Чарльз Дарвин назвал их, возможно, “самым странным животным [s] когда-либо обнаруженный”. И эволюционные биологи озадачили с тех пор, куда разместить определенных странно выглядящих потухших южноамериканских hooved животных в отделения млекопитающих дерева жизни.
Теперь, новые молекулярные доказательства протеинов, сохраненных в фоссилизируемых костях, показывают, что млекопитающие — включая Macrauchenia, длинноногое животное, которое было похоже на жирного верблюда с короткой подобной слону магистралью, и Toxodon, крепкое животное с подобным носорогу органом и подобной гиппопотаму головой — являются самыми тесно связанными с лошадями, тапирами и носорогами, а не африканским слонам, как был ранее предложен. Работа не только решает эту эволюционную загадку; это также демонстрирует способность появляющегося метода пролить свет на остатки с отдаленных эр.“Это действительно – красивая газета, отвечающая на один из самых важных и нерешенных вопросов в филогенезе”, говорит Уильям Мерфи, эксперт по молекулярной эволюции в Техасе университет A&M, Колледж-Стейшен, кто не был вовлечен в работу.
Проблема происхождения странных hooved животных или копытные животные, вымершие приблизительно 10 000 лет назад, возникла из-за их необычной скелетной структуры. Молекулярные палеонтологи были неспособны возвратить любую древнюю ДНК от животных, вероятно из-за теплого климата Южной Америки, быстро ухудшающего ДНК, говорит Иэн Барнс, эволюционный биолог в Музее естественной истории в Лондоне, приведший текущий проект. Но Барнс и его коллеги знали, что протеины часто более стабильны, ухудшаясь до 10 раз более медленно, чем ДНК.Таким образом, исследователи стремились возвратить древние протеины в определенном коллагене, протеин, составляющий соединительную ткань и изобилующий костями.
Для этого Барнс и Росс Макфи из Американского музея естественной истории в Нью-Йорке объединились с Мэтью Коллинзом, древним специалистом по упорядочиванию протеина в Йоркском университете в Соединенном Королевстве и больше чем двух дюжинах других коллег со всего мира.В течение нескольких лет Коллинз и его коллеги собрали базу данных последовательностей коллагена и от проживания и от потухших животных. Те последовательности показывают, как развитие генерировало тонкие изменения в аминокислотах в коллагене среди большого разнообразия различных млекопитающих. Исследователи собрали 48 различных окаменелостей потухших южноамериканских копытных животных.
Немногие экземпляры были датированы, но бригада использовала радиоуглеродные методы до настоящего времени некоторые приблизительно к 12 000 лет назад. Исследователи возвратили протеины, которые, как думают, были коллагеном, и затем один за другим управляли ими через массовый спектрометр.
Машинные протеины фрагментов в короткие пептиды и точно взвешивают их для определения их косметики аминокислоты. Это дало им что суммы к отпечатку пальца пептида для каждого оцененного образца протеина. Исследователи тогда сравнили каждые из тех отпечатков пальцев с базой данных коллагена для определения, насколько каждая последовательность отличалась от других последовательностей млекопитающих. Результаты, кажущиеся онлайновыми сегодня по своей природе, ясно показали, что Macrauchenia и Toxodon формируют единственную phylogenic группу плацентарных млекопитающих, вероятно, отклонившихся от Perissodactyla — группы включая лошадей, тапиров и носорогов — приблизительно 55 миллионов лет назад, говорит Барнс.
Новая работа, соединившая десятки ухудшенных древних образцов протеина, является “замечательным усилием … [который был] не для слабонервных”, говорят Пегги Остром, biogeochemist в Университете штата Мичиган в Ист-Лэнзинге.Коллинз говорит, что остается особенно взволнованным о работе, не потому что она решает проблему, сбившую с толку Дарвина, но потому что путем упорядочивания протеинов, исследователи могут расширить свой анализ потухших организмов далеко за пределами досягаемости ДНК.
Говорит Коллинз: “Последовательный протеин имеет потенциал для взгляда много все дальше назад своевременно”.