根據“口香糖”的DNA信息復原的畫像。

近日發表于《自然-通訊》的研究中，考古學家們通過提取一塊5700年前“口香糖”中保存的DNA，成功復原了其主人的樣貌，她的食譜和攜帶的細菌和病毒信息，甚至還找到了她家族的源頭，以及她們開始農耕生活的可能時間。這塊普通的“口香糖”或許可以揭開古人類和人體微生物組演化研究的新篇章。

撰文丨Jim Daley

翻譯丨張二七

編輯丨楊心舟

石器時代末期，在丹麥南部有一個小漁村。它坐落在濱海瀉湖旁邊，沿岸的一排沙壩將這里與波羅的海隔開，考古學家們稱其為“Syltholm”。在這里生活的人們會建造枝條籬來攔截游魚，再用骨矛將其捕獲。某一天，村莊里一位有著深色皮膚、棕色頭發和清澈的藍眼睛的姑娘正嚼著一塊“口香糖”。當然，她的“口香糖”，只是一塊黏黏的、凝固了的樺樹瀝青。

樺樹瀝青是石器時代常用的粘合劑，軟化后的樺樹瀝青可以用來修復破碎的陶器或燧石工具。新石器時代的遺址中曾發現一些帶有齒痕的樺樹瀝青，因此考古學家們判斷，這可能還是一種新石器時代的“口香糖”。

她當時或許正在用樺樹瀝青修復工具，隨手放了一塊在嘴里，又或許只是突然想吃一塊“口香糖”。總之，當她吐掉“口香糖”后，這塊樺樹瀝青就被埋在了一堆泥沙里，直到5700年后才被考古學家發現。神奇的是，考古學家從這塊樺樹瀝青中提取出了她完整的基因組，她口腔中的菌群，甚至還有她吃過的食物的DNA。

“口香糖”中的DNA

盡管在挖掘現場沒有發現任何人類遺骸，但研究者僅通過樺樹瀝青中提取出的DNA，就能復原出這個姑娘的樣貌、食譜、攜帶的細菌和病毒信息，并找到了她家族的源頭，以及她們開始農耕生活的可能時間。這篇發表于《自然-通訊》的研究指出，從被嚼過的樺樹瀝青中，或許能復原古人類及其體內微生物的DNA，這些證據可以為古人類的人口歷史、健康狀況和生存策略等方面的研究提供線索。

“這本來只是一塊毫不起眼的樺樹瀝青，在幾千年前被某個人隨手丟掉了，但現在我們卻借此‘召喚’出了一個女孩”，文章的通訊作者、哥本哈根大學（University of Copenhagen）的考古學家Hannes Schroeder這樣說道，“居然能從這么一小塊東西中得到這么多信息，實在是太神奇了。”

事實上，Schroeder并不是第一個從新石器時代的“口香糖”中尋找DNA的人。論文的另一位作者，哥本哈根大學的生物考古學家Theis Jensen，他在另一個瑞典的挖掘現場工作時看到了許多塊帶有牙印的樺樹瀝青，隨后第一次有了嘗試從中提取基因組信息的想法。據他介紹，在當時“新一代基因測序技術打破了過去對DNA材料的限制，因此我認為這些‘口香糖’或許也保存了基因信息”。他的想法隨后得到了確認——Jensen的同事們從幾塊一萬年前的樺樹瀝青中提取出了三個人的部分DNA，研究結果于今年五月發表于《通訊生物學》。

據瑞典烏普薩拉大學（Uppsala University）的Natalija Kashuba介紹，（Kashuba是五月那篇文章的通訊作者，她并沒有參與這項新研究，）Syltholm的樺樹瀝青樣品，連同其中封存的基因組信息，可能埋藏在了一個無氧的封閉環境中，因此才能保存得如此完好。她表示，如果考古學家們可以發現更多古代微生物組的樣本，他們或許就能拼湊出影響人類健康的細菌和病毒的演化史。“對那些人類健康與環境的研究來說，這種材料簡直就是無價之寶”

Schroeder和他的同事們在樣品中發現了許多種類微生物的DNA，其中有一部分被稱作“微生物組”的群落是與人體共生且無害的。他們也找到了一些有害的微生物，比如一種會導致牙周病的口腔細菌，伯斯坦-巴爾病毒（Epstein-Barr virus，一種非常常見的皰疹病毒），和幾種會導致肺炎的菌株。然而，盡管研究人員成功辨識出了26種致病微生物及會增強病原體感染能力的分子，他們依然無法確定這個姑娘的健康狀況。

狩獵采集到農耕生活

另外，研究發現，當時這個村莊可能剛從狩獵和采集轉向了畜牧和農耕的生產方式。比如，這位姑娘有乳糖不耐受，這種癥狀在剛接觸畜牧業的狩獵采集社會非常常見。另外，口香糖中還發現了榛子（學名為 Corylus avellana ）和綠頭鴨（學名為 Anas platyrhynchos ）的DNA，證明她最近可能吃了這些東西，這也很符合狩獵者和采集者的食譜。

研究人員認為，耕種在比較晚的時候，大約到了這位姑娘生活的時代，才傳到了丹麥。不過在此之后，這種生產方式就在當地迅速地傳播開來。然而，考古學家們仍不清楚，農耕技術究竟是由這里的原住民自行開發的，還是隨著外來者傳來的。據Schroeder及其同事介紹，這位Syltholm姑娘的基因組顯示，她與同一時期丹麥以外的其他農耕族群并沒有親緣關系。她出身于一個被考古學家們稱為西部狩獵采集者（Western hunter-gatherers）的族群，這個部落在11700年前，從南部到達了斯堪的納維亞，并在此定居。

在農耕社會出現后，人們可以獲得更多富含碳水化合物的食物，因此腸道內和口腔內的微生物組也發生了第一次變化。（第二次變化發生在工業革命后，當時精制砂糖和植物油主宰了餐桌。）研究者們期待著從“口香糖”中發現的口腔菌群可以幫助了解這一過程，但這非常困難。

賓夕法尼亞州立大學（Pennsylvania State University）的古微生物學家Laura Weyrich評論說，只從一塊嚼過的口香糖里，很難復原出Syltholm姑娘口腔中微生物組的具體種類，更不用說她的全部食譜了。這是因為人類牙齒上的細菌種群，與唾液中或舌頭上的差別很大，而我們從口香糖中找到的，“很可能是所有這些口腔微生物的混合體”，她表示，“如果不能研究更多的狩獵采集者，就很難對這些微生物組進行分類。”

盡管如此，Weyrich仍然認為，這個研究或許揭開了古人類和人體微生物組演化研究的新篇章。她認為：“古人類DNA領域的發展，可以對人類基因組和人類微生物組的共同演化的研究提供很大幫助。“或許在未來，會有一門叫“口香糖基因學”的新領域出現。

原文鏈接：

https://scientificamerican/article/ancient-chewing-gum-reveals-a-5-700-year-old-microbiome1/

論文：

一個AI

這個情節是不是感覺在哪里看過......你，你的名字？

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