В начале 2026 года международная команда учёных под руководством профессора Нью-Йоркского университета Тимоти Бромейджа совершила то, что ещё недавно считалось почти невозможным: они извлекли и проанализировали тысячи молекул метаболизма, сохранившихся внутри окаменелых костей животных возрастом от 1,3 до 3 миллионов лет. Эти химические «отпечатки пальцев» древней жизни рассказывают не только о том, чем питались животные, какими болезнями болели и в каких условиях жили, но и позволяют с небывалой детализацией реконструировать целые доисторические ландшафты.
Результаты исследования, опубликованные в престижном журнале Nature (DOI: 10.1038/s41586-025-09843-w), открывают совершенно новую главу в палеонтологии и палеоэкологии — эру палеометаболомики.
Почему кости оказались таким ценным хранилищем?
Долгое время считалось, что органические молекулы в окаменелостях практически полностью разрушаются за миллионы лет. Однако в последние 15–20 лет учёные обнаружили, что коллаген — основной структурный белок костей — может сохраняться даже в останках динозавров возрастом более 60 млн лет. Тимоти Бромейдж задался вопросом: если коллаген выживает, то почему не могут сохраниться и другие биомолекулы, особенно те, которые циркулировали в крови и попадали в микропористую структуру кости во время её роста?
Костная ткань действительно представляет собой уникальный «архив». Поверхность кости пронизана сетью микроскопических кровеносных сосудов и канальцев. Во время жизни животного в эти пространства постоянно поступали продукты обмена веществ — метаболиты. После смерти и минерализации кости эти молекулы оказались заперты в крошечных «карманах», защищённых от внешней среды, кислорода, бактерий и ферментов разрушения.
«Я всегда интересовался метаболизмом кости, — рассказывает Бромейдж. — Когда мы поняли, что коллаген может сохраняться, я предположил, что и другие биомолекулы могут быть защищены в микросреде кости. Оказалось, что кости — это буквально набиты метаболитами, даже спустя миллионы лет».
Как именно проводился анализ?
Для исследования использовалась масс-спектрометрия высокого разрешения — один из самых мощных современных методов химического анализа. Образцы костей тщательно измельчали, экстрагировали и подвергали ионизации. Полученные заряженные частицы затем разделялись в масс-анализаторе, позволяя идентифицировать тысячи веществ с очень высокой точностью.
Сначала команда отработала методику на современных костях мышей: было идентифицировано почти 2200 различных метаболитов. Затем тот же подход применили к настоящим окаменелостям из Восточной и Южной Африки — Танзании, Малави и ЮАР. Эти регионы известны как колыбель человечества: именно здесь найдены самые древние следы австралопитеков и первых представителей рода Homo.
В исследовании были проанализированы кости самых разных животных: мелких грызунов (мыши, суслики, песчанки), а также крупных млекопитающих — антилоп, свиней и даже слонов. Все образцы датируются периодом 1,3–3 млн лет назад — временем, когда на планете уже существовали ранние представители рода Homo.
Что рассказали молекулы?
Результаты превзошли самые смелые ожидания. Было обнаружено тысячи метаболитов, многие из которых идентичны или очень близки соединениям, встречающимся у современных животных.
Особенно впечатляющим стало обнаружение следов паразитарной инфекции в кости наземного суслика из Олдувайского ущелья (Танзания), датированной примерно 1,8 млн лет назад. Учёные нашли специфический метаболит, характерный для паразита Trypanosoma brucei — возбудителя сонной болезни, который и сегодня передаётся мухой цеце. Рядом были зафиксированы и метаболиты противовоспалительного ответа самого суслика — организм древнего грызуна пытался бороться с инфекцией.
«Мы увидели уникальный метаболит, который выделяет именно этот паразит в кровь хозяина, — поясняет Бромейдж. — А рядом — химические следы борьбы организма с воспалением. Это как будто мы нашли медицинскую карту животного почти двухмиллионной давности».
Не менее интересно оказалось «меню» древних животных. Несмотря на то, что база данных растительных метаболитов пока гораздо менее полная, чем животная, исследователи уверенно идентифицировали соединения, характерные для алоэ и спаржи. Эти растения растут только в определённых климатических условиях — при высокой влажности, тёплой температуре и специфическом составе почвы.
«Если суслик ел алоэ, — объясняет учёный, — то метаболиты этого растения попали в его кровь и зафиксировались в кости. Зная, в каких условиях растёт алоэ сегодня, мы можем реконструировать температуру, количество осадков, тип почвы и плотность древесного покрова того времени. По сути, вокруг каждого животного мы можем построить целую экологическую историю».
Климат прошлого: теплее и гораздо влажнее
Все проанализированные образцы однозначно указывают на одно: 1,3–3 млн лет назад климат в этих регионах Восточной и Южной Африки был значительно теплее и влажнее, чем сейчас. Ландшафты представляли собой сочетание влажных лесистых саванн, галерейных лесов вдоль рек и обширных травянистых пространств с богатой растительностью.
Эти реконструкции прекрасно согласуются с независимыми геологическими и палеоботаническими данными, но метаболомика добавила в картину прямые биологические свидетельства — то, что раньше было недоступно.
Почему это революция?
До сих пор реконструкция древних экосистем опиралась в основном на:
- геологические слои и изотопный анализ,
- ископаемые пыльцу и семена,
- морфологию костей и зубов,
- в лучшем случае — древнюю ДНК (которая сохраняется гораздо хуже и даёт в основном информацию о родственных связях).
Метаболомика же позволяет заглянуть в повседневную биохимию жизни: питание, болезни, гормональный фон, реакцию на окружающую среду. По словам Бромейджа, теперь мы можем изучать доисторический мир «так, будто современные экологи работают в живой природе тех времён».
Этот подход открывает путь к совершенно новому уровню детализации. Мы сможем:
- реконструировать пищевые цепи с химической точностью,
- выявлять древние эпидемии и паразитарные заболевания,
- понимать, как животные адаптировались к изменениям климата,
- оценивать влияние среды на ранних людей и их предков.
Перспективы и следующий шаг
Методика пока ещё очень трудоёмкая и требует дорогого оборудования. Однако по мере удешевления масс-спектрометров и накопления баз данных метаболитов (особенно растительных) палеометаболомика может стать рутинным инструментом в арсенале палеонтологов.
Исследование профинансировано Фондом Лики (The Leakey Foundation), а также частично поддержано Национальными институтами здравоохранения США.
«Мы только начинаем, — подчёркивает Тимоти Бромейдж. — Но уже сейчас ясно: кости — это не просто камни. Это настоящие капсулы времени, хранящие химическую память о жизни, которая исчезла миллионы лет назад».
Таким образом, окаменелые кости превращаются из молчаливых свидетелей прошлого в настоящих рассказчиков — и их история оказывается гораздо более живой, детальной и эмоциональной, чем мы могли себе представить ещё несколько лет назад.