Исследователи совершили крупный прорыв в понимании эволюции носорога, проанализировав белки, извлеченные из окаменелого зуба, которому более 20 миллионов лет. Изучая эти древние белковые последовательности, ученые обнаружили, что этот доисторический носорог отделился от других членов семейства носорогов в период от среднего эоцена до олигоцена (примерно 41–25 миллионов лет назад).

Это открытие также дает новое представление о том, когда две основные ветви семейства носорогов — Elasmotheriinae и Rhinocerotinae — разделились. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что они разошлись позже, в эпоху олигоцена (около 34–22 миллионов лет назад), чем предполагали предыдущие исследования окаменелостей.

Успешное обнаружение и анализ белков эмали знаменует собой большой шаг вперед в молекулярной палеонтологии, расширяя известные пределы сохранения эволюционных белков до временных рамок, в десять раз старше, чем самая старая ДНК, обнаруженная на сегодняшний день.

Команда из Йоркского университета участвовала в подтверждении того, что эти белки и аминокислоты действительно имеют древнее происхождение. Используя метод, называемый анализом хиральных аминокислот, они проанализировали зуб носорога, раскопанный в канадской Арктике, чтобы получить более четкое представление о том, как сохранились белки внутри него.

Измерив степень деградации белка и сравнив ее с ранее проанализированным материалом носорога, они смогли подтвердить, что аминокислоты были получены из самих зубов, а не в результате более позднего загрязнения.

Зубы древнего носорога. Источник изображения: Йоркский университет

Доктор Марк Дикинсон, соавтор и научный сотрудник химического факультета Йоркского университета, сказал: «Удивительно, как эти инструменты позволяют нам исследовать все дальше и дальше в прошлое. Опираясь на наши знания о древних белках, мы теперь можем начать задавать некоторые интересные новые вопросы об эволюции древней жизни на Земле».

Носорог представляет особый интерес, поскольку в настоящее время он занесен в список исчезающих видов, поэтому понимание его долгосрочной эволюционной истории может дать нам представление о том, как прошлые изменения окружающей среды и вымирания сформировали разнообразие, которое мы видим сегодня.

До сих пор ученые полагались на форму и структуру окаменелостей или, с недавнего времени, на древнюю ДНК (аДНК), чтобы собрать воедино эволюционную историю давно вымерших видов. Однако адДНК редко сохраняется более 1 миллиона лет, что ограничивает ее использование для понимания глубокой истории эволюции.

Хотя древние белки были обнаружены в окаменелостях от среднего до позднего миоцена (приблизительно последние 10 миллионов лет), предыдущий доступ к последовательностям, которые были достаточно подробными, чтобы обеспечить надежную реконструкцию эволюционных взаимоотношений, был ограничен образцами возрастом не старше 4 миллионов лет.

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, значительно расширяет это окно, демонстрируя, что белки могут сохраняться в течение длительных геологических временных масштабов при правильных условиях.

Фазила Мунир проанализировала зуб, проводя докторское исследование на химическом факультете Йоркского университета. Она сказала: «Успешный анализ древних белков в таких древних образцах открывает новую перспективу для ученых всего мира, которые собрали такие драгоценные окаменелости. Это важное ископаемое помогает нам понять древние времена».

Ископаемое находится в районе Канады, который в настоящее время характеризуется вечной мерзлотой, и исследователи говорят, что эмаль и относительно холодная среда, в которой было обнаружено ископаемое, сыграли важную роль в долгосрочном сохранении белка.

Зубная эмаль представляет собой стабильный «каркас», защищающий древние белки от эрозии в течение геологического времени. Твердость зубной эмали обусловлена ​​ее сложной минеральной структурой, которая действует как защитный барьер и замедляет распад белков после смерти.

Профессор Энрико Каппеллини из Института исследований Земли при Копенгагенском университете сказал: «Кратер Хортон может стать поистине особенным местом для палеонтологии: это резервуар биомолекул, которые защищают белки от распада в течение длительных геологических временных масштабов.

«Его уникальная экологическая история привела к появлению таких хорошо сохранившихся древних биомолекулярных объектов, сохранившихся таким же образом, как некоторые места сохраняют мягкие ткани. Это открытие должно стимулировать дополнительные палеонтологические полевые исследования по всему миру».

Райан Синклер-Паттерсон, научный сотрудник Института Земли Копенгагенского университета, добавил: «Это открытие произведет революцию в том, как мы изучаем древнюю жизнь».

Собрано из /scitechdaily