Самое древнее генетическое доказательство человека проясняет спор о наших предках

Генетическая информация о человеческом ископаемом 800 000 лет была получена впервые. Результаты, полученные в Копенгагенском университете, проливают свет на одну из точек разветвления в генеалогическом древе человека, достигая гораздо более поздних времен, чем это было возможно ранее.

Важный прогресс в исследованиях эволюции человека был достигнут после того, как ученые получили самый старый набор генетических данных человека из зуба возрастом 800 000 лет, относящегося к гомеиновой разновидности Home antecessor .

Выводы ученых из Копенгагенского университета (Дания) в сотрудничестве с коллегами из CENIEH (Национального исследовательского центра эволюции человека) в Бургосе, Испания, и других учреждений, публикуются 1 апреля в журнале Nature.

«Древний белковый анализ свидетельствует о тесной взаимосвязи между Homo antecessor , нами ( Homo sapiens ), неандертальцами и Denisovans. Наши результаты подтверждают идею о том, что Homo antecessor был родственной группой для группы, включающей Homo sapiens , неандертальцев и денисован», говорит Фридо Уэлкер, научный сотрудник в Институте Глобус, Копенгагенский университет, и первый автор статьи.

Восстановление человеческого генеалогического древа

Используя технику, называемую масс-спектрометрией, исследователи секвенировали древние белки из зубной эмали и уверенно определяли положение Homo antecessor в генеалогическом древе человека.

Новый молекулярный метод, палеопротеомика, разработанный исследователями на факультете здравоохранения и медицинских наук Копенгагенского университета, позволяет ученым получать молекулярные данные для точной реконструкции эволюции человека из глубины прошлого, чем когда-либо прежде.

Линии человека и шимпанзе отделены друг от друга около 9-7 миллионов лет назад. Ученые неустанно стремились лучше понять эволюционные отношения между нашими видами и другими, уже вымершими, в человеческом происхождении.

«Многое из того, что мы знаем до сих пор, основано либо на результатах древнего анализа ДНК, либо на наблюдениях за формой и физической структурой окаменелостей. Из-за химической деградации ДНК со временем самая старая человеческая ДНК, найденная до настоящего времени, датировано не более примерно 400 000 лет », — говорит Энрико Каппеллини, доцент Института глобуса, Копенгагенский университет, и ведущий автор статьи.

«Теперь анализ древних белков с помощью масс-спектрометрии, подхода, широко известного как палеопротеомика, позволяет нам преодолеть эти ограничения», — добавляет он.

Теории эволюции человека

Окаменелости, проанализированные исследователями, были обнаружены палеоантропологом Хосе Мария Бермудес де Кастро и его командой в 1994 году на стратиграфическом уровне TD6 из пещеры Гран-Долина, одного из археологических и палеонтологических мест Сьерра-де-Атапуэрча, Испания.

Первоначальные наблюдения привели к заключению, что Homo antecessor был последним общим предком современных людей и неандертальцев, вывод, основанный на физической форме и внешнем виде окаменелостей. В последующие годы точная связь между человеком-предшественником и другими человеческими группами, такими как мы и неандертальцы, интенсивно обсуждалась среди антропологов.

Хотя гипотезу о том, что Homo antecessor может быть общим предком неандертальцев и современных людей, очень трудно вписать в эволюционный сценарий рода Homo, новые результаты в TD6 и последующих исследованиях выявили несколько признаков, общих для видов человека, обнаруженных в Atapuerca и неандертальцы. Кроме того, новые исследования подтвердили, что черты лица- предшественника очень похожи на черты лица разумного и очень отличаются от черт неандертальцев и их более поздних предков.

«Я счастлив, что исследование белка обеспечивает доказательство того, что виды- предшественники Homo могут быть тесно связаны с последним общим предком Homo sapiens , Neanderthals и Denisovans. Особенности, которые разделяет Homo antecessor с этими гомининами, явно появились намного раньше, чем считалось ранее. Следовательно, человек- предшественник будет основным видом зарождающегося человечества, образованного неандертальцами, денисовцами и современными людьми », — добавляет Хосе Мария Бермудес де Кастро, научный со-директор раскопок в Атапуэрке и соавтор статьи.

Мировой класс-экспертиза

Подобные открытия стали возможными благодаря обширному сотрудничеству между различными областями исследований: от палеоантропологии до биохимии, протеомики и популяционной геномики.

Для извлечения древнего генетического материала из самых редких ископаемых образцов требуются высококачественные знания и оборудование. Это является причиной десятилетнего стратегического сотрудничества между Энрико Каппеллини и Джеспером Велгаардом Олсеном, профессором Центра исследований белка Novo Nordisk, Копенгагенский университет и соавтором статьи.

«Это исследование является важной вехой в палеопротеомике. Используя современную масс-спектрометрию, мы определяем последовательность аминокислот в остатках белка из зубной эмали Homo antecessor . Затем мы можем сравнить древние белковые последовательности, которые мы« читали », с последовательностями других Гоминины, например, неандертальцы и Homo Sapiens , чтобы определить, как они генетически связаны », — говорит Джеспер Велгаард Олсен.

«Я действительно с нетерпением жду возможности увидеть, что палеопротеомика откроет в будущем», — заключает Энрико Каппеллини.

Исследование эволюции человека с помощью палеопротеомики будет продолжено в ближайшие годы в рамках недавно созданной финансируемой ЕС «Палеопротеомики для развязывания исследований по истории человечества (PUSHH)», Европейской обучающей сети Марии Кюри (ETN), возглавляемой Энрико Каппеллини, с участием многие из соавторов на бумаге.

Исследование в основном финансируется программами VILLUM FONDEN, Фондом Ново Нордиск, а также программами индивидуальной стипендии Marie Sklowowska-Curie Actions и Международной сети обучения.

---

Источник истории:

Материалы предоставлены Университетом Копенгагена Факультетом здравоохранения и медицинских наук . Примечание: содержание может быть отредактировано по стилю и длине.

---

Ссылка на журнал :

1. Фридо Велкер, Ясмин Рамос-Мадригал, Петра Гутенбруннер, Миган Макки, Шивани Тивари, Роза Раковников Джерси-Кристенсен, Кристина Чива, Марк Р. Дикинсон, Мартин Кульвильм, Марк де Мануэль, Пере Гелаберт, Мария Аннишал Марсель Юран-Торен Луис Арсуага, Эвальд Карбонелл, Томас Маркес-Бонет, Кирсти Пенкман, Эдуард Сабидо, Юрген Кокс, Джеспер В. Олсен, Давид Лордкипанидзе, Фернандо Рацимо, Карлес Лалуэса-Фокс, Хосе Мария Бермудес-де-Кастро, Эске Вильерс Стоматологический протеом Homo antecessor . Природа , 2020; DOI: 10.1038 / s41586-020-2153-8