Teadlased on pidanud maamunalt ammu kadunud liikide evolutsioonilise mineviku uurimisel toetuma seni eeskätt fossiilide kujule ja struktuurile. Viimastel aastakümnetel on lisandunud sellele vana-DNA analüüs, mis on andnud väärtuslikku teavet muuhulgas liikide sugulussuhete ja asurkondade suuruse kohta.

Pärilikkusaine molekulid on aga haprad ja lagunevad ka ideaalilähedastel tingimustel tavaliselt umbes miljoni aastaga. Seetõttu on teadlaste tähelepanu koondunud üha enam valkudele, mis on DNA-st vastupidavamad ja võivad säilida miljoneid aastaid kauem. Näiteks on eri töörühmad suutnud eraldada valgujärjestusi Tansaaniast leitud 3,8 miljoni aasta vanustest jaanalinnu munakoortest ja kollageeni Kanada Kõrg-Arktikast leitud väljasurnud kaamelite 3,7 miljoni aasta vanustest fossiilidest.

Üks suurim väljakutse on veenvalt näidata, et leitud valgud pärinevad tõesti iidsest fossiilist ja pole saastunud nooremate valgumolekulidega. Sinna juurde toimuvad miljonite aastate jooksul valkudes keemilised muutused, mis muudab nende esialgse järjestuse määramise keeruliseks.

Kanada ninasarvik

Esimeses nüüd ilmunud uuringus keskendus Kopenhaageni ülikooli teadlase Enrico Cappellini juhitud töörühm Kanada Kõrg-Arktikas asuvast Haughtoni kraatrist leitud ninasarviku hambafossiilile. Fossiili ümbritsenud setete vanuseks on varem hinnatud 21–24 miljonit aastat. Piirkonna külmad ja kuivad tingimused on valkude säilimise mõttes erakordselt soodsad. Lisaks pakkus hambaemail oma tiheda ja kaitsva struktuuriga valkudele lagunemise eest pikaajalist kaitset. Sellegipoolest tuli sadade peptiidijärjestuste leidmine teadlasrühmale üllatusena.

Kokku suutis Cappellini oma kolleegidega tuvastada seitset erinevat tüüpi valku, mis olid kõik iseloomulikud hambaemailile. Kuigi neil ei õnnestunud eraldada ühegi valgu täispikka järjestust, õnnestus neil eraldatud molekulide põhjal saada infot vähemalt 251 aminohappe pikkuse kohta. Analüüs kinnitas, et tegemist on iidsete, mitte hilisema saastega. Saavutuse tuules võiksid töörühma hinnangul teisedki teadlased proovida eraldada valke selleks liiga iidsena paistnud luudest.

Leitud valke täpsemalt uurides suutsid teadlaste täpsustada väljasurnud ninasarviku asukohta evolutsioonipuul. Selgus, et liik lahknes teistest ninasarviklastest umbes 25–41 miljoni aasta eest, kuuludes seega harru, mis eraldus enne tänapäevaste ninasarvikute peamiste alamperekondade teket. Viimane muudab Cappellini töörühma hinnangul laiemalt seda, mida ninasarvikute evolutsiooni kohta seni teati.

Ida-Aafrika eripärad

Teine uuring keskendus samuti iidsetele hambaemaili valkudele. Seekord võttis aga rahvusvaheline töörühm eesotsas Timothy Clelandiga Smithsoniani instituudist luubi alla Ida-Aafrika riftiorust Keeniast leitud fossiilid, mille vanus küündib 18 miljoni aastani.

Erinevalt Arktikast on Turkana valglal olnud kliima miljoneid aastaid võrdlemisi soe, mistõttu lagunevad seal ka biomolekulid kiiremini. Töörühm eraldas endas sõnul valgujäänuseid mitmete väljasurnud loomade, sealhulgas ninasarvikute ja elevantide eellaste hammastest.

Leid on aga tekitanud teadlaskonnas ka juba vastakaid arvamusi. Mitmed valdkonna eksperdid kahtlevad, kas Aafrika kuumas kliimas oli valkude nii pikaajaline säilimine tõesti võimalik. Kriitika keskmes on andmete analüüsimiseks kasutatud meetod, andmetest sõltumatu analüüs (DIA). Kriitikute sõnul peab seda rakendades tegema iidsete valkude lagunemisprotsesside kohta liiga palju eeldusi, mis muudab tulemused potentsiaalselt ebausaldusväärseks.

Cleland kaitses aga oma meeskonna meetodivalikut, väites, et see aitab leida peptiide, mis mattuksid muidu saasteainete, näiteks keratiini alla. Ta lisas, et meeskond kontrollis oma tulemusi, kasutades 1,5 miljoni aasta vanuse proovi peal ka teist, laiemalt tunnustatud meetodit ja sai sama tulemuse. Skeptikute sõnul pole see siiski piisav, et nende kahtlusi hajutada. Seeläbi on oodata vaidluste jätkumist.

Vastuoludele vaatamata näevad teadlased valgu-uuringutel suurt potentsiaali. Lisaks põlvnemissuhete välja selgitamisele võib iidsetest valkudest saada teavet ka isendi bioloogilise soo ja tema koha kohta toiduahelas.

Kõige suurem küsimus on, kui kaugele ajas on võimalik valkude abil tagasi minna. Cappellini hinnangul võivad valgud Arktika-sarnastes tingimustes säilida 40–50 miljonit aastat. Meetodite arenedes võiks olla võimalik eraldada valke aga isegi kuni 80 miljoni aasta vanustest säilmetest. See avaks teoreetilise võimaluse uurida ka dinosauruste valke.

Uuringud ilmusid ajakirjas Nature (1; 2).