Die ältesten jemals aufgezeichneten genetischen Daten wurden aus einem 1,7 Millionen Jahre alten Nashornzahn extrahiert. Wissenschaftler sagen, dass das Kunststück eine Evolutionsrevolution auslöst, die einige der größten Rätsel der Tier- und Menschenbiologie lösen könnte.
Die Forscher identifizierten im Zahnschmelz des Nashorns einen fast vollständigen Satz von Proteinen, ein Proteom. Die entdeckten genetischen Informationen sind eine Million Jahre älter als die älteste sequenzierte DNA, die von einem 700.000 Jahre alten Pferd stammt.
Lesen Sie mehr über prähistorische Tiere:
- Wer sind die Jäger der seltenen Mammutstoßzähne in Russland?
- Ältestes jemals gefundenes flüssiges Blut in 42.000 Jahre altem Eiszeitpferd
Die Ergebnisse von Wissenschaftlern der Universität Kopenhagen und des St. John’s College, University of Cambridge, wurden in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht Tagebuch. Sie sagten, der Durchbruch auf dem Gebiet der antiken biomolekularen Studien werde es Forschern ermöglichen, die Evolution genauer als je zuvor zu rekonstruieren.
Erstautor Professor Enrico Cappellini, Spezialist für Paläoproteomik am Globe Institute der Universität Kopenhagen, sagte:„Seit 20 Jahren wird alte DNA verwendet, um Fragen zur Evolution ausgestorbener Arten, zur Anpassung und zur menschlichen Migration zu beantworten, aber sie hat Grenzen.
„Jetzt haben wir zum ersten Mal alte genetische Informationen abgerufen, die es uns ermöglichen, die molekulare Evolution weit über die übliche Zeitgrenze der DNA-Aufbewahrung hinaus zu rekonstruieren. Diese neue Analyse alter Proteine aus Zahnschmelz wird ein aufregendes neues Kapitel in der Erforschung der molekularen Evolution aufschlagen.“
Die menschliche Evolution, die durch DNA verfolgt wird, umfasst nur die letzten 400.000 Jahre. Aber die Linien, die zum modernen Menschen und zum Schimpansen führten, verzweigten sich vor etwa sechs bis sieben Millionen Jahren. Das bedeutet, dass Wissenschaftler für mehr als 90 % des Evolutionspfades, der zum modernen Menschen führte, derzeit keine genetischen Informationen haben.
Sie wissen auch nicht, welche genetischen Verbindungen zwischen uns und ausgestorbenen Arten wie dem Homo erectus bestehen – der ältesten bekannten menschlichen Spezies mit modernen menschenähnlichen Körperproportionen. Nach derzeitigem Stand basiert alles, was bekannt ist, fast ausschließlich auf anatomischen und nicht auf genetischen Informationen.
Aber Forscher haben jetzt eine uralte Proteinsequenzierung verwendet – basierend auf einer bahnbrechenden Technologie namens Massenspektrometrie – um genetische Informationen aus dem Zahn eines 1,77 Millionen Jahre alten Stephanorhinus zu gewinnen – ein ausgestorbenes Nashorn, das während des Pleistozäns in Eurasien lebte.
Lesen Sie mehr über DNA:
- Steinzeit-Kaugummi enthüllt die Geschichte Skandinaviens
- Umwelt-DNA und die Jagd nach Meeresarten
Sie nahmen Zahnschmelzproben aus dem alten Fossil, das in Dmanisi, Georgia, entdeckt wurde. Massenspektrometrie wurde verwendet, um das alte Protein zu sequenzieren und genetische Informationen abzurufen, die zuvor mit DNA-Tests nicht erhältlich waren.
Zahnschmelz ist das härteste Material, das in Säugetieren vorhanden ist, und die darin enthaltenen Proteine halten länger als DNA und sind genetisch informativer als Kollagen, sagten Wissenschaftler.
Professor Jesper Olsen vom Novo Nordisk Foundation Centre for Protein Research, University of Copenhagen, sagte:„Massenspektrometrie-basierte Proteinsequenzierung wird es uns ermöglichen, zuverlässige und reichhaltige genetische Informationen aus Säugetierfossilien zu gewinnen, die Millionen Jahre alt sind, und nicht nur Tausende von Jahren alt.
„Es ist die einzige Technologie, die die Robustheit und Genauigkeit bietet, die für die Sequenzierung so alter Proteinmengen erforderlich sind.“
Die Hauptautorin des Artikels, Professor Eske Willerslev, die Positionen am St. John's College der Universität Cambridge innehat, sagte:„Diese Forschung ist ein Wendepunkt, der viele Optionen für weitere evolutionäre Studien sowohl bei Menschen als auch bei Säugetieren eröffnet .
„Es wird die Methoden zur Erforschung der Evolution basierend auf molekularen Markern revolutionieren und es wird ein völlig neues Feld antiker biomolekularer Studien eröffnen.“