News Item
Scientists have successfully extracted the first molecular sequences (proteins) from Homo erectus fossils in China using a non-destructive acid etching technique, revealing new insights into human evolution and possible interbreeding with Denisovans.
Background
Historically, human evolution was viewed as a linear progression. However, radiometric dating and genomic studies revealed that multiple human species coexisted. While the genomes of Neanderthals and Denisovans were mapped in 2010 and 2012 respectively, extracting DNA from older species like Homo erectus remained impossible due to severe DNA degradation over millennia.
Prelims Facts
- The recent study extracted proteins from the enamel of 4,00,000-year-old Homo erectus teeth found in China.
- Researchers analyzed proteins instead of DNA because DNA degrades rapidly after death due to enzymes, microbes, water, and solar radiation. Ancient DNA survives only in rare, freezing environments like permafrost.
- Acid etching was utilized to bypass the need to grind and destroy the fossil, overcoming museum preservation challenges.
- Tooth enamel, being a highly mineralized tissue, is exceptionally capable of trapping and protecting proteins for hundreds of thousands of years.
- The extracted proteins showed a unique variant never seen in the genus Homo, alongside another variant present in Denisovans, indicating possible interbreeding in East Asia.
- The Human Genome Project published the first high-quality sequence of the modern human genome in 2003.
Mains Focus & Analysis
- This breakthrough in palaeoproteomics (studying ancient proteins) overcomes the severe limitations of ancient DNA extraction. It opens new pathways to understand the complex, non-linear evolutionary tree of ancient hominins and proves that modern humans carry the genetic legacy of multiple interconnected, extinct species.
GS Mapping
GS3: Science and Technology
Quick Check · 1 question
Explanation: Statement 1 is incorrect: Radiometric dating and modern genetic studies revealed that human evolution was not strictly linear; multiple human species coexisted on earth at various points and interbred. Statement 2 is correct: Scientists sequenced the genome of Denisovans in 2012, finding that some present-day populations, particularly in Oceania and parts of Southeast Asia, have 3-6% Denisovan DNA. Statement 3 is correct: Acid etching exposes tooth enamel to a dilute acid solution to dissolve microscopic amounts, releasing trapped proteins without destroying the entire fossil.
समाचार
वैज्ञानिकों ने चीन में होमो इरेक्टस (Homo erectus) जीवाश्मों से गैर-विनाशकारी एसिड एच्ड (acid etching) तकनीक का उपयोग करके पहले आणविक अनुक्रम (प्रोटीन) को सफलतापूर्वक निकाला है, जो मानव विकास और डेनिसोवन्स (Denisovans) के साथ संभावित इंटरब्रीडिंग (interbreeding) के बारे में नई अंतर्दृष्टि (insights) प्रकट करता है।
पृष्ठभूमि
ऐतिहासिक रूप से, मानव विकास को एक रैखिक (linear) प्रगति के रूप में देखा जाता था। हालाँकि, रेडियोमेट्रिक डेटिंग (radiometric dating) और जीनोमिक (genomic) अध्ययनों से पता चला कि कई मानव प्रजातियाँ एक साथ मौजूद थीं। जबकि निएंडरथल (Neanderthals) और डेनिसोवन्स (Denisovans) के जीनोम क्रमशः 2010 और 2012 में मैप किए गए थे, सहस्राब्दियों (millennia) में डीएनए (DNA) के गंभीर क्षरण के कारण होमो इरेक्टस जैसी पुरानी प्रजातियों से डीएनए निकालना असंभव बना हुआ था।
प्रारंभिक परीक्षा तथ्य
- हालिया अध्ययन में चीन में पाए गए 4,00,000 साल पुराने होमो इरेक्टस दांतों के इनेमल (enamel) से प्रोटीन निकाला गया।
- शोधकर्ताओं ने डीएनए के बजाय प्रोटीन का विश्लेषण किया क्योंकि मृत्यु के बाद एंजाइम, रोगाणुओं, पानी और सौर विकिरण के कारण डीएनए तेजी से नष्ट हो जाता है। प्राचीन डीएनए केवल पर्माफ्रॉस्ट (permafrost) जैसे दुर्लभ, ठंडे वातावरण में ही जीवित रहता है।
- संग्रहालय संरक्षण चुनौतियों पर काबू पाते हुए, जीवाश्म को पीसने और नष्ट करने की आवश्यकता से बचने के लिए एसिड एच्ड (acid etching) का उपयोग किया गया।
- दांत का इनेमल, एक अत्यधिक खनिजयुक्त ऊतक (mineralized tissue) होने के कारण, लाखों वर्षों तक प्रोटीन को फंसाने और उसकी रक्षा करने में असाधारण रूप से सक्षम है।
- निकाले गए प्रोटीन ने होमो (Homo) जीनस (genus) में पहले कभी नहीं देखा गया एक अनूठा संस्करण दिखाया, साथ ही डेनिसोवन्स में मौजूद एक अन्य संस्करण भी दिखाया, जो पूर्वी एशिया में संभावित इंटरब्रीडिंग (interbreeding) का संकेत देता है।
- ह्यूमन जीनोम प्रोजेक्ट (Human Genome Project) ने 2003 में आधुनिक मानव जीनोम का पहला उच्च-गुणवत्ता वाला अनुक्रम प्रकाशित किया था।
मुख्य परीक्षा दृष्टिकोण (विश्लेषण)
- पेलियोप्रोटिओमिक्स (palaeoproteomics - प्राचीन प्रोटीन का अध्ययन) में यह सफलता प्राचीन डीएनए निष्कर्षण की गंभीर सीमाओं को दूर करती है। यह प्राचीन होमिनिन के जटिल, गैर-रैखिक विकासवादी वृक्ष को समझने के लिए नए मार्ग खोलता है और यह साबित करता है कि आधुनिक मनुष्य कई परस्पर जुड़ी, विलुप्त प्रजातियों की आनुवंशिक विरासत (genetic legacy) को वहन करते हैं।
जीएस मैपिंग
जीएस 3: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी
त्वरित अभ्यास · 1 प्रश्न
व्याख्या: कथन 1 गलत है: रेडियोमेट्रिक डेटिंग और आधुनिक आनुवंशिक अध्ययनों से पता चला है कि मानव विकास कड़ाई से रैखिक (linear) नहीं था; विभिन्न बिंदुओं पर पृथ्वी पर कई मानव प्रजातियां एक साथ मौजूद थीं और उनमें इंटरब्रीडिंग (interbreeding) हुई। कथन 2 सही है: वैज्ञानिकों ने 2012 में डेनिसोवन्स के जीनोम को अनुक्रमित किया, और पाया कि कुछ वर्तमान आबादी, विशेष रूप से ओशिनिया और दक्षिण पूर्व एशिया के कुछ हिस्सों में, 3-6% डेनिसोवन डीएनए मौजूद है। कथन 3 सही है: एसिड एच्ड (Acid etching) दांत के इनेमल को सूक्ष्म मात्रा में घोलने के लिए तनु एसिड (dilute acid) के संपर्क में लाता है, जिससे पूरे जीवाश्म को नष्ट किए बिना फंसे हुए प्रोटीन निकल जाते हैं।