Güney Afrika'daki derin bir mağarada bulunan 2 milyon yıllık diş minesinin küçük parçaları, insanlığın uzak akrabaları tarafından saklanan sırları açığa çıkarmaya başladı.
Arkeologlar, Afrika'daki İnsanlığın Beşiği Dünya Mirası alanı içinde yer alan fosil barındıran Swartkrans mağarasından, 1.8 ila 1.2 milyon yıl önce yaşamış iki ayaklı bir insan akrabası olan Paranthropus robustus türünün dört bireyine ait dişleri kurtardı. Amino asit dizilerini analiz edebilen son teknoloji teknikler kullanılarak, araştırmacılar bireylerin cinsiyetini belirleyebildi ve daha önce bilinmeyen bir türün varlığına işaret edebilecek şaşırtıcı genetik varyasyonlar keşfettiler.
Bu teknikler, eski protein kümelerini inceleyen paleoproteomik alanının bir parçasıdır. Bu, erken homininlerin (insanları ve en yakın akrabalarımızı içeren bir grup) evrimi hakkında ihtiyaç duyulan bilgiyi sağlayan nispeten yeni bir bilim dalıdır.
DNA, Afrika'daki antik iskeletlerden elde edilebilmiş olsa da, bu teknik şu ana kadar yalnızca kendi türümüz Homo sapiens'in yaşam süresine denk gelen, en fazla 20.000 yıl öncesine ait hominin materyali üzerinde başarılı oldu. Bunun nedeni, DNA'nın bu ortamda hızla bozulmasıdır. Hominin evriminin yaklaşık 6 milyon yıllık tarihine ulaşmak için, diş minesinin daha sert ve stabil dokusunun analizine ihtiyaç duyulmaktadır.
Yeni çalışmada, uluslararası bir araştırmacı ekibi, antik DNA'nın sınırlarının ötesine geçmek ve yaklaşık 2 milyon yıl önce yaşamış dört homininin genlerini anlamak için paleoproteomik analizini kullandı.
Proteomik, doğası gereği yıkıcı bir tekniktir, ancak özellikle nadir veya değerli örneklerle çalışırken etkiyi en aza indirmek için büyük özen gösterilir.
Araştırmacılar, proteomik analizlerini muhtemelen aynı zaman diliminde ölen dört P. robustus bireyine odakladı. İki bireyde, erkeklerin diş minesinde bulunan AMELY'ye özgü peptitleri tanımlayabildiler. Diğer iki bireyde ise yüksek AMELX yoğunluğu görüldü, bu da onların muhtemelen dişi olduğunu gösteriyordu.
Fosilin cinsiyetini doğru belirlemek paleoantropolojide önemlidir, çünkü çoğu hominin cinsel olarak dimorfiktir, yani erkekler ortalama olarak dişilerden daha büyüktür. Bu nedenle uzmanlar, herhangi bir türde bazı daha büyük ve bazı daha küçük bireylerin olmasını bekler.
Ancak araştırmacılar şaşırtıcı bir sonuç keşfetti: Diş boyutu ve şekline göre dişi olduğu düşünülen bir P. robustus bireyi, proteomik verilere göre aslında erkekti. Araştırmacılar, sonuçlarının diş boyutuna dayalı ölçümlerin doğru cinsiyet tahmini için her zaman doğru olmadığını gösterdiğini belirttiler.
Cinsiyet tek başına P. robustus'un görünümündeki farklılıkları açıklayamadığı için, ekip gördükleri çeşitliliğin, bilmedikleri farklı grupların veya türlerin sonucu olup olmadığını ya da P. robustus'un aynı zaman diliminde yaşadığı australopitesinler ve Homo cinsinin erken üyeleri arasındaki melezleşmenin sonucu olup olmadığını araştırdı.
Araştırmacılar, inceledikleri P. robustus örnekleri arasında farklılık gösteren ve günümüz insanları, Neandertaller ve Denisovanlar'da görülen amino asit dizilerinden farklı olan birkaç amino asit dizi pozisyonu buldu. Bu analiz, bireylerden birinin (moleküler cinsiyeti ile morfolojik cinsiyeti uyuşmayan SK-835), diğer üç bireyden birbirlerine göre daha uzak bir akraba olduğunu ortaya koydu.
Her ne kadar SK-835'i yeni önerilen Paranthropus capensis türünün bir üyesi olarak sınıflandırmak için erken olsa da, amino asit farkının diğerlerinden farklı bir türdeki konumunu yansıtması olasılığı devam ediyor.
Bununla birlikte, farklı bölgelerdeki mikroevrimle de açıklanabileceği belirtiliyor. Güney Afrika'daki Paranthropus içindeki varyasyonu daha iyi anlamak için farklı bölgelerden daha fazla Paranthropus materyalini analiz etmek gerektiği vurgulandı.
Diş minesinin proteomunun (genomuna göre çok daha küçük ve daha az bilgi sağladığı için), fosil insan akrabalarının yeniden yapılandırmalarının dikkatli bir şekilde yorumlanması gerektiği ifade edildi.
Araştırmacılar, çok ince bir diş minesi tabakasını çıkarmak için asitle aşındırma gibi daha az invaziv yöntemler ve daha hızlı, daha hassas protein dizileme cihazlarının geliştirilmesi de dahil olmak üzere daha fazla metodolojik gelişmenin faydalı olacağını öngörüyorlar.
Örneğin, Paranthropus robustus'u bir Australopithecus africanus'tan moleküler olarak ayırt edip edemeyeceğimiz henüz belli değil, çünkü bu türler yakından ilişkilidir ve bu nedenle proteinleri çok benzer görünecektir.
