Proteine im Mittelpunkt der Forschung über alte Verwandte des Menschen
Wenn es um die Untersuchung von 2 Millionen Jahre alten Fossilien geht, die im heißen, trockenen Klima Afrikas gefunden wurden, ist eine DNS-Analyse nicht die ideale Lösung. Durch die einfache Struktur überlebt DNS in einem solchen Klima nicht so lange unversehrt. Mit den derzeitigen DNS-Technologien können genetische Sequenzen nur bis zu den letzten 200 000 Jahren erforscht werden, sodass in einer neuen von der EU unterstützten Studie(öffnet in neuem Fenster) Proteine betrachtet wurden, um die Geheimnisse eines alten Verwandten des Menschen namens Paranthropus robustus aufzudecken. P. robustus ist eine Homininenart aus dem frühen Pleistozän, von der man annimmt, dass sie vor etwa 2 bis 1 Million Jahren im südlichen Afrika lebte. Obwohl sie als Art gut dokumentiert ist, fehlen immer noch genetische Nachweise. Diesen Mangel versuchte ein internationales Forschungsteam mit Unterstützung von sechs EU-finanzierten Projekten zu beheben: PUSHH(öffnet in neuem Fenster), ApeGenomeDiversity, TEMPERA(öffnet in neuem Fenster), BACKWARD, STAMP und COREX. Bei der Studie analysierten die Forschenden Proteinsequenzen, die in fossilem Zahnschmelz erhalten sind, um mehr über diese alten Homininen zu erfahren, die erstmals 1938 in Südafrika entdeckt wurden. Das Team analysierte uralte Proteine, die aus dem Zahnschmelz der 2 Millionen Jahre alten Zähne von vier P. robustus-Fossilien aus der Swartkrans-Höhle in Südafrikas Wiege der Menschheit gewonnen wurden. „Glücklicherweise sind Millionen Jahre alte Proteine gut konserviert, weil sie an Zähnen und Knochen haften und nicht durch das warme Wetter beeinträchtigt werden“, schreiben mehrere der Autorinnen und Autoren in einem Artikel(öffnet in neuem Fenster), der auf „The Conversation“ veröffentlicht wurde. „Eines dieser Proteine verrät uns das biologische Geschlecht der Fossilien. So haben wir herausgefunden, dass zwei der Personen männlich und zwei weiblich waren.“
Muster der Vielfalt aufspüren
Bei der Proteinanalyse kamen auch bestimmte genetische Unterschiede ans Licht. Bei zwei dieser Individuen wurde erkannt, dass sie eine Aminosäure mit modernen und frühen Menschen, Schimpansen und Gorillas teilen. „Die beiden anderen hatten eine Aminosäure, die unter den afrikanischen Menschenaffen bisher nur bei Paranthropus vorkommt“, berichten die Forschenden. Interessanterweise hatte ein Hominin sogar beide Aminosäuren – das ist das erste Mal, dass zwei verschiedene Versionen eines Gens in 2 Millionen Jahre alten Proteinen nachgewiesen wurden. Derzeit wird vermutet, dass Proteinmutationen auf verschiedene Arten hinweisen. Das Team war daher überrascht, eine Proteinmutation zu finden, die innerhalb der Art P. robustus variabel war und bei einigen Individuen auftrat und bei anderen nicht. „Wir erkannten, dass wir es nicht mit einer einzigen, variablen Art zu tun haben, sondern mit einem komplexen evolutionären Puzzle von Individuen mit unterschiedlichen Vorfahren“, so die Forschenden. Mittels Proteomikansätzen hat das Team, das durch PUSHH (Palaeoproteomics to Unleash Studies on Human History), ApeGenomeDiversity (Great ape genome variation now and then: current diversity and genomic relics of extinct primates), TEMPERA (Teaching Emerging Methods in Palaeoproteomics for the European Research Area), BACKWARD (Overcoming the frontiers of biomolecular studies on human history and adaptation using palaeoproteomics), STAMP (Spatiotemporal Analytical Modelling for Paleobiology) und COREX (From correlations to explanations: towards a new European prehistory) unterstützt wurde, das Geschlecht der Fossilien und Muster der Vielfalt bestimmt, die auf die Existenz mehrere Bevölkerungsgruppen hindeuten. Die kombinierte Verwendung von morphologischen und molekularen Daten dient als Ausgangspunkt für künftige Forschungen. Weitere Informationen: PUSHH-Projektwebsite(öffnet in neuem Fenster) Projekt ApeGenomeDiversity TEMPERA-Projektwebsite(öffnet in neuem Fenster) BACKWARD STAMP COREX