Палеобиологи прочитали протеом жившего больше 20 миллионов лет назад носорога

Палеобиологи выделили фрагменты древних белков из зубной эмали миоценового носорога, жившего в Арктике больше 20 миллионов лет назад, и уточнили филогенетическое дерево этого семейства. Помимо этого, ученые показали, что пригодные для анализа белки могут сохраняться в остатках животных, обитавших на востоке Африки около 18–16 миллионов лет назад, несмотря на жаркие условия местного климата. Результатами они поделились в двух статьях (раз, два), в Nature.

Молекулярные исследования заметно дополнили наши представления о прошлом. Однако молекулы ДНК, пригодные для анализа, редко сохраняются в костных остатках, возраст которых превышает несколько десятков тысяч лет. Исключения составляют кости или зубы, которые все это время находились в почти идеальных условиях. Так, еще несколько лет назад ученые сумели выделить ДНК из зубов мамонтов, живших на северо-востоке Сибири больше миллиона лет назад, то есть в зоне многолетней мерзлоты.

Гораздо лучше в древних остатках сохраняются белки, которые порой можно использовать для того, чтобы строить филогенетические деревья или определять пол той или иной особи. До недавнего времени максимальных результатов добились ученые, которые выделили достоверно древние пептиды из остатков, возраст которых составлял около 3,7–3,8 миллиона лет. Близкие по возрасту фрагменты белков исследователи сумели добыть даже из остатков, раскопанных в Южной Африке. Так, в этом году палеобиологи опубликовали статью, в которой рассказали о том, как они впервые сумели определить пол грацильного австралопитека по белкам зубной эмали.

Теперь результаты новых исследований говорят о том, что пригодные для анализа фрагменты белков могут сохраняться в несколько раз дольше. Так, Райан Патерсон (Ryan Paterson) из Копенгагенского университета вместе с коллегами из Великобритании, Германии, Дании, Италии, Канады, Китая и США опубликовал статью, в которой ученые исследовали зубную эмаль древнего носорога, относящегося к роду Epiaceratherium. Почти полный скелет этого животного палеонтологи обнаружили в ударном кратере Хафтон, который находится на канадском острове Девон.

Прошлые исследования показали, что интересующая ученых особь жила около 24–21 миллиона лет назад, то есть, скорее всего, в раннем миоцене. А теперь палеопротеомный анализ позволил определить больше 1160 совпадения пептидного спектра, которые покрывают как минимум 251 аминокислотную позицию из по меньшей мере семи белков зубной эмали.

Затем ученые решили уточнить филогенетическое дерево представителей семейства носорогов (Rhinocerotidae). Для этого они привлекли генетические и палеопротеомные данные об этих животных, включая секвенированные несколько лет назад геномы сибирского эласмотерия (Elasmotherium sibiricum) и шерстистого носорога (Coelodonta antiquitatis), а также протеомы двух стефаноринов (Stephanorhinus): из грузинского местонахождения Дманиси (около 1,8 миллиона лет) и итальянского памятника Фонтана-Рануччо (около 0,4 миллиона лет).

Полученные результаты позволили пересмотреть время разделения различных эволюционных линий в рамках семейства носорогов. Так, данные ученых говорят о том, что особь из канадской Арктики принадлежала к линии, которая выделилась раньше всего — около 41–25 миллионов лет назад, то есть в эпоху эоцена или олигоцена. А эволюционная линия, ведущая к сибирскому эласмотерию, отделилась от всех представителей трибы Rhinocerotina (в нее входят, например, современный индийский носорог (Rhinoceros unicornis) и ископаемый шерстистый носорог) между 34 и 22 миллионами лет назад, что меньше недавно представленных оценок.

Помимо исследования протеома древнего носорога из Канады, в параллельно опубликованной работе другой коллектив ученых из Великобритании, Кении и США во главе с Тимоти Клиландом (Timothy Cleland) из Смитсоновского института представил не менее удивительное достижение в области палеопротеомики. Эта группа палеобиологов сосредоточила свое внимание на остатках различных животных из местонахождений, расположенных в районе восточноафриканского озера Туркана (Рудольф). Главный результат этой работы заключается в том, что ученые выделили информативные фрагменты древних белков из остатков животных, умерших около 18–16 миллионов лет назад. Это говорит о том, что перспектива подобных исследований есть даже в регионах с очень жарким климатом.

Ранее благодаря палеопротеомному анализу ученые определили пол четырех массивных парантропов (Paranthropus robustus), которые жили в Южной Африке около 2,2–1,8 миллиона лет назад. Их остатки исследователи раскопали в известном местонахождении Сварткранс, которое находится в так называемой Колыбели человечества.