Charles Darwin själv beskrev dem som de "konstigaste djur som någonsin upptäckts" och var förbryllad över hur de kunde ha utvecklats. Nu har forskare avslöjat ett 180 år gammalt mysterium om det evolutionära ursprunget till Sydamerikas hovdäggdjur som dog ut för 10.000 år sedan. Kontinenterna infödda hovdjur - hovdjur - har förbryllat paleontologer när de delar drag med gnagare, elefanter och kameler. Den fyrbenta Macrauchenia patachonica, som visas i konstnärens intryck ovan, har förbryllat forskare sedan fossil av arten, som dog ut omkring 10 000 år sedan, hittades av Charles Darwin 180 år sedan. Men nu genom att analysera de proteiner som bevarats i fossiliserade ben har forskare kunnat visa att djuren är närmare besläktade med moderna hästar. Tekniken de använde lovar också att avslöja ny information om andra långextinerade fossiliserade arter. Fossil av en uråldrig primat som finns i Amazonas kan vara den första apa som har rest från Afrika över Atlanten till Sydamerika. Upptäckten tyder på att apor först anlände till Sydamerika närmare 10 miljoner år tidigare än man tidigare trott. Forskare tror att de första primaterna reste till Sydamerika, som en gång var en isolerad ö innan den anslöt sig till Nordamerika för tre miljoner år sedan, från Afrika på naturliga flottar som drev över Atlanten. De två grupperna av primater utvecklades sedan separat för att skapa skilda familjer av primater. Men bevisen för när denna episka resa ägde rum har varit ojämn och det äldsta fossilet av en apa som hittades i Nya världen var 26 miljoner år gammal som hittades i Bolivia. Men nu fossila tänder, som finns på en flodbank i en avlägsen del av Amazonas i Peru, som har daterats vid 36 miljoner år gammal tyder på att korsningen från Afrika kan ha inträffat långt tidigare. En rekonstruktion av den 38 miljoner år gamla Perupithecus ucayalensis (vänster) som finns i Sydamerika visas ovan tillsammans med en art som det nära liknade - Talahpithecus parvus, som levde i Libyen 39 miljoner år sedan. Till skillnad från DNA kan proteiner bevaras bättre inom fossiliserade lämningar. Vetenskapsmännen säger att det kan tillåta dem att se tillbaka i tiden 10 gånger längre än nuvarande tekniker med hjälp av forntida DNA. Dr Ross MacPhee, en curator på American Museum of Natural History avdelning förmmalogi och en av författarna till studien, sade: "Att sätta South American ungulates till däggdjur familj träd har alltid varit en stor utmaning för paleontologer, eftersom anatomiskt de var dessa konstiga mosaik, uppvisar funktioner som finns i en enorm mängd ganska orelaterade arter som bor överallt. Detta är vad som förbryllade Darwin och hans medarbetare Richard Owen så mycket i början av 1800-talet. "Med alla dessa motstridiga signaler, kunde de inte säga om dessa hovdjur var relaterade till gigantiska gnagare, eller elefanter, eller kameler – eller vad har du." Forskarna, vars arbete publiceras i tidskriften Nature, inledde sin studie med att försöka utvinna DNA från de fossiliserade ben av hovdjursfossil som finns i Sydamerika. Men DNA bryts snabbt ner i de varma våta förhållanden som finns i tropiska områden som täcker en stor del av Sydamerika. Istället började forskarna titta på att analysera sekvensen av ett strukturellt protein som kallas kollagen som finns i alla djurben. Collagen kan överleva mer än en miljon år under en rad olika förhållanden och består av aminosyror. Sekvensen av dessa aminosyror bestäms slutligen av djurets DNA-kod och kan därför användas för att dra slutsatser om artens ursprung. Forskarna visade 48 fossil av Toxodon plantensis och Macrauchenia patachonica - samma art som Darwin upptäckte resterna av i Uraguay och Argentina för 180 år sedan. Doktor Ian Barnes, en molekylär evolutionär biolog på Naturhistoriska museet i London som ledde forskningen, sade: "Även om dessa djurs ben hade studerats i över 180 år, hade ingen klar bild av deras ursprung nåtts." Bilden ovan visar skallen på en Toxodon plantensis som finns på Naturhistoriska museet i London. Charles Darwin (höger) var förbryllad av fossiler av Toxodon (visas i illustrationen till höger) när han först upptäckte det och forskare har kämpat ända sedan dess för att räkna ut var det sitter i det evolutionära trädet. Den moderna tekniken, som kallas proteomik, gjorde det möjligt för forskarna att visa att de närmaste levande släktingarna till dessa arter var perissodactyler - den grupp som omfattar hästar, noshörningar och tapirer. Detta tyder på att de märkliga sydamerikanska djuren migrerade till kontinenten från Nordamerika för ungefär 60 miljoner år sedan strax efter en massutrotning dödade många av de icke-aviska dinosaurierna. Forskarna tror nu att deras teknik kan bidra till att revolutionera paleotologisk forskning genom att låta forskare nå långt tillbaka i tiden än de har kunnat med DNA-analys. Frido Welker, huvudförfattare till studien vid Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology och University of York, sade: "Genom att välja endast de allra bäst bevarade benprover och med olika förbättringar i proteomisk analys, kunde vi få ungefär 90 procent av kollagensekvensen för båda arterna. "Detta öppnar vägen för olika andra tillämpningar inom paleontologi och paleoantropologi, som vi för närvarande undersöker."
Forskare tittade på 48 fossiler av hovdjur från Sydamerika.
Arten - Toxodon plantensis och Macrauchenia patachonica - upptäcktes först av Charles Darwin iUruguay och Argentina för 180 år sedan.
Palaeontologer har kämpat för att avgöra om de märkliga djur var närmare relaterade till gnagare, kameler eller elefanter.
Forskare utvecklade ny teknik för att analysera proteiner i ben som kan avslöja kopplingar mellan djur som har varit döda i miljontals år.
Tekniken kan nå längre tillbaka i tiden än gamla DNA-analys.
De fann att de utdöda sydamerikanska djuren var besläktade med hästar.
Den nya tekniken - kallad proteomik - skulle kunna revolutionera paleontologin.