2 milyon yıl önce Afrika hominidlerinin dişlerinden elde edilen proteinler

İki milyon yıl önce, Paranthropus robustus adlı küçük, tıknaz bir hominid, günümüzde Güney Afrika olarak bilinen bölgede yaşıyordu. Dik yürüyebilmesine rağmen ağaçlara tırmanıyor ve büyük dişlerini kullanarak kökler, fındıklar, yumrular ve belki de bazı böceklerle besleniyordu. Evrim ağacımızın yan dallarından biri olarak kabul edilen bu tür, Homo cinsinin ilk türüyle birlikte yaşamış ve muhtemelen onlarla etkileşime girmiştir.

İnsanlığın Beşiği olarak bilinen Swartkrans Mağarası'nda, nesli tükenmiş bu türe ait yüzlerce bireyin kalıntıları bulundu. CSIC ve Pompeu Fabra Üniversitesi'nin (UPF) ortak merkezi olan Evrimsel Biyoloji Enstitüsü'nün (IBE) katılımıyla uluslararası bir araştırma ekibi, son teknoloji kütle spektrometrisi tekniklerini kullanarak bu Paranthropus türlerinden dördünün diş minesinden protein elde etmeyi başardı. Bu, soyumuza ait en eski moleküler bilgidir.

Perşembe günü Science dergisinde yayımlanan keşif, DNA'yı korumak için çok eski olan milyonlarca yıllık Afrika hominid fosillerinden biyolojik bilgi çıkarma olasılığını ortaya koyuyor. Ayrıca örneklerin biyolojik cinsiyetinin (iki erkek ve iki dişi) belirlenmesi ve ilk kez o dönemden kalma fosillerdeki genetik çeşitliliğin gözlemlenmesi mümkün oldu.

"Bu en üst düzeyde teknik bir başarı. Derecemi almaya çalışırken, böyle bir şeyi hiç hayal etmemiştim. Çalışmaya katılan IBE'deki baş araştırmacı ve UPF'deki genetik profesörü Tomàs Marqués Bonet, "Devrim niteliğinde bir tekniğin başlangıcındayız," diyor. "DNA kararsız bir moleküldür ve hızla bozulur. Bunu Sibirya'nın donmuş topraklarında bir milyon yıl boyunca dondurulmuş bir mamutta bulabilirsiniz, ancak Afrika topraklarında 20.000 yıldan daha geriye gitmez. Ancak DNA'nın ulaşamadığı yerlere proteinler ulaşır," diye açıklıyor.

Marqués ve ekibi, 2019 yılında 1,7 milyon yıl önce Güneydoğu Asya'da yaşamış, üç metreden uzun, 600 kiloya kadar ağırlığa sahip devasa bir maymun türü olan Gigantopithecus blacki'nin fosilinden protein elde etmeyi başardı . Bu başarı, devi günümüz orangutanlarıyla ilişkilendirdi; ancak araştırmacılar tekniği kendi soyumuzdan birine, insan soyuna uygulamayı umuyordu. En gizemli üyelerinden biri de zarif Homo'dan çok daha güçlü olan Paranthropus'tu . "Türümüzün evriminde oynadıkları rol hakkında çok fazla tartışma var" diyor.

Dört örneğin tamamı mağaralardaki sağlam tortularda bulundu ve bu durum fosil dişlerdeki proteinlerin korunmasına katkıda bulunmuş olabilir. Ancak zaman proteinleri de etkiliyor, peptitlerin giderek kısalmasına neden oluyor ve bu da kütle spektrometrisi ile tespit edilmelerini engelleyebiliyor. Böylece araştırmacılar "küçük bir protein grubu" elde edebildiler.

Analizleri sonucunda birkaç önemli bulgu ortaya çıktı. Ekip, amelogenin adı verilen bir proteinin belirli varyantlarını tespit ederek örneklerin biyolojik cinsiyetini belirleyebildi. Y kromozomu iki erkeği de sorunsuz bir şekilde ortaya çıkardı; ve onun yokluğu, iki dişiye. Marqués-Bonet, "İnsan gruplarını incelerken, örneğin cinsel dimorfizmi (erkekler ve kadınlar arasındaki farklar) ve nasıl organize olduklarını anlamak için, fosilleri güvenilir ve sistematik bir şekilde cinsiyetlendirmek çok faydalıdır" diyor.

Araştırmacılar, modern insanın evrimsel yolumuzdan ne zaman ayrıldığını ve onu farklı kılan şeyin ne olduğunu anlamak için onunla birçok farklılık bulmayı umuyorlardı; ancak buldukları proteinlerin, herhangi bir modern insanınkiyle neredeyse aynı olduğu ortaya çıktı. Sonuç olarak, bu örnekler, diğer tüm yaşayan türlere kıyasla Homo soyuna (kendimiz ve genetik kuzenlerimiz Neandertaller ve Denisovalılar dahil) daha yakın görünmektedir, ancak yine de biraz farklıdırlar. Marqués-Bonet, "Bu kadar benzer olmaları tekniğin sınırlılıklarını gösteriyor, ancak bu daha fazla proteini iyileştirme ve geri kazanma yolunda atılan ilk adım" diyor.

Ancak ekip, polishin adlı proteinlerden birinde bulunan mutasyonun dört birey arasında da değiştiğini, bunun da popülasyonun moleküler değişkenliğine işaret ettiğini buldu. Sonuçlar, bu popülasyonların daha önce düşünülenden daha çeşitli olabileceğini ve dolayısıyla giderek daha eski fosiller için gelecekteki popülasyon analizi projelerini destekleyebileceğini göstermektedir.