Proteínas recuperadas dos dentes de hominídeos africanos há 2 milhões de anos

Dois milhões de anos atrás, um pequeno e robusto hominídeo chamado Paranthropus robustus viveu no que hoje é a África do Sul. Embora conseguisse andar ereto, ele subia em árvores e usava seus dentes grandes para se alimentar de raízes, nozes, tubérculos e talvez alguns insetos. Considerado um ramo lateral da nossa árvore evolutiva, ele coexistiu com as primeiras espécies de Homo e possivelmente interagiu com elas.

Restos de mais de cem indivíduos dessa espécie extinta foram encontrados na Caverna Swartkrans, no que é conhecido como o Berço da Humanidade. Agora, uma equipe internacional de pesquisadores com a participação do Instituto de Biologia Evolutiva (IBE), um centro conjunto do CSIC e da Universidade Pompeu Fabra (UPF), conseguiu obter proteínas do esmalte dentário de quatro desses Paranthropus usando técnicas de espectrometria de massas de ponta. Esta é a informação molecular mais antiga da nossa linhagem.

A descoberta, publicada quinta-feira na revista Science, demonstra a possibilidade de extrair informações biológicas de fósseis de hominídeos africanos com milhões de anos, que são antigos demais para preservar DNA. Também foi possível determinar o sexo biológico dos espécimes — dois machos e duas fêmeas — e, pela primeira vez, observar a variabilidade genética em fósseis daquele período.

"É uma conquista técnica da mais alta ordem. Quando eu estava cursando a graduação, nunca imaginei algo assim. Estamos no início de uma técnica revolucionária", diz Tomàs Marqués Bonet, pesquisador principal do IBE e professor de genética da UPF, que participou do estudo. "O DNA é uma molécula instável e se degrada rapidamente. Você pode encontrá-lo em um mamute congelado no permafrost siberiano por um milhão de anos, mas em territórios africanos ele não remonta a mais de 20.000 anos. No entanto, onde o DNA não chega, as proteínas chegam", explica.

Em 2019, Marqués e sua equipe conseguiram recuperar proteínas de um fóssil de Gigantopithecus blacki , um enorme macaco com mais de três metros de altura e pesando até 600 quilos que viveu há 1,7 milhão de anos no Sudeste Asiático. A conquista ligou o gigante aos orangotangos modernos, mas os pesquisadores esperavam aplicar a técnica a um dos nossos, a linhagem humana. Um dos seus membros mais misteriosos era, justamente, o Paranthropus, muito mais robusto que o gracioso Homo. "Há muita discussão sobre o papel que eles desempenham em nossa evolução como espécie", observa ele.

Todos os quatro espécimes foram encontrados em sedimentos consolidados em cavernas, o que pode ter contribuído para a preservação de proteínas dentro dos dentes fósseis. Entretanto, o tempo também afeta as proteínas, tornando os peptídeos cada vez mais curtos, o que pode impedir sua detecção pela espectrometria de massa. Assim, os pesquisadores conseguiram recuperar "um pequeno grupo de proteínas".

A análise deles revelou diversas descobertas importantes. Ao detectar variantes específicas de uma proteína chamada amelogenina, a equipe conseguiu identificar o sexo biológico dos espécimes. O cromossomo Y revelou facilmente os dois machos; e sua ausência, para as duas fêmeas. "Sexar fósseis de forma confiável e sistemática é muito útil ao estudar grupos humanos, por exemplo, para entender seu dimorfismo sexual (as diferenças entre machos e fêmeas) e como eles eram organizados", diz Marqués-Bonet.

Os pesquisadores esperavam encontrar muitas diferenças com os humanos modernos para entender quando eles divergiram do nosso caminho evolutivo e o que os tornou diferentes, mas as proteínas que eles encontraram acabaram sendo virtualmente idênticas às de qualquer humano moderno. Como resultado, esses espécimes parecem estar mais intimamente relacionados à linhagem Homo (incluindo nós mesmos e nossos primos genéticos, os neandertais e os denisovanos) do que a qualquer outra espécie viva, embora permaneçam ligeiramente distintos. "O fato de serem tão semelhantes mostra as limitações da técnica, mas é o primeiro passo para melhorar e recuperar mais proteínas", diz Marqués-Bonet.

No entanto, a equipe descobriu que a mutação encontrada em uma das proteínas, a polishina, variou entre os quatro indivíduos, o que implica variabilidade molecular populacional. Os resultados indicam que essas populações podem ser mais diversas do que se pensava anteriormente e, portanto, reforçam futuros projetos de análise populacional para fósseis cada vez mais antigos.