蛋白质证据揭示了粗壮傍人隐藏的变化。该物种可能比人们曾经认为的更为复杂。
近一百年来，研究人员一直在研究一种令人困惑的化石，这种化石属于早期人类的一个遥远且异常强壮的亲戚——粗壮傍人（Paranthropus robustus）。这种直立行走的物种适应了强有力的咀嚼方式，拥有宽大的下颚以及覆盖着厚实珐琅质的超大牙齿。证据表明，该物种大约生活在225万至170万年前。
如今，人类谱系中包含了数百万年前存在的各种各样的远古亲缘物种和祖先。南非的化石证据涵盖了早期古人类，如南方古猿普罗米修斯、非洲南方古猿（包括汤恩幼儿）、南方古猿塞迪巴和粗壮南方古猿，以及人属早期成员（如直立人/能人、智人），以及后来的古人类，如纳莱迪人和现代智人。
关于粗壮南猿的未解之谜
化石证据表明，这些早期人类的祖先可追溯至367万年前的南方古猿非洲种。这些遗骸也标志着关键的进化里程碑，如转变为双足行走、开始使用工具以及脑容量的增长。最终，大约15.3万年前，现代人类（智人）出现在南非。
1938 年，人们在南非首次发掘出南方古猿粗壮种的化石，但许多根本性的问题依然存在。该物种内部存在多少变异？体型差异是性二型的结果，还是表明存在多个物种？粗壮南方古猿与其他人科动物以及人属早期成员有何关联？其遗传特征有何独特之处？
我们仍未获得确切答案。我们的团队由非洲和欧洲从事分子科学、化学以及古人类学的研究人员组成，我们试图解答这些问题，但古代DNA分析并非可行之选。古代DNA虽然改变了对尼安德特人和丹尼索瓦人等晚期智人的研究，但其分子结构脆弱，在非洲温暖的气候中会迅速恶化。
幸运的是，某些蛋白质可以存活数百万年，因为它们附着在牙齿和骨骼上，即使在高温下也能保持稳定。其中一种蛋白质可以确定化石标本的生物性别。利用这种方法，我们发现其中两个个体是雄性，另两个是雌性。
这些结果为人类进化提供了一个新的视角，可能会改变科学家对早期祖先多样性的解读。它们还提供了从非洲获得的一些最古老的人类基因数据，为深入理解个体之间的关系铺平了道路，并提高了确定这些化石是否代表不同物种的可能性。
有多种南方古猿吗？
对蛋白质序列的分析揭示了这些化石之间虽然细微但可能十分重要的遗传差异。其中一个尤为显著的变异出现在负责产生釉原蛋白的基因上，釉原蛋白是构成牙釉质的关键蛋白质。其中两个个体的体内含有一种在现代人、早期人类、黑猩猩和大猩猩体内发现的氨基酸。另外两个个体则含有一种迄今为止仅在傍人属（Paranthropus）中发现过的氨基酸（在非洲大猩猩中）。
更令人震惊的是，其中一个个体同时携带这两种氨基酸，这是有记录以来首个发现于200万年前蛋白质中的杂合子（一种基因存在两个不同版本）案例。
在蛋白质研究中，某些突变通常被视为不同物种的指征。最初，我们认为这种氨基酸差异是南方古猿粗壮种所独有的。然而，我们发现这种变异发生在该族群内部——一些个体具有这种变异，而其他个体则没有。这标志着人们首次在古代蛋白质中记录了蛋白质突变，因为此类发现通常是通过古代DNA鉴定出来的。
这些结果表明，表面上看起来是一个单一的、可变的物种，实际上可能代表了一种更为复杂的进化模式，其中涉及具有不同祖先的个体。通过将形态学分析（对生物体形态和结构的研究）与古代蛋白质研究相结合，我们可以更准确地了解这些早期人类祖先之间的进化关系。
然而，要证实粗壮南方古猿的化石有不同的祖先，我们需要从其更多牙齿上采集牙釉质蛋白样本。为此，我们计划从南非其他已发现粗壮南方古猿化石的遗址中，持续采集更多粗壮南方古猿的样本。
保护非洲的化石遗产
我们的团队在平衡科学创新与保护不可替代的遗产需求方面慎之又慎。我们仅最少量地采集了化石样本，所有工作均遵循南非的法规。我们还让当地实验室参与了分析工作。许多作者都来自非洲大陆。他们在项目早期阶段对指导研究议程和方法发挥了重要作用。
在非洲对非洲化石进行此类高端科学研究是古生物学转型和非殖民化的重要一步。它增强了当地的能力，并确保这些发现能够为化石出土地带来益处。
通过将分子数据和形态学数据相结合，本研究为未来的研究提供了蓝图，或许能够阐明早期人类祖先的多样性程度是否高于或低于我们所知。
现在，南方古猿的谜团变得更加复杂，也变得更加引人入胜。随着古蛋白质组学技术的改进，以及更多化石的分析，我们可以期待从我们的远古祖先那里得到更多惊喜。
参考文献：帕莱萨·P·马杜佩、克莱尔·科尼格、伊奥尼斯·帕特拉曼尼斯、帕特里克·L·吕特、诺马韦图·赫拉佐、梅根·麦基、米里亚姆·塔万、约翰娜·克鲁格、阿尔贝托·J·陶罗齐、高德里·特罗谢、乔布·基比、罗宾·皮克林、马克·R·迪金森、约纳坦·萨勒、迪普奥·科格特伦、查尔斯·穆西巴、弗雷德里克·曼提、利亚姆·贝尔、米歇尔·杜普莱西斯、凯瑟琳·吉尔伯特、伯恩哈德·齐普费尔、卢卡斯·F·K·库德纳、埃丝特·利扎诺、弗里多·韦尔克、佩拉吉亚·基里亚基杜、于尔根·考克斯、凯瑟琳·莫勒罗、卡罗琳·托卡尔斯基、乔纳森·布莱克本、哈兹敏·拉莫斯-马德里加尔、托马斯·马奎斯-博内、柯丝蒂·彭克曼、克莱芒·扎诺利、劳伦·施罗德、费尔南多·拉西莫、耶斯佩·V·奥尔森、丽贝卡·R·阿克曼和恩里科·卡佩利尼，《珐琅质蛋白揭示南非南方古猿的生物性别和遗传变异性》，2025年5月29日，《科学》杂志。数字对象唯一标识符：10.1126/science.adt9539
本研究项目由欧盟“地平线2020”研究与创新计划下的玛丽·居里（Marie Skłodowska-Curie）培训网络“PUSHH”、欧洲研究理事会（ERC）高级研究资助项目“BACKWARD”以及欧盟“地平线欧洲”计划下的ERC概念验证资助项目提供资金支持。诺和诺德基金会蛋白质研究中心的工作部分得到了诺和诺德基金会的捐赠资助。
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