Nuevas pistas del esmalte dental de dos millones de años nos cuentan más sobre un antiguo pariente de humanos

Durante casi un siglo, los científicos han estado desconcertados sobre los fósiles de un pariente distante extraño y robusto de los primeros humanos: Paranthropus fuerte. Él Caminé erguidoy fue construido para masticar pesadas con mandíbulas relativamente masivas y enormes dientes con esmalte dental grueso. Se cree haber vivido entre 2.25 millones y 1,7 millones de años.

Los humanos de hoy tienen una variedad diversa de parientes y antepasados a distancia de homíninos de hace millones de años. El sudafricano fósil récords rangos de homínidos tempranos como Australopithecus Prometeo, A. Africano (Niño taung), A. Sediba y A. Robustusa los primeros miembros del género Homo (H. erecto / ergaster, H. Handy), a hominines posteriores como H. Naled y Homo sapiens (humanos).

Los fósiles muestran cómo estos primeros familiares evolucionaron desde tan lejos como A. AfricanoHace 3.67 millones de años. También documentan hitos en evoluciónincluida la transición a caminar sobre dos patas, hacer herramientas y un mayor desarrollo del cerebro. En última instancia, nuestra especie—Homo sapiens—Aparte en Sudáfrica Hace 153,000 años.

Fósiles de A. Robustus eran descubierto por primera vez en Sudáfrica en 1938. Pero quedaron preguntas cruciales. ¿Cuánta variación había dentro de la especie? ¿Estaban las diferencias de tamaño relacionadas con el sexo, o reflejaron la presencia de múltiples especies? Como fue A. Robustus relacionado con los otros homínidos y temprano Homo? ¿Y qué, genéticamente, lo hizo distinto?

Hasta ahora, las respuestas a estas preguntas han sido esquivas. Como equipo de investigadores de ciencia molecular, química y paleoantropología africana y europea, queríamos encontrar respuestas pero no pudimos usar ADN antiguo para ayudarnos. El ADN antiguo ha cambiado el juego en el estudio de homínidos posteriores como Neandertales y Denisovan Pero no sobrevive bien en el clima de África debido a su estructura simple.

Experimentamos un avance cuando decidimos usar paleoproteómica—El análisis de proteínas antiguas. Los extrajimos del esmalte de los dientes de cuatro millones de años A. Robustus fósiles de swartkrans cueva en La cuna de la humanidad de Sudáfrica.

Afortunadamente, proteínas que tienen millones de años preservar bien porque ellos pegarse a los dientes y huesos y no se ven afectados por el clima cálido. Una de estas proteínas nos dice el sexo biológico de los fósiles. Así es como Encontramos que Dos de los individuos eran hombres y dos eran mujeres.

Estos hallazgos abren una nueva ventana a evolución humana– Uno que podría remodelar cómo interpretamos la diversidad en nuestros primeros antepasados al proporcionar algunos de los datos genéticos humanos más antiguos de África. A partir de ahí, podemos entender más sobre las relaciones entre los individuos y potencialmente incluso si los fósiles provienen de diferentes especies.

Más de un tipo de Parántropo?

El secuencias de proteínas También reveló otras diferencias genéticas sutiles pero potencialmente significativas. Una diferencia destacada se encontró en un gen que hace esmalinauna proteína crítica formadora de esmalte. Descubrimos que dos de las personas compartieron un aminoácido con humanos modernos y tempranos, chimpancés y gorilas. Los otros dos tenían un aminoácido que entre los grandes simios africanos es, hasta ahora, exclusivo de Parántropo.

Lo que es aún más interesante es que uno de los individuos tenía ambos aminoácidos distintos. Esta es la primera vez documentada que podemos mostrar heterocigosidad (un estado de tener dos versiones diferentes de un gen) en proteínas que tienen 2 millones de años.

Al estudiar proteínas, se cree que mutaciones específicas indican diferentes especies. Nos sorprendió bastante descubrir que lo que inicialmente pensamos que era una mutación única para Paranthropus fuerte En realidad era variable dentro de ese grupo: algunas personas lo tenían mientras que otros no. Nuevamente, esta fue la primera vez que alguien observó una mutación de proteína en proteínas antiguas (estas mutaciones generalmente se observan en el ADN antiguo).

Nos dimos cuenta de que en lugar de ver una especie única y variable, podríamos estar viendo un complejo rompecabezas evolutivo de individuos con diferentes ancestros. Esto muestra que combinar análisis de morfología (El estudio de la forma y la estructura de los organismos) y el estudio de las proteínas antiguas, podemos crear una imagen evolutiva más clara de las relaciones entre estos individuos de homínicos tempranos.

Sin embargo, para confirmar que A. Robustus Los fósiles tienen una ascendencia diferente, tendremos que tomar muestras de esmalte dental proteína de más de sus dientes. Para hacer esto, planeamos probar de manera sostenible más A. Robustus de otros sitios en Sudáfrica donde han sido encontrados.

Preservar el patrimonio fósil de África

Nuestro equipo tuvo cuidado de equilibrar la innovación científica con la necesidad de proteger el patrimonio irremplazable. Los fósiles se tomaron muestras mínimamente, y todo el trabajo siguió a las regulaciones sudafricanas. También involucramos laboratorios locales en el análisis. Muchos de los autores eran del continente africano. Fueron fundamentales para guiar la agenda de investigación y el enfoque desde las primeras etapas del proyecto.

Hacer este tipo de ciencia de alta gama sobre fósiles africanos en África es un paso importante hacia la transformación y la descolonización de la paleontología. Construye la capacidad local y garantiza que los descubrimientos beneficien a las regiones de las cuales vienen los fósiles.

Al combinar datos sobre moléculas y morfología, nuestro estudio ofrece un plan para futuras investigaciones, una que podría aclarar si homínidos tempranos eran más o menos diversos de lo que sabíamos.

Por ahora, el Parántropo Puzzle se vuelve un poco más complejo, y mucho más emocionante. Como paleoproteómico Las técnicas mejoran y se analizan más fósiles, podemos esperar más sorpresas de nuestros familiares antiguos.

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