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350萬年前古人類性別揭密:古蛋白質技術的突破

隨著古人類學家發現越來越多的古代人類化石,他們也觀察到個體之間存在著巨大的差異,即使是同一物種也不例外。這意味著,我們的遠古親戚與我們並沒有太大的不同。然而,對於這些古老的化石標本來說,觀察變異是一回事,找出變異背後的原因則是另一回事。雖然科學家可以相對容易地提取和研究現存物種的DNA,但對於化石來說卻並非如此,因為生物分子會隨著時間降解,這使得研究變得相當棘手。

這時,古蛋白質學(palaeoproteomics)——研究化石中蛋白質的學科——便應運而生。與DNA相比,蛋白質更能經受時間的考驗,並且能為科學家提供大量關於個體的資訊。理論上,古蛋白質學可以幫助我們瞭解變異背後的原因,包括性別二型性(sexual dimorphism)。在進行了一些可行性研究後,一支研究團隊成功地利用這項技術,從南非斯特克方丹洞穴發現的南方古猿(Australopithecus africanus)標本的牙釉質中提取並分析了多肽(peptides),這些多肽是蛋白質的基本組成部分。

在團隊提取的118種多肽中,有一些是牙釉質形成相關蛋白質——釉原蛋白(amelogenin)所特有的。這種蛋白質的基因有兩種版本:AMELX和AMELY,分別位於X和Y性染色體上。它們會產生略微不同的蛋白質形式,因此可以用來判斷個體是否具有Y染色體,從而推斷其性別。在這項研究中,研究人員發現了4種AMELX特有的多肽和3種AMELY特有的多肽,因此他們高度自信地得出結論:這具南方古猿標本為雄性。

雖然古蛋白質學之前曾被用於確定先驅人(Homo antecessor)標本的性別,但這具距今250萬至350萬年的南方古猿標本,被認為是迄今為止成功應用這項技術的最古老古人類。研究人員希望,他們的發現能夠展示古蛋白質學在古人類學領域的潛力。他們在論文中寫道:「儘管古蛋白質學仍處於起步階段,在解讀結果時需要謹慎,但它仍有能力回答古人類學中關於性別二型性、變異和系統發育的一些最基本問題。古蛋白質學研究正處於重大發現的邊緣。」

這項研究發表於《南非科學雜誌》(South African Journal of Science)。