Forskere har sprængt grænsen for, hvor langt vi kan spore livets historie. Nu er det for første gang lykkedes at trække mere end 20 millioner år gamle proteiner ud af tænderne på en for længst uddød art af næsehorn fra Canada. Fundet kan ændre vores forståelse af, hvordan livet på Jorden tog form, siger forsker.
De seneste ti år har forskere rykket grænsen for, hvor langt de med genetiske metoder kan kigge tilbage i tiden og undersøge liv på Jorden i en fjern fortid.
Først viste de, at de kunne kigge titusinder af år tilbage i tiden ved at analysere gammelt DNA fra dyr bevaret i den sibiriske permafrost – og i de senere år er det endda lykkedes at udvinde DNA, der er op til 2 millioner år gammelt under ideelle forhold.
Senere hen begyndte forskere at kigge i retning af proteiner, da proteiner holder sig bedre end DNA og kan udnyttes til at se endnu længere tilbage i tiden - på slægtskaber mellem dyr, der levede for mere end én million år siden.
Nu har forskere så igen rykket grænsen for, hvor langt de kan se tilbage i tiden, til mere end 20 millioner år.
Det er sket, efter forskere med succes har trukket proteiner ud af tænderne på et næsehorn, der levede i Canada for et sted mellem 21 og 24 millioner år siden.
Ifølge en af forskerne bag studiet skaber det helt nye muligheder for at studere slægtskaber mellem arter af dyr, der uddøde for mange millioner år siden, og andre uddøde dyrearter samt nulevende dyr.
“Det gør det muligt at sætte uddøde arter ind på livets stamtræ og se, hvilke dyr de faktisk er beslægtet med i dag. Når vi kan udtrække genetisk materiale fra et dyr, der er så gammelt, kan vi meget bedre kortlægge, hvordan livet har udviklet sig, og hvordan forskellige arter er opstået de seneste 30 millioner år,” fortæller postdoc Ryan Sinclair Paterson fra Center for Geogenetik ved Københavns Universitet.
Forskningen er offentliggjort i Nature.
Sådan afslører DNA og proteiner dyrs slægtskab
Når forskere skal se tilbage i tiden, har genetisk materiale som DNA og proteiner vist sig at være en uvurderlig ressource.
Førhen var det kun muligt at kortlægge slægtskab mellem døde dyrearter ved at se på deres knogler, og det kommer med store begrænsninger.
For eksempel har både fugle og flagermus udviklet evnen til at flyve, men det betyder ikke, at de på nogen måde er tæt beslægtede.
Med genetisk materiale kan forskere se, om to arter virkelig er i familie – og hvornår de begyndte at gå hver sin vej i evolutionen.
DNA går hurtigt i stykker, mens proteiner kan overleve i millioner af år – især i tænder. De indeholder færre genetiske oplysninger end DNA og ændrer sig langsomt over tid, men netop de langsomme ændringer gør dem nyttige til at spore slægtskaber.
Hidtil har det ældste kendte DNA været fra en over to millioner år gammel mammut, mens de ældste proteiner kun var 3,7 millioner år gamle.
Proteiner gemt i næsehornstænder i 20 millioner år
Med det nye studie ønskede forskerne at se, hvor langt tilbage i tiden det overhovedet er muligt at finde stadig identificébare proteiner.
Derfor kiggede de på emalje fra tænder fra en art af et uddød næsehorn, der levede i arktisk Canada for mellem 21 og 24 millioner år siden.
Ryan Sinclair Paterson forklarer, at idet fossilet efter det uddøde næsehorn har befundet sig i arktisk Canada, hvor det både er meget tørt og koldt, har det skabt de bedste forudsætninger for bevarelse af proteiner.
Tandemalje er kroppens hårdeste væv — som et panser, der kan beskytte små proteinrester i millioner af år.
“Vi undersøgte en prøve fra en tand fundet i Haughton Crater, som ud over at være et interessant sted at finde fossiler også benyttes til at simulere missioner til Mars. Det er det perfekte sted at bevare proteiner over tid,” forklarer Ryan Sinclair Paterson.
Sådan afslørede de proteinerne efter 20 millioner år
Når forskere skal finde ældgamle proteiner i emaljen fra en tand, der har ligget i 20 millioner år, opløser de først en lille prøve i en syre.
Derefter sendes prøven gennem et særligt måleapparat – et massespektrometer, hvor proteinerne brydes i små stumper og vejer hver enkelt. Ud fra vægten kan forskerne se, hvilke små byggesten – aminosyrer og peptider – der er tilbage og dermed finde ud af, hvilke proteiner tanden engang indeholdt.
Forskerne kunne bagefter samle brikkerne og genskabe, hvordan de fundne proteinstumper engang har siddet sammen som hele proteiner.
De sammenlignede de fundne stumper med databaser over kendte proteiner for at genskabe, hvordan de oprindeligt så ud.
“Det er svært at kortlægge så gamle proteiner, fordi vi ikke kan sammenligne dem direkte med proteiner fra nulevende dyr. Men ved at identificere aminosyrer og peptider lader det sig gøre alligevel,” siger Ryan Sinclair Paterson.
Hvad fundet kan afsløre om livets udvikling og klimaet
Spørgsmålet er så, hvad man skal bruge identifikationen af proteiner fra en for længst uddør art af næsehorn til.
Ifølge Ryan Sinclair Paterson skal studiet for det første bruges til at validere, at det rent faktisk er muligt at finde proteiner, som er så gamle.
For det andet åbner det op for nogle helt nye muligheder for at se, hvordan arter, der er uddøde for længst, er beslægtede.
Dette perspektiv er måske særligt relevant i dag, hvor klimaforandringer betyder, at permafrosten mange steder i verden forsvinder. Hvis vi vil analysere uddøde dyr fra disse egne, skal det med andre ord være nu og ikke om 50 år, når både dyr og proteiner er gået til grunde i et varmere klima.
“Det store potentiale er inden for forståelsen af evolution, og hvordan arter er opstået og uddøde i fortiden. For 20 millioner år siden var Arktis et helt andet sted – varmt, grønt og fuldt af liv. Det var varmere og lignede måske mere et klima, som vi bevæger os imod. Hvis vi forstår bedre, hvad der engang levede i Arktis, og hvornår og hvordan dyrene forsvandt, kan vi måske også bedre forudse, hvad der kan ske i Arktis i fremtiden,” siger Ryan Sinclair Paterson.
