بواسطة ويل دنهام
واشنطن (رويترز) -أحرز أخصائيو السنوات الأخيرة تقدماً في العثور على الحمض النووي القديم في الحفريات ، واكتسبوا نظرة ثاقبة على الكائنات الحية التي عاشت منذ فترة طويلة. لكن أقدم الحمض النووي الذي تم الحصول عليه حتى الآن يعود تاريخه إلى حوالي مليوني عام. تقدم البروتينات ، وهي آلية جزيئية للخلية ، معلومات قيمة أيضًا ولديها فضيلة للبقاء على قيد الحياة لفترة أطول ، كما تظهر الأبحاث الجديدة.
قام العلماء الآن باستخراج البروتينات المتسلسلة من أحافير الأسنان من قطع الأنف المنقرضة والأفيال وفرس النهر ، بما في ذلك من سن وحيد القرن من 21 إلى 24 مليون سنة. وجدت فرق بحث منفصلة شظايا البروتين في الحفريات من بيئات مختلفة إلى حد كبير – القطب الشمالي العالي البارد في كندا ووادي الصدع الحارق في كينيا.
وقال دانييل جرين ، عالم الأحياء التطوري بجامعة هارفارد ، “هذه المشاريع التكميلية ، تدل على أن البروتينات – اللبنات الأساسية الأساسية للكائنات الحية التي تحافظ على المعلومات حول التاريخ التطوري – يمكن العثور عليها في الحفريات القديمة في جميع أنحاء العالم”.
هذا يفتح حدودًا جديدًا للتحقيق في الماضي التطوري العميق ، بما في ذلك النسب البشرية وربما حتى الديناصورات.
وقال ريان سنكلير ، وهو باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة كوبنهغن ، “إن البروتينات القديمة يمكن أن تخبرنا عن التاريخ التطوري للكائن الحي من خلال توفير البيانات الجزيئية من العينات القديمة جدًا.
الحمض النووي والبروتينات هشة وتتحلل بمرور الوقت ، ولكن البروتينات أكثر مرونة. أقدم الحمض النووي المعروف هو من الكائنات الحية التي عاشت في غرينلاند قبل مليوني عام. حتى الآن ، كان أقدم البروتينات المعروفة المحفوظة جيدًا بما يكفي لتقديم نظرة ثاقبة على العلاقات التطورية حوالي أربعة ملايين عام ، من القطب الشمالي الكندي.
يدفع البحث الجديد حدود أبحاث البروتين القديم ، وهو مجال يسمى البروتينات الحمراء ، مرة أخرى بملايين السنين.
تم الحصول على البروتينات من أسنان من خمسة أنواع من وحيد القرن والفيل والفريو التي عاشت قبل 1.5-18 مليون سنة في منطقة توركانا في كينيا. أظهرت البروتينات العلاقات بين الحيوانات القديمة وأقاربهم المعاصرين.
كما تم استخراج البروتينات من جزء من سن وحيد القرن المنقرض تم اكتشافه في موقع يسمى هاوغتون كاتر في نونافوت ، أراضي أقصى شمال كندا ، التي تصل إلى 24 مليون عام. لقد أظهروا كيف يتناسب هذا النوع مع شجرة عائلة وحيد القرن.
واعتبرت الظروف الباردة والجافة لـ Haughton Crater مثالية للحفاظ على البروتينات. كان الحفاظ على المناخ الساخن لتركانا غير متوقع.
الحمض النووي والبروتينات ، الجزيئات الأساسية في علم الأحياء ، تمتلك هياكل ووظائف مميزة. حمض Deoxyribonucleic هو مخطط للحياة ، ويحمل تعليمات لتطور الكائن الحي ونموه وتكاثره. تؤدي البروتينات وظائف عديدة بناءً على تعليمات من الحمض النووي.
وقال جرين: “يتم تشفير البروتينات بواسطة الكود الوراثي لدينا ، الحمض النووي ، لذلك تكشف تسلسل البروتين عن معلومات حول العلاقة بين الأفراد المختلفين ، والجنس البيولوجي ، من بين أشياء أخرى”.
استخرج العلماء الببتيدات – سلاسل من المركبات العضوية تسمى الأحماض الأمينية التي تجمع بين البروتينات – الموجودة داخل مينا الأسنان.
وأضاف جرين: “تساعد بعض البروتينات في بناء الأسنان ، وهي الهياكل الأكثر صعوبة والأكثر متانة في الأجسام الحيوانية”.
“المينا في الغالب صخرة: معدن يسمى هيدروكسيباتيت. لكن تكوينه يتوسط بيولوجيًا من خلال البروتينات التي توجه كل من الشكل والصلابة مع مرور الوقت. لأن هذه البروتينات تصبح عميقة في أعماق المعادن ، لدينا بعض الأسباب لتوقع أن يتم الحفاظ على شظايا البروتين على مدار عدة ملايين من السنين”.
ظهر Homo Sapiens منذ حوالي 300000 عام. تم العثور على البروتينات القديمة سابقًا في أسنان بعض الأنواع المنقرضة في النسب التطورية البشرية ، والتي تسمى hominins. لقد أسفرت منطقة توركانا إلى حفريات هومينين مهمة.
وقال تيموثي كيلاند ، وهو عالم فيزياء في متحف سميثسونيان ، “إن نتائجنا لها أصول تطورية و/أو تنويع في المنطقة التي تستمد فيها عيناتنا ، لذلك وعدت نتائجنا في الاستكشاف المستقبلي لبروتينات المينا (مجموعة من البروتينات) لأسلافنا التطورية من حوض توركانا في كينيا في ماريا.
جاءت البروتينات التي تمت دراستها من الأنواع الكبيرة التي تعود إلى عصر الثدييات التي أعقبت زوال الديناصورات التي سيطرت خلال عصر الوسيط السابق ، الذي انتهى قبل 66 مليون عام.
قال جرين إنه في البحث الجديد ، انخفض عدد البروتينات القابلة للاكتشاف في الحفريات القديمة بشكل تدريجي. لكن جرين لم يستبعد العثور على بروتينات تعود إلى عصر الديناصورات ، قائلاً: “يمكن أن تدفع البروتينات القديمة والأفضل لاستخراج واكتشاف البروتينات القديمة ، وربما ، البروتينات القديم إلى الميزويك”.
(شارك في تقارير ويل دونهام ، تحرير روزالبا أوبراين)