Спасибо, что вы с нами!

Грузинские зубы сделали стефаноринуса братом и дядей шерстистых носорогов

А ученые, их исследовавшие, показали, что можно анализировать очень древние, поврежденные временем и климатом биомолекулы. Надо только знать, по каким законам они портятся.
Комментарии
...

Команда исследователей из разных стран, включающая ученых из российской организации «Национальный альянс Шидловского «Ледниковый период», проанализировали состав зубной эмали останков древних носорогов рода Stephanorhinus из пещеры Дманиси (Грузия). Он показал, что данный род нужно разделить по меньшей мере на два, так как эволюция двух групп носорогов-стефаноринусов шла отдельно. Анализ вели новым методом, который выявил белковый состав зубной эмали древних животных и закономерности его изменения. Этот метод можно будет использовать для определения возраста различных находок эпохи плейстоцена. Результаты своей работы авторы оформили в виде препринта научной статьи на сайте biorXiv.

Степень родства ныне живущих видов можно определить по последовательностям нуклеотидов в генах, выполняющих у них сходные функции. Однако «архив» генов, ДНК, весьма неустойчивая молекула. Разнообразные внешние воздействия, в том числе даже умеренное тепло, искажают и разрушают ее. Поэтому анализ ДНК доступен только для образцов возрастом до 400 тысяч лет, находившихся в умеренном климате, и до 700 тысяч лет, если бывший владелец ДНК лежал в вечной мерзлоте. Но близкие родственники современных млекопитающих распространились по Земле гораздо раньше, и установить их родственные отношения друг с другом и с более молодыми таксонами по их ДНК не представляется возможным из-за ее порчи и повреждений.

Авторы исследования учли, что кроме состава генов у различных видов отличаются и белки, кодируемые этими генами. Они сохраняются лучше, чем ДНК, и по белкам можно определять систематическое положение более древних организмов. Лучше всего сохраняется коллаген 1 типа, но строение этого белка, а также кодирующего его гена весьма консервативны, то есть лишь незначительно меняются в ходе эволюции. Поэтому ученые обратились к другим белкам в составе зубной эмали — наиболее твердой части тела позвоночных, которая чаще остальных доходит до наших дней. Они выделили белки из эмали коренного зуба с нижней челюсти этрусского носорога (Stephanorhinus etruscus) из рода стефаноринусов, найденной в пещере Дманиси в Грузии, и из зуба представителя мелкого рогатого скота времен Средневековья из Скандинавии.

Возраст зуба носорога оценили в 1,77 миллиона лет, что соответствует раннему плейстоцену. Это существенно больше максимального возраста останков, чью ДНК возможно использовать для уточнения систематики. Но белки, обнаруженные в эмали стефаноринуса, оказалось вполне возможным сравнить с таковыми у средневековой козы. Эмаль плейстоценового животного сохранила в себе не только коллаген 1-го типа, но и амелогенины, и энамелины, и ряд других подобных молекул. Белков, не характерных для зубной эмали, в коренном зубе этрусского носорога не появилось, а значит, ископаемый биоматериал не был загрязнен. Зная, в каком порядке расположены аминокислоты в амелогенинах и энамелинах современных млекопитающих (лошадей, носорогов, коз, овец и т.п.), ученые установили, какие «кирпичики» молекул этих белков видоизменились за 1,77 миллиона лет после гибели стефаноринуса и за несколько веков после того, как скандинавы закололи исследуемую козу. В первую очередь это были глутамин и аспарагин: они теряли аминогруппы.

Определив закономерности, по которым меняется аминокислотный состав белков вследствие их долгого хранения, биологи сравнили строение энамелинов и амелогенинов этрусского носорога из Дманиси с аналогичными уже известными данными по вымершим шерстистому носорогу (Coelodonta antiquitatis) и носорогу Мерка (Stephanorhinus kirchbergensis), а также ныне живущим суматранскому носорогу (Dicerorhinus sumatrensis) и прочим.

По протеому эмали этрусский носорог, шерстистый носорог и носорог Мерка оказались ближе друг к другу, чем к современным носорогам. Однако получилось, что носорог Мерка ближе к шерстистому носорогу, чем к этрусскому (то есть к представителю своего же рода). Это значит, что род Stephanorhinus в том виде, в котором он находится сейчас, представляет собой сборную группу, и шерстистые носороги произошли от каких-то ранних стефаноринусов — более древних, чем этрусский.

Главное в данной работе — не уточнение родства древних носорогов. Важнее то, что по составу белковых молекул зубной эмали возрастом значительно более миллиона лет можно получать подробную информацию о систематическом положении тех животных, кому она принадлежала. Использование нового метода позволит уточнить и пересмотреть классификацию многих доисторических животных эпохи плейстоцена (1,8 миллиона — 12 тысяч лет назад).

Комментарии
...