На протяжении почти ста лет учёные изучают окаменелости Paranthropus robustus – крепкого, дальнего родственника ранних людей. Этот прямоходящий гоминин был приспособлен к пережёвыванию грубой пищи, обладая мощными челюстями и крупными зубами с толстой эмалью. Считается, что он обитал на юге Африки примерно от 2,25 до 1,7 миллиона лет назад.
Ископаемые находки Южной Африки представляют собой необычайное разнообразие древних родственников человека. Среди них Australopithecus prometheus, A. africanus (наиболее известный по «Тунскому ребёнку»), A. sediba и сам P. robustus. Впоследствии здесь также появляются более поздние виды, такие как Homo habilis, Homo erectus/ergaster, Homo naledi и, в конечном итоге, Homo sapiens – современные люди. Эти окаменелости служат ключом к пониманию важнейших этапов нашего эволюционного пути – от перехода к прямохождению до создания инструментов и развития более крупного мозга. В конечном итоге, эта родословная привела к появлению Homo sapiens в Южной Африке около 153 тысяч лет назад.
С тех пор как первые окаменелости P. robustus были обнаружены в 1938 году, они породили вопросы, которые оставались без ответа на протяжении десятилетий. Насколько велика была внутривидовая изменчивость этого вида? Были ли различия в размерах связаны с полом или свидетельствовали о существовании нескольких видов? Какие генетические особенности отличали P. robustus от других ранних гомининов и первых представителей рода Homo?
Исследователи долго искали генетические ключи для решения этих загадок, однако древняя ДНК плохо сохраняется в тёплом африканском климате. Чтобы преодолеть это ограничение, команда африканских и европейских учёных обратилась к совершенно иному методу – палеопротеомике, изучению древних белков.
Им удалось успешно извлечь белки из эмали четырёх зубов P. robustus, найденных в пещере Сварткранс, входящей в состав «Колыбели человечества» в Южной Африке. В отличие от ДНК, белки могут сохраняться миллионы лет, поскольку они прочно связываются с костью и эмалью, что делает их более устойчивыми к нагреву и разложению. Это открытие открывает новые горизонты для исследований, ранее считавшихся невозможными.
Анализ одного из этих древних белков позволил определить пол ископаемых образцов: двое из исследованных индивидов оказались самцами, а двое – самками. Это само по себе является важным прорывом, помогающим лучше понять демографию и социальную структуру древних гомининов.
Эта работа знаменует собой крупный шаг вперёд в исследованиях происхождения человека. Она представляет одни из старейших молекулярных данных, когда-либо полученных в Африке, позволяя учёным по-новому взглянуть на то, как ранние родственники человека различались и как они могли быть связаны друг с другом – или даже представляли собой несколько видов.
Последовательности белков также выявили интригующие генетические различия. Один ген, отвечающий за выработку энамелина – ключевого белка, формирующего зубную эмаль, – варьировался среди образцов. Два ископаемых обладали аминокислотной последовательностью, обнаруженной у людей, шимпанзе и горилл, в то время как остальные имели версию, до сих пор уникальную для Paranthropus. Ещё более примечательно, что одно ископаемое несло обе версии аминокислоты. Это стало первым в истории доказательством гетерозиготности – наличия двух версий гена – сохранённой в белках возрастом в 2 миллиона лет. Такое открытие указывает на гораздо более сложную генетическую картину, чем предполагалось ранее.
Мутации в белковых последовательностях могут свидетельствовать об эволюционном расхождении. То, что на первый взгляд казалось мутацией, эксклюзивной для P. robustus, оказалось варьирующимся среди индивидов одной группы. Это предполагает, что P. robustus, возможно, не был единым однородным видом, а представлял собой смесь популяций с различным происхождением. Объединяя молекулярные данные с физической анатомией (морфологией), учёные теперь могут построить более детальную картину взаимоотношений ранних людей. Будущая работа будет включать анализ белков эмали дополнительных окаменелостей P. robustus, найденных на других южноафриканских участках, чтобы проверить эти выводы и углубить наше понимание.
Исследовательская группа проявила особую осторожность, чтобы сохранить эти бесценные ископаемые, следуя строгим южноафриканским правилам и минимизируя объём отбираемого материала. Местные лаборатории и африканские исследователи играли центральную роль на протяжении всего проекта, гарантируя, что как наука, так и её преимущества тесно связаны с наследием континента. Проведение передовых молекулярных исследований в Африке на африканских ископаемых представляет собой важный шаг к трансформации и деколонизации области палеонтологии. Это укрепляет местную экспертизу, способствует равноправному сотрудничеству и гарантирует, что открытия продолжают обогащать регионы, где они были сделаны.
Объединяя молекулярные и морфологические данные, это исследование предлагает новую модель для изучения древнего разнообразия среди ранних гомининов. Полученные результаты показывают, что наше древнее генеалогическое древо было сложнее, чем считалось ранее – и потенциально гораздо богаче. По мере того как методы палеопротеомики продолжают развиваться, исследователи ожидают ещё больше откровений о далёких предках, сформировавших историю человечества. На данный момент загадка Paranthropus robustus стала глубже, сложнее и бесконечно увлекательнее.
