Почти век учёные ломали голову над окаменелостями странного и крепкого на вид дальнего родственника ранних людей: Paranthropus robustus. Он ходил прямо и был приспособлен для интенсивного жевания благодаря относительно массивным челюстям и огромным зубам с толстой эмалью. Считается, что он жил между 2,25 и 1,7 миллиона лет назад.
Разнообразие гомининов
У современных людей есть множество далёких родственников и предков из миллионов лет назад. Южноафриканские ископаемые останки включают ранних гомининов, таких как Australopithecus prometheus, A. africanus (ребёнок из Таунга), A. sediba и P. robustus, а также ранних представителей рода Homo (H. erectus/ergaster, H. habilis), а также более поздних гомининов, таких как H. naledi и Homo sapiens (люди).
Окаменелости показывают, как эти ранние родственники эволюционировали начиная с A. africanus, 3,67 миллиона лет назад. Они также документируют вехи в эволюции, включая переход к хождению на двух ногах, изготовление орудий труда и развитие мозга. В конечном итоге наш вид — Homo sapiens — появился в Южной Африке 153 000 лет назад.
Открытие Paranthropus robustus
Окаменелости P. robustus были впервые обнаружены в Южной Африке в 1938 году. Но оставались важные вопросы. Насколько велика была изменчивость внутри вида? Были ли различия в размерах связаны с полом или отражали наличие нескольких видов? Как P. robustus был связан с другими гомининами и ранними Homo? И что генетически делало его особенным?
До сих пор ответы на эти вопросы были неуловимы. Команда исследователей из Африки и Европы в области молекулярной науки, химии и палеоантропологии хотела найти ответы, но не могла использовать древнюю ДНК для помощи.
Прорыв в палеометаболомике
Мы испытали прорыв, когда решили использовать палеометаболомику — анализ древних белков. Мы извлекли их из эмали зубов четырёх ископаемых P. robustus из пещеры Сварткранс в Южной Африке.
Белки, которым миллионы лет, хорошо сохраняются, потому что они прилипают к зубам и костям и не подвержены влиянию тёплой погоды. Один из этих белков рассказывает нам о биологическом поле ископаемых. Так мы обнаружили, что двое из особей были мужского пола, а двое — женского.
Эти находки открывают новое окно в эволюцию человека — то, которое может изменить наше представление о разнообразии наших ранних предков, предоставив некоторые из древнейших генетических данных человека из Африки.
Белковые последовательности
Белковые последовательности также выявили другие тонкие, но потенциально значимые генетические различия. Одно из них было обнаружено в гене, который кодирует энамелин — критический белок, формирующий эмаль. Мы обнаружили, что двое из особей имели общую аминокислоту с современными и ранними людьми, шимпанзе и гориллами. У других двух была аминокислота, которая среди африканских человекообразных обезьян пока уникальна для Paranthropus.
Что ещё интереснее, у одной из особей были обнаружены обе отличительные аминокислоты. Это первый документированный случай, когда мы можем показать гетерозиготность (состояние наличия двух разных версий гена) в белках, которым два миллиона лет.
Заключение
Комбинируя анализ морфологии и изучение древних белков, мы можем создать более чёткую эволюционную картину взаимоотношений между этими ранними гомининами. Однако для подтверждения того, что ископаемые P. robustus имеют разное происхождение, нам необходимо взять образцы зубной эмали белка из большего количества их зубов. Для этого мы планируем устойчиво отбирать больше образцов P. robustus из других мест в Южной Африке, где они были найдены.