Due studi pubblicati recentemente su Nature hanno spinto i confini della paleoproteomica ben oltre quanto si pensasse possibile, rivelando che le proteine possono sopravvivere per almeno 18-24 milioni di anni. I ricercatori sono riusciti a recuperare sequenze proteiche da parenti fossili dei rinoceronti e di altri grandi mammiferi, offrendo nuove prospettive sull’evoluzione dei vertebrati e sulle dinamiche di diversificazione dei mammiferi nel Cenozoico. Tradizionalmente, la ricostruzione della storia evolutiva si è basata su osservazioni morfologiche o, più recentemente, sull’antico DNA (aDNA). Tuttavia, l’aDNA raramente sopravvive oltre 1 milione di anni a causa della sua fragilità e delle condizioni ambientali avverse. Le nuove ricerche guidate da Ryan Paterson e Daniel Green dimostrano che le proteine, in particolare quelle intrappolate nello smalto dentale, possono resistere a scale temporali dieci volte superiori a quelle dell’aDNA, fino a 21-24 milioni di anni.
La scoperta nelle regioni più estreme della Terra
Paterson e colleghi hanno analizzato un fossile di rinoceronte (Epiaceratherium sp.) ritrovato nel Cratere di Haughton, nell’Alto Artico canadese. Grazie alle condizioni di freddo polare e alla durezza dello smalto dentale, sono riusciti a identificare sette proteine dello smalto e oltre 1.000 peptidi. Le analisi hanno mostrato segni inequivocabili di modificazioni chimiche legate al tempo, confermando l’autenticità delle sequenze.
Parallelamente, Green, Cleland e Uno hanno estratto frammenti proteici da fossili rinvenuti nella caldissima regione del Bacino del Turkana, in Kenya. Questi fossili, risalenti fino a 18 milioni di anni fa, appartenevano a rinocerontidi e proboscidati. Nonostante le condizioni ambientali sfavorevoli, i ricercatori hanno recuperato proteine come enamelin, ameloblastin e MMP20, dimostrando che persino in ambienti tropicali caldi è possibile la conservazione proteica.
Implicazioni per la storia evolutiva dei rinoceronti e altri mammiferi
Lo studio dell’esemplare artico ha permesso di ridefinire l’albero genealogico dei rinoceronti. Il team ha stabilito che il rinoceronte del Miocene artico si è separato da altri rinocerontidi durante il Medio Eocene–Oligocene (41–25 milioni di anni fa), suggerendo una datazione più recente per la divergenza tra Elasmotheriinae e Rhinocerotinae rispetto alle stime precedenti. Nel Bacino del Turkana, le sequenze proteiche hanno offerto nuovi spunti sulla biodiversità dei grandi mammiferi africani, inclusi ippopotami e antenati degli elefanti. Il recupero di queste proteine in uno degli ambienti più caldi della Terra è particolarmente significativo e suggerisce che altre scoperte simili potrebbero emergere da siti tropicali.
Perché proprio lo smalto dentale?
Lo smalto è il tessuto più duro del corpo dei vertebrati, costituito da una matrice mineralizzata che isola e protegge le proteine al suo interno. Questo “scudo” naturale rallenta la degradazione chimica e rende lo smalto una riserva privilegiata per biomolecole antiche.
Verso una nuova era per la paleontologia molecolare
Queste scoperte segnano un punto di svolta per la paleoproteomica. Non solo permettono di analizzare fossili troppo antichi per contenere aDNA, ma aprono anche la strada a nuovi studi sui processi di degradazione proteica e sulla possibilità di scoprire “lagerstätten paleomolecolari” – siti con una conservazione eccezionale di biomolecole. “Questa ricerca è un vero cambio di paradigma: ora possiamo ascoltare le ‘eco molecolari’ della vita antica, offrendo una nuova dimensione alla storia evolutiva”, afferma Enrico Cappellini, coautore dello studio.