وجدت دراسة جديدة أن قطعا صغيرة من مينا الأسنان من أعماق كهف جنوب أفريقيا بدأت في الكشف عن أسرار يحتفظ بها قريب بشري بعيد لمدة مليوني عام.

استعاد علماء الآثار أسنانهم من أربعة أفراد من الأنواع Paranthropus robustus، وهو قريب بشري ذو ساقين عاش منذ ما بين 1.8 مليون و1.2 مليون سنة، من سوارتكرانس، وهو كهف يحمل أحافير في موقع مهد التراث العالمي للبشرية في أفريقيا، باستخدام التقنيات المتطورة التي يمكنها تحليل تسلسلات الأحماض الأمينية في الحفريات، تمكن الباحثون من تحديد جنس الأفراد واكتشفوا اختلافا وراثيا مفاجئا يمكن أن يشير إلى وجود نوع غير معروف سابقا.

هذه التقنيات هي جزء من مجال البروتينات، أو دراسة مجموعات من البروتينات المحفوظة - وهو مجال جديد نسبيا من العلوم يلقي الضوء الذي تشتد الحاجة إليه على تطور البشر الأوائل، وهي مجموعة تشمل البشر وأقرب أقاربنا.

قالت كلير كوينيغ، باحثة ما بعد الدكتوراه في جامعة كوبنهاغن والمؤلفة المشاركة لدراسة نشرت يوم الخميس (29 مايو) في مجلة العلوم، لايف ساينس في رسالة بريد إلكتروني شارك في كتابتها مع المؤلف الرئيسي باليسا مادوبي والمؤلف المشارك يوانيس باترامانيس: 'إن معرفة شجرة العائلة البشرية باستخدام البروتينات هو الهدف'، ولكن في الوقت الحالي 'قدرتنا على التمييز بين الأنواع المختلفة محدودة بالعدد القليل من البروتينات المختلفة الموجودة في المينا'.

على الرغم من أن الحمض النووي قد تم استرداده من الهياكل العظمية القديمة في أفريقيا، إلا أن هذه التقنية لم تعمل حتى الآن إلا على مواد البشر التي يعود تاريخها إلى ما لا يزيد عن 20000 عام - خلال عمر جنسنا، الهومو العاقل - لأن الحمض النووي يتحلل بسرعة في تلك البيئة، للوصول إلى ما يقرب من 6 ملايين عام من تاريخ تطور الهومينين، هناك حاجة إلى تحليل الأنسجة الأصعب والأكثر استقرارا لمينا الأسنان.

في الدراسة الجديدة، استخدم فريق دولي من الباحثين بقيادة مادوب تحليلات البروتيوم القديم لتجاوز حدود الحمض النووي القديم وفهم جينات أربعة هومينين عاشوا منذ حوالي مليوني عام.

وقال كوينيغ: 'علم البروتينات هو بطبيعته تقنية مدمرة، لكننا نحرص بشدة على تقليل التأثير، خاصة عند العمل مع عينات نادرة أو ثمينة'.

ركز الباحثون تحليلهم البروتيني على أربعة أفراد من P. robustus من المحتمل أن يموتوا جميعا في نفس الوقت تقريبا، تمكنوا من تحديد الببتيدات الخاصة ب AMELY، والتي توجد في مينا أسنان الذكور، في شخصين، كان لدى الشخصين الآخرين كثافة AMELX عالية، مما يعني أنهما من المحتمل أن يكونا من الإناث.

يعد تحديد جنس الحفرية بشكل صحيح أمرا مهما في الأنثروبولوجيا القديمة لأن معظم البشر ثنائيي الشكل جنسيا، حيث يكون الذكور، في المتوسط، أكبر من الإناث. لذلك يتوقع الخبراء أن يكون لأي نوع بعض الأفراد الأكبر وبعض الأفراد الأصغر.

لكن مادوب وزملاؤه اكتشفوا نتيجة مفاجئة: كان أحد أفراد P. robustus الذي كان يعتقد أنه أنثى، بناء على حجم الأسنان وشكلها، ذكرا في الواقع، استنادا إلى البيانات البروتينية. كتب الباحثون في الدراسة: 'وبالتالي تشير نتائجنا إلى أن قياسات حجم الأسنان ليست دقيقة بالضرورة للتقدير الصحيح للجنس'.

نظرا لأن الجنس وحده لا يمكن أن يفسر الاختلافات في مظهر P. robustus، فقد حقق الفريق فيما إذا كان التنوع الذي كانوا يرونه يمكن أن يكون نتيجة لمجموعات أو أنواع مختلفة لم يعرفوها، أو نتيجة للتهجين، حيث تداخلت P. robustus في الوقت المناسب مع australopithecines والأعضاء الأوائل من جنس Homo.

وجد الباحثون اثنين من مواقع تسلسل الأحماض الأمينية التي اختلفت بين عينات P. robustus التي فحصوها، والتي كانت مختلفة عن تسلسلات الأحماض الأمينية التي شوهدت في البشر الحاليين، النياندرتال ودينيسوفان، كشف هذا التحليل أن أحد الأفراد - SK-835، الذي لم يتطابق جنسه الجزيئي وجنسه المورفولوجي - كان مرتبطا بالأفراد الثلاثة الآخرين أكثر من ارتباطهم ببعضهم البعض.

وقال كوينيغ: 'سيكون من السابق لأوانه تصنيف SK-835 كعضو في تصنيفات Paranthropus [capensis] المقترحة حديثا'، ولكن لا يزال من الممكن أن يعكس اختلاف الأحماض الأمينية موقعه في نوع مختلف عن البقية.

ومع ذلك، يمكن تفسير ذلك أيضا بالتطور الجزئي في مواقع مختلفة، قالت المؤلفة المشاركة في الدراسة ريبيكا أكرمان، عالمة الأنثروبولوجيا البيولوجية في جامعة كيب تاون، لايف ساينس في رسالة بريد إلكتروني. وقالت: 'نحن بحاجة إلى تحليل المزيد من مواد بارانثروبوس من مواقع مختلفة للحصول على تعامل أفضل مع الاختلاف داخل جنوب أفريقيا بارانثروبوس'.

قال أكرمان إنه نظرا لأن بروتيوم المينا أصغر بكثير - ويوفر معلومات أقل - من الجينوم الكامل، فإن إعادة بناء الأقارب البشريين الأحفوريين يجب تفسيرها بحذر.

يتوقع كوينيغ أن تكون المزيد من التطورات المنهجية مفيدة، بما في ذلك الطرق الأقل توغلا مثل النقش الحمضي لإزالة طبقة رقيقة للغاية من مينا الأسنان، وتطوير أدوات تسلسل البروتين بشكل أسرع وأكثر حساسية.

وقال كوينيغ: 'يبقى أن نرى، على سبيل المثال، ما إذا كان بإمكاننا التمييز الجزيئي بين aParanthropus robustus عن anAustralopithecus africanus'، 'لأن هذه الأنواع مرتبطة ارتباطا وثيقا وبالتالي ستبدو بروتيناتها متشابهة جدا'.

المصدر: livescience.