Los estudios sobre proteínas antiguas permiten reconstruir la historia evolutiva de rinocerontes extintos

Las huellas químicas de los seres vivos pueden perdurar mucho más de lo que la ciencia había anticipado. Tal como lo demostró un reciente avance publicado en Nature, donde dos equipos de investigación identificaron secuencias proteicas en dientes fósiles de mamíferos extintos de hasta 23 millones de años de antigüedad.

Los resultados de estos laboratorios, que integran paleontología y tecnología molecular, están remodelando el árbol evolutivo de los rinocerontes y abriendo nuevas vías para explorar la historia de otras especies, incluso las tan enigmáticas como los dinosaurios. Este desarrollo amplía sensiblemente el alcance de las reconstrucciones evolutivas.

Hasta hace poco, acceder a información genética de especies extintas dependía de fragmentos de ADN preservados en frío y oscuridad durante unos pocos miles de años. Esa fragilidad del ADN había marcado una frontera para la biología evolutiva.

De acuerdo con lo compartido por la revista científica, los casos más antiguos de secuenciación de ADN provenían de huesos de mamut de un millón de años y de sedimentos árticos de dos millones, aun lejos de las grandes etapas de la megafauna.

Frente a los escenarios adversos surgió la paleoproteómica, disciplina dedicada al análisis de proteínas antiguas. A diferencia del ADN, ciertas proteínas —cadenas de aminoácidos codificadas por el genoma— son notablemente más duraderas. Esta resistencia permitió explorar mucho más allá de los límites conocidos por la ciencia.

De acuerdo con Nature, investigaciones más cercanas como la liderada por Enrico Cappellini, bioquímico de la Universidad de Copenhague, lograron recabar secuencias informativas de colágeno de un camélido ártico de 3,5 millones de años. Aunque, el verdadero avance surgió al recuperar cadenas más extensas y detalladas de proteínas, especialmente de ambientes extremos.

Matthew Collins, experto en paleoproteómica de las universidades de Cambridge y Copenhague, señaló: “Se abre todo un nuevo conjunto de preguntas que los paleontólogos nunca pensaron que se podrían abordar”.

El progreso tecnológico clave radica en la capacidad de estudiar proteínas conservadas en el esmalte dental, una capa mineralizada de alta resistencia. Mientras el ADN se degrada con rapidez, algunos aminoácidos pueden permanecer atrapados en la matriz mineral del diente, resguardados de agentes externos.

Gracias a la combinación de espectrometría de masas y técnicas de extracción mejoradas, es posible reconstruir secuencias proteicas que funcionan como auténticas huellas de identidad evolutiva. Este enfoque está llenando vacíos donde la información genética era inaccesible, facilitando la reconstrucción de linajes y relaciones biológicas desconocidas.

Con respecto a estos métodos, Nature destacó que la preservación dental y las mejoras del análisis molecular superaron el anterior límite biológico, establecido en los 3,5 millones de años.

El primer gran salto se logró con el trabajo dirigido por Enrico Cappellini, quien junto a su equipo extrajo proteínas del esmalte de un fósil de rinoceronte hallado en 1986 en una isla del Ártico canadiense. El diente pertenecía a la especie extinta Epiaceratherium itjilik, descrita en un preprint de 2024.

Utilizando espectrometría de masas, identificaron fragmentos de 7 proteínas de esmalte y al menos 251 aminoácidos. Esta información permitió reconstruir y comparar el árbol genealógico de los rinocerontes, integrando datos de especies actuales y parientes de la Edad de Hielo.

El hallazgo modificó ideas previas: la muestra de Epiaceratherium se situó en una rama mucho más primitiva del linaje de los rinocerontes, separada del tronco principal entre 41 y 25 millones de años atrás. Ryan Paterson, paleontólogo biomolecular de la Universidad de Copenhague y coautor, expresó: “Realmente cambia la forma en que debemos pensar la evolución de los rinocerontes”.

Por medio de este descubrimiento se demostró que el clima extremo del Ártico, con bajas temperaturas medias, es especialmente favorable para la conservación de proteínas antiguas, permitiendo profundizar en la historia de los grandes mamíferos.

No obstante, la conservación molecular no se limita a climas polares. Otra investigación, también recogida por Nature, ubicó el escenario en la Cuenca de Turkana (Kenia), una de las zonas más cálidas de la Tierra, donde las temperaturas pueden llegar a los 70°C.

A pesar de ello, Daniel Green, geoquímico de Harvard, y Timothy Cleland, físico del Smithsonian, lograron secuenciar proteínas de esmalte en fósiles de hasta 18 millones de años. Estos restos correspondían a antepasados extintos de rinocerontes, elefantes, hipopótamos y otros mamíferos, y las secuencias encontradas coincidieron con las clasificaciones anatómicas tradicionales.

Este logro desmiente la idea de que solo ambientes gélidos o áridos permiten la conservación de biomoléculas antiguas. Cleland subrayó: “Demostrar que podemos retroceder hasta 18 millones de años en un entorno tan cálido y agresivo abre el mundo entero para la paleoproteómica”.

La expectativa radica en esclarecer relaciones evolutivas, así como en la posibilidad de identificar el sexo biológico mediante proteínas presentes solo en animales con cromosoma “Y”, o investigar la dieta a través de isótopos de nitrógeno en aminoácidos. “¿Qué se puede hacer con esto? Todo. Es increíble”, resumió el especialista Collins.

De esta forma, el análisis de proteínas antiguas impulsa la reconstrucción de linajes extintos y expande los límites de lo explorable sobre el pasado remoto de la vida en la Tierra. MIentras la ciencia paleoproteómica indica que aún hay páginas por descubrir en la historia evolutiva.