прошлое. Основываясь на наших знаниях о древних белках, мы теперь можем начать задавать увлекательные новые вопросы об эволюции древней жизни на нашей планете».
Носорог представляет особый интерес, поскольку в настоящее время он классифицируется как вид, находящийся под угрозой исчезновения. Понимание его эволюционной истории позволяет нам получить жизненно важную информацию о том, как прошлые изменения окружающей среды и вымирания повлияли на разнообразие, которое мы наблюдаем сегодня.
До сих пор учёные полагались на форму и структуру окаменелостей или, в последнее время, на древнюю ДНК (aDNA), чтобы собрать воедино эволюционную историю давно вымерших видов. Однако aDNA редко сохраняется более 1 миллиона лет, что ограничивает её полезность для понимания глубокого эволюционного прошлого.
В то время как древние белки были найдены в окаменелостях из средне-позднего миоцена — примерно за последние 10 миллионов лет, — получение последовательностей, достаточно подробных для надёжной реконструкции эволюционных отношений, ранее было ограничено образцами не старше четырёх миллионов лет.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, значительно расширяет это окно, демонстрируя потенциал белков сохраняться в течение огромных геологических временных промежутков при правильных условиях.
Фазеела Мунир, которая анализировала зуб в рамках своей докторской работы на кафедре химии Йоркского университета, сказала: «Успешный анализ древних белков из такого старого образца даёт свежий взгляд учёным по всему миру, у которых уже есть невероятные окаменелости в их коллекциях. Этот важный окаменелость помогает нам понять наше древнее прошлое».
Зуб был найден в регионе Канады, в настоящее время характеризующемся вечной мерзлотой. Исследователи говорят, что зубная эмаль и относительно холодная среда, в которой был найден окаменелость, сыграли важную роль в длительном сохранении белков.
Зубная эмаль обеспечивает стабильный «каркас», который может защитить древние белки от деградации в течение геологического времени. Жёсткость эмали, которая является результатом сложной структуры минералов, действует как защитный барьер, замедляя разрушение белков, которое происходит после смерти.
Профессор Энрико Каппеллини из Института Глобуса Копенгагенского университета сказал: «Кратер Холтауна может быть поистине особенным местом для палеонтологии: биомолекулярное хранилище, защищающее белки от разложения в течение огромных геологических временных промежутков».
Райан Синклер Патерсон, постдокторский исследователь в Институте Глобуса Копенгагенского университета, добавил: «Это открытие меняет правила игры в том, как мы можем изучать древнюю жизнь».
Предоставлено Йоркским университетом.