Novas pistas de esmalte dental de dois milhões de anos nos contam mais sobre um parente antigo de humanos

Por quase um século, os cientistas estão intrigantes sobre fósseis de um parente distante estranho e robusto dos primeiros humanos: Paranthropus robustus. Isto andou de pée foi construído para mastigação pesada com mandíbulas relativamente massivas e dentes enormes com esmalte dental grosso. Pensa -se que tenha vivido entre 2,25 milhões e 1,7 milhão de anos atrás.

Hoje, os seres humanos têm uma variedade diversificada de parentes e ancestrais distantes de hominina de milhões de anos atrás. O sul -africano fóssil recorde varia de homininos iniciais, como Australopithecus PrometeuAssim, A. Africanus (Criança taung), A. Sediba e P. Robustuspara os primeiros membros do gênero Homo (H. erectus/ergasterAssim, H. Habilis), para homininos posteriores, como H. Naledi e Homo sapiens (humanos).

Os fósseis mostram como esses primeiros parentes evoluíram desde então A. Africanus3,67 milhões de anos atrás. Eles também documentam marcos em evoluçãoincluindo a transição para caminhar em duas pernas, fabricação de ferramentas e aumento do desenvolvimento do cérebro. Em última análise, nossa espécie –Homo sapiens– Aparecido na África do Sul 153.000 anos atrás.

Fósseis de P. Robustus eram descoberto pela primeira vez na África do Sul em 1938. Mas as questões cruciais permaneceram. Quanta variação havia dentro da espécie? As diferenças de tamanho foram relacionadas ao sexo ou refletiram a presença de múltiplas espécies? Como foi P. Robustus relacionado aos outros homininos e cedo Homo? E o que, geneticamente, o tornou distinto?

Até agora, as respostas a essas perguntas foram ilusórias. Como uma equipe de pesquisadores de ciência molecular, química e paleoantropologia africanos e europeus, queríamos encontrar respostas, mas não poderíamos usar DNA antigo para nos ajudar. O DNA antigo tem sido um divisor de jogo em estudar homininos posteriores como Neandertais e Denisovan Mas não sobrevive bem no clima da África por causa de sua estrutura simples.

Experimentamos um avanço quando decidimos usar Paleoproteômica– A análise de proteínas antigas. Nós os extraímos do esmalte dos dentes de 2 milhões de anos P. Robustus fósseis de Swartkrans cave em Berço da humanidade na África do Sul.

Felizmente, proteínas que têm milhões de anos Protect bem Porque eles Atenha -se aos dentes e ossos e não são afetados pelo clima quente. Uma dessas proteínas nos diz o sexo biológico dos fósseis. É assim Nós descobrimos isso Dois dos indivíduos eram do sexo masculino e dois eram do sexo feminino.

Essas descobertas abrem uma nova janela para Evolução humana– Uma que poderia remodelar como interpretamos a diversidade em nossos ancestrais, fornecendo alguns dos dados genéticos humanos mais antigos da África. A partir daí, podemos entender mais sobre as relações entre os indivíduos e potencialmente até se os fósseis vêm de espécies diferentes.

Mais de um tipo de Parantropus?

O Sequências de proteínas também revelou outras diferenças genéticas sutis, mas potencialmente significativas. Uma diferença de destaque foi encontrada em um gene que faz Enamelinauma proteína crítica formadora de esmalte. Descobrimos que dois dos indivíduos compartilharam um aminoácido com humanos modernos e primitivos, chimpanzés e gorilas. Os outros dois tinham um aminoácido que entre grandes macacos africanos é, até agora, exclusivo para Parantropus.

O que é ainda mais interessante é que um dos indivíduos tinha os dois aminoácidos distintos. Este é o primeiro tempo documentado que podemos mostrar heterozigose (um estado de ter duas versões diferentes de um gene) em proteínas com 2 milhões de anos.

Ao estudar proteínas, acredita -se que mutações específicas indiquem espécies diferentes. Ficamos bastante surpresos ao descobrir que o que inicialmente pensávamos ser uma mutação exclusiva de Paranthropus robustus Na verdade, period variável dentro desse grupo – alguns indivíduos o tinham enquanto outros não. Novamente, foi a primeira vez que alguém observou uma mutação proteica nas proteínas antigas (essas mutações são geralmente observadas no DNA antigo).

Percebemos que, em vez de ver uma espécie única e variável, podemos estar olhando para um complexo quebra -cabeça evolutivo de indivíduos com diferentes ancestrais. Isso mostra que a combinação de análises de morfologia (O estudo da forma e estrutura dos organismos) e o estudo de proteínas antigas, podemos criar uma imagem evolutiva mais clara das relações entre esses primeiros indivíduos da hominina.

No entanto, para confirmar isso P. Robustus Os fósseis têm ancestralidade diferentes, precisaremos pegar amostras de esmalte dentário proteína de mais de seus dentes. Para fazer isso, planejamos provar de forma sustentável mais P. Robustus de outros locais da África do Sul, onde foram encontrados.

Preservando a herança fóssil da África

Nossa equipe teve o cuidado de equilibrar a inovação científica com a necessidade de proteger o patrimônio insubstituível. Os fósseis foram amostrados minimamente e todo o trabalho seguiu os regulamentos sul -africanos. Também envolvemos laboratórios locais na análise. Muitos dos autores eram do continente africano. Eles foram fundamentais para orientar a agenda de pesquisa e a abordagem dos estágios iniciais do projeto.

Fazer esse tipo de ciência de ponta nos fósseis africanos na África é um passo importante em direção à transformação e descolonização da paleontologia. Ele constrói capacidade native e garante que as descobertas beneficiem as regiões das quais os fósseis vêm.

Ao combinar dados sobre moléculas e morfologia, nosso estudo oferece um plano para pesquisas futuras – uma que poderia esclarecer se Hominins precoces eram mais ou menos diversos do que sabíamos.

Por enquanto, o Parantropus O quebra -cabeça ficou um pouco mais complexo – e muito mais emocionante. Como Paleoproteômico As técnicas melhoram e mais fósseis são analisados, podemos esperar mais surpresas de nossos parentes antigos.

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