來自200萬年前牙齒的蛋白質揭示了對已滅絕人類親屬前所未有的見解 _滅絕

Paranthropus robustus SK 48 。圖片來源：Bernhard Zipfel博士，經南非比勒陀利亞Ditsong國家自然歷史博物館上新世-更新世古生物學初級館長Lazarus Kgasi博士許可
據約克大學：科學家們成功地從200萬年前的牙齒中提取了古老的蛋白質，這一突破提供了以前無法獲得的關于已滅絕人類親屬的生物性別和基因組成的細節。
包括約克大學科學家在內的一組歐洲和非洲研究人員使用了一種稱為古蛋白質組學的方法，從四顆化石牙齒的牙釉質中提取蛋白質片段。這些牙齒是在南非的Swartkrans洞穴中發現的，屬于一種名為Paranthropus robustus的早期人類。
研究人員使用最先進的質譜技術部分重建了蛋白質序列，通過提供一些來自非洲的最古老的人類遺傳數據，標志著人類進化研究的重大突破。
這項研究突破了我們從古代化石中可以學到的東西的界限，特別是在非洲等地區，古代DNA（aDNA）的保存時間通常限制在2萬年左右。曾經被認為無法進行遺傳分析的大量古代人類遺骸現在可以產生重要的生物分子數據，這可能會徹底改變我們對早期人類進化的理解。
令人吃驚的
該出版物的合著者、約克大學化學系的博士后研究員Marc Dickinson博士說：“從如此古老的古人類牙釉質和南部非洲地區提取古代氨基酸令人驚訝。這為理解我們在非洲大陸的進化歷史開辟了全新的途徑。”
該研究揭示的關鍵見解包括：
1.科學家們第一次能夠確定個體Paranthropus robustus標本的生物性別。通過觀察特定的蛋白質模式，他們能夠分辨出其中兩顆牙齒屬于男性，并推斷出另外兩顆牙齒是女性。這種準確確定化石遺骸生物性別的能力是一個關鍵的進步，因為它最終使我們能夠研究人類記錄中的性別二態性（由于生物性別導致的大小差異）。這為我們提供了關于這些早期人類親屬如何在群體中生活、遷移和互動的新線索。
2.這項研究還揭示了Paranthropus robustus種群中令人驚訝的遺傳差異，這是通過一種名為琺瑯蛋白的蛋白質的變異來識別的。這一發現挑戰了早期僅基于骨骼形狀和大小的觀點，并為理解這些古老群體之間復雜的種群動態和關系打開了大門。原始氨基酸
該研究由哥本哈根大學和開普敦大學等領先機構牽頭。約克大學在一個關鍵步驟中發揮了至關重要的作用：確認研究中檢查的蛋白質序列是真正古老的，可以提供對過去的可靠見解。
約克大學的研究人員使用一種稱為手性氨基酸分析的技術對牙齒進行了分析，以更好地了解牙齒內部的蛋白質隨著時間的推移是如何保存的。該研究的合著者、約克大學化學系的Kirsty Penkman教授說：“通過評估蛋白質分解的程度，我們能夠確認牙齒中確實含有不是污染結果的原始氨基酸。”
進化樹
Paranthropus robustus是一種已滅絕的人類屬，于280萬至120萬年前在非洲出現和進化。Paranthropus被認為是我們進化樹的“分支”，它與非洲的早期人類物種（我們的直系祖先）共存，并可能與它們相互作用。Paranthropus是兩足動物，但也表現出上肢對攀爬的適應性和廣闊的飲食生態位，依賴于幾種植物，可能還依賴于昆蟲。
大多數回收的Paranthropus蛋白序列與現代人類非常相似，只有兩個地方不同。這表明與人類譜系（我們自己的家族，包括尼安德特人和丹尼索瓦人）有著密切的關系，盡管它們仍然略有不同。然而，樣本的極端年齡使得確定更精確的家譜比較所需的所有微妙的蛋白質差異變得具有挑戰性。
多樣性和變異性
這項研究凸顯了技術的巨大潛力和當前的局限性。它展示了古代蛋白質分析如何與研究化石形狀攜手并進，特別是在DNA很少存活的深時間和具有挑戰性的環境中理解人類進化。
該出版物的共同主要作者、哥本哈根大學環球研究所博士后研究員、開普敦大學人類進化研究所（HERI）副研究員Palesa P.Madupe博士補充道：“對古代蛋白質的研究有可能改變我們對數百萬年前非洲人類多樣性和變異的理解。這項研究應該通過與發現化石的當地利益相關者進行有意義和有影響力的合作來進行。我們很高興能實現這一目標，并希望在未來看到更多這樣的工作。”