研究人员报告了他们认为的迄今最古老的蛋白质序列——两个研究团队分析了犀牛和其他大型哺乳动物已灭绝近亲的分子，将遗传化石记录追溯到2000多万年前。

随着迄今最古老蛋白质的测序，犀牛的进化关系变得更加清晰。图片来源：Tony Karumba/AFP via Getty

7月9日发表于《自然》的这两项研究表明，蛋白质的保存时间比研究人员原本认为的更长。这增加了从更古老的动物甚至恐龙身上收集有关进化关系、生物性别和饮食的分子信息的可能性。

“你只是打开了一整套古生物学家从未想过能触及的全新题集。”英国剑桥大学和丹麦哥本哈根大学的古蛋白质学专家Matthew Collins说。

从数千年前的遗骸中提取DNA的能力已经彻底改变了生物学，揭示了此前未知的人类群体，如丹尼索瓦人，并重写了人类和其他动物的种群历史。最古老的已测序DNA来自100万年前的猛犸象骨骼和200万年前的北极沉积物。

蛋白质——由基因组编码的生物构建块——比DNA更坚韧，可以提高研究人员利用分子深入了解古代物种的能力。但能向过去追溯多远是有争议的。2007年和2009年，研究人员分别描述了从6800万年和8000万年前的恐龙化石中发现的蛋白质碎片，但许多科学家对此表示怀疑。

丹麦哥本哈根大学的生物化学家Enrico Cappellini表示，2017年的一项重新验证2009年研究结论的工作更具说服力。然而，它只获得了有限的序列——描述蛋白质组成的氨基酸列表，只能提供关于进化关系的初步信息。他和同事认为，目前最古老且具有进化信息的蛋白质是从加拿大北极圈350万年前的骆驼近亲中提取的胶原蛋白。

为了进一步突破这一极限，在最新的一项研究中， Cappellini团队从2300万年前的犀牛近亲的牙釉质——牙齿的矿化外层中提取了蛋白质。这块化石于1986年在加拿大北极地区的一个岛屿上被发现，并保存在加拿大渥太华的一个博物馆中。2024年一项公布于预印本平台的研究将其归于一种新的已灭绝犀牛物种，名为Epiaceratherium itjilik。

研究人员使用质谱法——通过检测蛋白质片段的重量，从而推断其组成，鉴定了7种牙釉质蛋白质的部分序列，至少包含251个氨基酸。将这些序列与来自现存犀牛及其两个冰河时代近亲的基因组数据相结合的进化树，揭示了一个惊喜。Epiaceratherium样本属于犀牛家族树的一个分支，这个分支比其他任何分支都要更早分离——大约在4100万到2500万年前，而之前的研究将这个群体归于现代犀牛。

“这确实改变了我们思考犀牛进化的方式。”共同领导这项研究的哥本哈根大学生物分子古生物学家Ryan Paterson说。

蛋白质在高温下会降解。Paterson和同事分析的犀牛样本来自一个极地沙漠，那里的平均气温远低于冰点，“是蛋白质保存的完美之地”。而肯尼亚图尔卡纳盆地的气候可能是最恶劣的，然而，它却是1800年前古老化石的来源。在另一项研究中，研究团队测序了来自该地区化石中的牙釉质蛋白。该地区地表温度可达70摄氏度。这项研究的共同负责人、美国哈佛大学的地球化学家Daniel Green表示，气候记录表明图尔卡纳盆地“长期以来一直是世界上最炎热的地方之一”。

肯尼亚的牙釉质蛋白质序列结果——来自犀牛、大象、河马和其他生物的灭绝近亲——与古生物学家根据化石骨骼解剖学作出的分类一致。但Green希望，未来对图尔卡纳盆地古蛋白质的研究能够揭开一些进化之谜，比如河马的起源。他和同事还希望能够从此处发现的早期人类遗骸中提取古蛋白质。

这项研究的共同负责人、美国史密森尼博物馆科学保护研究所的物理科学家Timothy Cleland对从恐龙牙齿中提取蛋白质特别感兴趣，但他表示，这将是一个挑战，因为它们的牙釉质特别薄。

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的古生物学家邓涛说，这两项研究是一项重大的技术成就。但随着研究人员试图进一步追溯更古老的蛋白质，他希望研究结果能够为生命历史提供有意义的洞察，“而不仅仅是对最古老记录的竞争性追求”。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09231-4

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09040-9