研究人员通过分析从一颗有 2000 多万年历史的牙齿化石中提取的蛋白质，在了解犀牛进化方面取得了重大突破。通过检查这些古老的蛋白质序列，科学家发现这种史前犀牛在中始新世至渐新世时期（大约 4100 万至 2500 万年前）与犀牛家族的其他成员分离。
这一发现也为犀牛家族的两个主要分支——板齿犀亚科（Elasmotheriinae）和犀牛亚科（Rhinocerotinae）——何时分离提供了新的见解。证据表明，它们在渐新世（约3400万至2200万年前）的分化比以往基于化石的研究结果更晚。
成功恢复和分析牙釉质蛋白标志着分子古生物学的重大飞跃，将已知的进化蛋白保存极限延长到比迄今为止恢复的最古老DNA还要古老的十倍的时间范围。
约克大学的团队参与了确认这些蛋白质和氨基酸确实来自古代的工作。他们使用一种名为手性氨基酸分析的技术，对这颗在加拿大北极高地出土的犀牛牙齿进行了分析，以更清楚地了解其中的蛋白质是如何保存下来的。
通过测量蛋白质降解的程度并将其与之前分析的犀牛材料进行比较，他们能够确认氨基酸是牙齿本身的，而不是后来污染的结果。
古犀牛牙齿。图片来源：约克大学
约克大学化学系的合著者兼博士后研究员马克·迪金森博士表示：“这些工具使我们能够探索越来越久远的过去，这真是太神奇了。基于我们对古代蛋白质的了解，我们现在可以开始探究地球上古代生命演化的一些引人入胜的新问题。”
犀牛尤其受到关注，因为它现在被列为濒危物种，因此了解其长期进化历史，可以让我们深入了解过去的环境变化和灭绝如何塑造我们今天所看到的多样性。
迄今为止，科学家们依靠化石的形状和结构，或者更近一些的古DNA（aDNA）来拼凑早已灭绝物种的进化史。然而，aDNA很少能存活超过100万年，这限制了其在理解深层进化史方面的应用。
虽然在中新世至晚中新世（大约过去 1000 万年）的化石中发现了古老的蛋白质，但之前获取足够详细的序列以对进化关系进行稳健重建的途径仅限于不超过 400 万年的样本。
这项发表在《自然》杂志上的新研究大大扩展了这一窗口，证明了蛋白质在适当的条件下能够在漫长的地质时间尺度上持续存在。
法齐拉·穆尼尔（Fazeelah Munir）在约克大学化学系进行博士研究时，对这颗牙齿进行了分析。她表示：“成功分析如此古老样本中的古代蛋白质，为全球收藏了如此珍贵化石的科学家提供了全新的视角。这颗重要的化石有助于我们了解远古时代。”
该化石位于加拿大目前以永久冻土为特征的地区，研究人员表示，牙釉质和化石发现时的相对寒冷的环境对蛋白质的长期保存发挥了重要作用。
牙釉质提供了一个稳定的“支架”，可以保护古老的蛋白质免受地质年代的侵蚀。牙釉质的硬度源于其复杂的矿物质结构，它充当了一道保护屏障，减缓了死亡后蛋白质的分解。
哥本哈根大学地球研究所的恩里科·卡佩里尼教授说：“霍顿陨石坑对于古生物学来说可能是一个真正特殊的地方：它是一个生物分子库，在漫长的地质时间尺度上保护蛋白质免于腐烂。
“其独特的环境历史造就了如此保存完好的古代生物分子遗址，其保存方式类似于某些遗址保存软组织的方式。这一发现应该会鼓励世界各地开展更多的古生物学实地考察。”
哥本哈根大学地球研究所博士后研究员瑞安·辛克莱·帕特森补充道：“这一发现将彻底改变我们研究古代生命的方式。”
编译自/scitechdaily
