În momentul în care o ființă moare, ADN-ul său începe să se descompună. În medie, jumătate din acesta se degradează la fiecare 521 de ani. Însă, după aproximativ 6,8 milioane de ani, chiar și în condiții ideale de conservare, în medii reci și stabile, toate urmele semnificative dispar, arată o tehnică nouă, paleoproteomica, care le permite cercetătorilor să privească dincolo de data de expirare a ADN-ului, pentru a răspunde la vechi întrebări despre strămoșii umani, conform Live Science.
Aceasta reprezintă o provocare uriașă atunci când încercăm să înțelegem mai bine istoria noastră evolutivă: primatele bipede au apărut în urmă cu 7 milioane de ani în Africa, iar genul nostru a apărut în urmă cu aproximativ 2,6 milioane de ani. Însă ADN-ul se descompune rapid în locurile în care au trăit strămoșii noștri îndepărtați. Drept urmare, multe dintre adaptările-cheie care ne fac unici ca oameni datează dintr-o perioadă în care ADN-ul antic este indecifrabil.
„Proteinele sunt biomolecule cu durată lungă de viață, capabile să supraviețuiască milioane de ani”, au scris Christina Warinner, arheolog biomolecular la Universitatea Harvard, și colegii săi, într-un articol din 2022. ADN-ul codifică instrucțiunile pentru producerea aminoacizilor, care se combină în lanțuri lungi pentru a forma proteine. Deoarece proteinele se descompun mai lent decât ADN-ul, ele devin o resursă extrem de valoroasă pentru înțelegerea evoluției umane.
Arheologii și revoluția ADN-ului
Interesul arheologilor pentru ADN-ul antic a crescut vertiginos din 2010, când cercetătorii au publicat o schiță a genomului neanderthalian, confirmând că această specie s-au împerecheat cu strămoșii multor oameni moderni. De atunci, tehnica a fost utilizată pentru a răspunde la o serie de întrebări arheologice, cum ar fi când au fost colonizate America și Australia, când a fost inventată agricultura și cum s-ar fi putut răspândi limbile și culturile.
Dar există dezavantaje majore în a se baza exclusiv pe ADN-ul antic. Chiar dacă tehnicile de extragere a ADN-ului din oase foarte vechi au avansat semnificativ de-a lungul anilor, acesta se descompune în fragmente mai mici, de-a lungul mileniilor, din cauza efectelor luminii solare, căldurii și umidității. Ca urmare, analiza ADN-ului oaselor și dinților strămoșilor noștri are o limită de timp, care ne împiedică să aflăm mai multe despre evoluția noastră mai îndepărtată folosind această tehnică.
Aceasta este o problemă și mai mare în Africa, acolo unde a avut loc cea mai mare parte a evoluției umane.
„Africa este centrul trecutului nostru evolutiv, iar în acest moment nu dispunem de ADN antic din Africa, care să depășească o vechime de aproximativ 20.000 de ani”, a declarat Adam Van Arsdale, antropolog biolog la Wellesley College, pentru Live Science. Cunoașterea a ceea ce se întâmpla din punct de vedere biologic cu strămoșii noștri îndepărtați, cu milioane de ani în urmă, în centrul Africii, ar transforma înțelegerea noastră asupra evoluției umane, a adăugat Van Arsdale.
O „explozie” în analiza proteinelor
Proteinele sunt o țintă interesantă pentru antropologi, deoarece pot rezista mai mult decât chiar și cel mai vechi ADN. Acestea au mai puțini atomi, mai puține legături chimice și o structură mai compactă, ceea ce înseamnă că sunt mai puțin fragile decât ADN-ul, potrivit lui Warriner și colegilor săi.
Primul proteom antic – un grup de proteine exprimate într-o celulă, țesut sau organism – a fost extras dintr-un os de mamut lânos, vechi de 43.000 de ani, într-un studiu publicat în 2012. În 2019, cercetătorii au anunțat cel mai vechi proteom de mamifer din acea perioadă: cel al unui dinte vechi de 1,9 milioane de ani, provenind de la Gigantopithecus, o specie de maimuță dispărută. Iar în 2025, cercetătorii au extras cu succes cele mai vechi proteine de până acum, din Epiaceratherium, o creatură dispărută asemănătoare rinocerului, care a trăit în Arctica canadiană cu peste 21 de milioane de ani în urmă.
Pe măsură ce îmbunătățim metodele de identificare a proteinelor, antropologii încep să utilizeze aceste metode pentru a răspunde la întrebări despre evoluția umană, arată cercetătorii Live Science.
Într-un studiu din 2020 publicat în revista Nature, cercetătorii au analizat proteinele din smalțul dentar al Homo antecessor, o specie extinctă înrudită cu omul care a trăit în Europa în urmă cu 800.000 de ani. Ei au descoperit că proteinele H. antecessor erau diferite de cele ale H. sapiens, neandertalienilor și denisovanilor, ceea ce îi face să fie o ramură separată a arborelui nostru evolutiv.
Într-un studiu publicat în aprilie în revista Science, analiza proteomică a fost utilizată și pentru a descoperi că o misterioasă mandibulă găsită pentru prima dată la începutul anilor 2000 în largul coastelor Taiwanului era legată de denisovani, un grup de rude umane dispărute. Înainte de aceasta, paleoantropologii nu știau dacă denisovanii au trăit în acea parte a lumii. Analiza a demonstrat, de asemenea, că este posibilă identificarea proteinelor găsite în fosile din regiuni calde și umede.
Rădăcinile noastre africane
Paleoproteomica poate fi și mai transformatoare pentru descifrarea evoluției noastre mai îndepărtate. Două studii recente asupra oaselor și dinților fosili din Africa, unde studiile ADN sunt aproape imposibile, evidențiază potențialul acestei metode.
În primul studiu, publicat în luna mai în revista Science, arheologii au recuperat proteine antice din dinții a patru membri ai speciei Paranthropus robustus, o rudă a omului care a trăit între 1,8 milioane și 1,2 milioane de ani în urmă. Ei au demonstrat că doi dintre indivizi erau bărbați și doi erau femei. Surprinzător, însă, cercetătorii au descoperit că unul dintre indivizii P. robustus, care se credea a fi bărbat era, de fapt, femeie. Acest lucru sugerează că unele cranii clasificate anterior ca aparținând unui sex al unei specii cunoscute ar fi putut aparține, de fapt, unor grupuri neidentificate sau specii nou descoperite.
În cel de-al doilea studiu, publicat în februarie în South African Journal of Science, cercetătorii au recuperat proteomul din smalțul dentar al Australopithecus africanus, o rudă a omului care a trăit în Africa de Sud acum 3,5 milioane de ani. Deși au reușit să identifice doar sexul biologic al australopitecinelor, cercetătorii au scris că „acestea sunt descoperiri incredibil de interesante, care sunt pe cale să revoluționeze înțelegerea noastră asupra evoluției umane”.
Citește și ADN-ul nostru poate fi „piratat”, avertizează oamenii de știință. Hackerii vizează tehnologia de secvențiere genetică
„O întrebare la care această analiză ar putea ajuta să răspundem este dacă bărbații și femeile dintre strămoșii și rudele noastre difereau dramatic în ceea ce privește dimensiunea sau trăsăturile”, a declarat Rebecca Ackermann, antropolog biolog la Universitatea din Cape Town, pentru Live Science. De exemplu, analiza proteinelor și a sexului ar putea revela că unele oase interpretate anterior ca aparținând bărbaților și femeilor din aceeași specie erau de fapt indivizi de același sex, dar din linii genealogice diferite.
Până în prezent, însă, oamenii de știință au analizat cu succes proteinele doar ale unui număr mic de strămoși ai omului. Dar, în timp ce oamenii moderni au peste 100.000 de proteine în corp, „proteomul” smalțului este minuscul; este compus din doar cinci proteine majore legate de formarea smalțului. Totuși, variația secvențelor proteice poate fi suficientă pentru a diferenția organismele înrudite.
Frontierele viitorului
Analiza diferențelor dintre aceste proteine probabil nu oferă o rezoluție suficientă pentru a răspunde la întrebări cheie, cum ar fi modul în care erau înrudiți strămoșii și rudele umane antice, a spus Ackermann. De exemplu, cu milioane de ani în urmă, în Africa de Est, mai multe specii de primate bipede au coexistat, dar nu este clar din oasele lor dacă acestea se puteau încrucișa și crea hibrizi fertili.
Ar putea proteinele antice să ajute în cele din urmă la răspunsul la această întrebare? Ackermann este prudent optimistă că tehnologia va avansa suficient pentru ca paleoproteomica să clarifice relațiile evolutive dintre grupuri strâns legate. „Dacă putem sau nu să spunem mai multe despre hibridizare este o întrebare bună”, a spus ea.
Chiar și așa, proteomele oaselor și smalțului dentar s-ar putea să nu fie niciodată suficient de detaliate pentru a distinge indivizi strâns înrudiți în același mod în care o pot face genomii, a adăugat Ackermann. Dar există șansa ca tehnicile să se îmbunătățească suficient pentru ca oamenii de știință să poată extrage proteine din țesuturi vechi de milioane de ani, a adăugat cercetătorul.
Majoritatea proteinelor produse de oameni, inclusiv cele care fac parte din „proteomul întunecat”, nu au fost analizate, ceea ce înseamnă că nu știm prea multe despre rolul lor, au scris Warriner și colegii săi. „Următorii 20 de ani vor aduce cu siguranță multe surprize, pe măsură ce vom începe să aplicăm această putere analitică pentru a răspunde la întrebări vechi despre trecut și pentru a găsi soluții inovatoare la probleme vechi”, au adăugat aceștia.
Editor : C.A.
