在丹麥南部的一個考古遺跡里,一位哥本哈根大學(xué)的的學(xué)生撿起了一塊灰黑灰黑的「口香糖」, 跑到副教授 Hannes Schroeder 面前問 :
我們能從這里提取出 DNA 信息嗎?
我們能從這里提取出 DNA 信息嗎?
雖然此前從沒試過,但 Schroeder 并沒有拒絕去嘗試。于是,我們得以在 12 月 17 日的 《自然通訊(Nature Communications)》 上讀到一塊 5000 多年前的「口香糖」所隱藏的故事。
▲ 5000 多歲的「口香糖」
這塊「口香糖」其實是一塊被咀嚼過的樺樹膠,主要通過將樺樹皮加熱后制成。Schroeder 在 論文 中指出,這種小塊的有機物在斯堪的納維亞的考古遺跡里還挺常見的,研究推測它們主要用于黏合石器工具。
▲ 圖自 《The Conversation》
研究人員經(jīng)常會在這些物質(zhì)上找到古人留下的牙印,他們認(rèn)為這是因為膠質(zhì)在冷卻后會硬化,如果古人想使用,還得先咀嚼一番。與此同時,也有證據(jù)指向樺樹膠的醫(yī)療作用,因為其中含有天然抗菌質(zhì),可能被用于治療口腔以及其它疾病。
也正是因為其天然抗菌性和疏水性,這塊口香糖很好地保留了咀嚼者的 DNA 和口腔微生物菌群信息。據(jù)研究,這口香糖里的 DNA 信息質(zhì)量簡直和保留完好的牙齒和骨頭里的信息一樣高。
通過這些信息,Schroeder 的團隊構(gòu)建了咀嚼者完整的基因組,并由此推斷出咀嚼者是一位膚色偏深,長著深棕色頭發(fā)和藍眼睛的女性,祖先是來自歐洲大陸的狩獵采集者。
▲ 研究人員通過基因信息還原的咀嚼者形象,身邊還有貌似被吃掉的綠頭鴨和榛子,圖自 《連線》
一般從進化角度來說,大家普遍認(rèn)為歐洲北部居民很早就是淺色膚色和發(fā)色,因為這更有利于在寒冷陰暗的環(huán)境下制造維生素 D。而這次的研究結(jié)果,卻指向這種表征是在近 5000 年里才形成的。
除此以外,研究人員還發(fā)現(xiàn)這個女孩患有乳糖不耐癥。這也符合此前研究,學(xué)界認(rèn)為人類是在進入畜牧業(yè)后才逐漸發(fā)展出消化乳制品的能力。
特別有趣的是,這次研究人員從「口香糖」里找到的基因信息有 60% 多不是人類的,其中能辨別出的歸屬對象分別是樺樹、榛子和綠頭鴨。
樺樹就很好理解了,因為膠本身就是樺樹皮。至于榛子和綠頭鴨,研究者推斷它們應(yīng)該是咀嚼者嚼「口香糖」之前吃的東西。除了「口香糖」本身,研究人員在遺址環(huán)境里也找到了這兩樣生物的痕跡,且此前也有研究指出斯堪的納維亞居民會收集榛子來吃。
除了 DNA 信息,這塊「口香糖」還提供了特別的「口腔微生物群快照」。
▲ 研究人員以前都是從牙結(jié)石里找微生物信息,圖片來自 Sepsis
在此之前,研究學(xué)者曾在牙齒結(jié)石中找到古人類口腔微生物的信息。不過,牙結(jié)石保存的信息大多代表了長期的綜合情況,而這塊膠上留下的痕跡卻能提供更具有「時效」的微生物信息,能作為研究的一種補充材料。
總的來說,Schroeder 和學(xué)生的一時好奇,為考古研究人員發(fā)掘了一個全新的研究信息來源。
哈佛大學(xué)的分子考古學(xué)家 Christina Warinner 認(rèn)為 ,這是一種充滿創(chuàng)意的獲取古人基因信息的方式,她為這小小一塊樹膠里所包含的基因信息量之大而感到驚訝。
很多時候,我們在一些物件里找到人類基因,但通常都是非常非常小量。
很多時候,我們在一些物件里找到人類基因,但通常都是非常非常小量。
在她看來,隨著科技快速發(fā)展,科學(xué)家應(yīng)該多試著去研究我們從前并沒有想象過會有用的東西:
我們開始意識到,原來,被保留下的東西比我們想象中多多了。
這啟發(fā)了我去開始尋找更多不尋常的東西(來研究),我們也許能在它們里面找到有趣的信息。
我們開始意識到,原來,被保留下的東西比我們想象中多多了。
這啟發(fā)了我去開始尋找更多不尋常的東西(來研究),我們也許能在它們里面找到有趣的信息。
題圖來自 《連線》
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