用5700年前的“口香糖”復(fù)原女孩畫像

浩海云

盡管在挖掘現(xiàn)場沒有發(fā)現(xiàn)任何人類遺骸，但考古學(xué)家們通過提取一塊5700年前“口香糖”中保存的DNA，成功復(fù)原了其主人的樣貌。并發(fā)現(xiàn)她的食譜和其攜帶的細(xì)菌、病毒信息，甚至還有她家族的源頭，以及他們開始農(nóng)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。

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(xué)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(fā)和清澈藍(lán)眼睛的姑娘正嚼著一塊“口香糖”。當(dāng)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(fù)破碎的陶器或燧石工具。新石器時代的遺址中曾發(fā)現(xiàn)一些帶有齒痕的樺樹瀝青，因此考古學(xué)家們判斷，這可能還是一種新石器時代的“口香糖”。

被復(fù)原的女孩當(dāng)時或許正在用樺樹瀝青修復(fù)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”?？傊?dāng)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(xué)家發(fā)現(xiàn)。神奇的是，考古學(xué)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

這項研究指出，從被嚼過的樺樹瀝青中，或許能復(fù)原古人類及其體內(nèi)微生物的DNA，這些證據(jù)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(xiàn)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(xué)的考古學(xué)家漢內(nèi)斯·施羅德這樣說道，“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，施羅德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(xué)的生物考古學(xué)家詹森，在另一個瑞典的挖掘現(xiàn)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(jù)他介紹，在當(dāng)時“新一代基因測序技術(shù)打破了過去對DNA材料的限制，因此我認(rèn)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(rèn)——詹森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(jié)果發(fā)表于《通訊生物學(xué)》。

據(jù)瑞典烏普薩拉大學(xué)的納塔利婭·卡舒巴介紹，“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(huán)境中，因此才能保存得如此完好。她表示，如果考古學(xué)家們可以發(fā)現(xiàn)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(xì)菌和病毒的演化史?！皩δ切┤祟惤】蹬c環(huán)境的研究來說，這種材料簡直就是無價之寶?！?/p>

施羅德和他的同事們在樣品中發(fā)現(xiàn)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(dǎo)致牙周病的口腔細(xì)菌，伯斯坦-巴爾病毒（一種非常常見的皰疹病毒），和幾種會導(dǎo)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(qiáng)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(nóng)耕生活

另外，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時這個村莊可能剛從狩獵和采集轉(zhuǎn)向了畜牧和農(nóng)耕的生產(chǎn)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(yè)的狩獵采集社會非常常見。另外，口香糖中還發(fā)現(xiàn)了榛子和綠頭鴨的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(rèn)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(chǎn)方式就在當(dāng)?shù)匮杆俚貍鞑ラ_來。然而，考古學(xué)家們?nèi)圆磺宄?，農(nóng)耕技術(shù)究竟是由這里的原住民自行開發(fā)的，還是隨著外來者傳來的。據(jù)施羅德及其同事介紹，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(nóng)耕族群并沒有親緣關(guān)系。她出身于一個被考古學(xué)家們稱為西部狩獵采集者的族群，這個部落在11700年前，從南部到達(dá)了斯堪的納維亞，并在此定居。

在農(nóng)耕社會出現(xiàn)后，人們可以獲得更多富含碳水化合物的食物，因此腸道內(nèi)和口腔內(nèi)的微生物組也發(fā)生了第一次變化。（第二次變化發(fā)生在工業(yè)革命后，當(dāng)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(fā)現(xiàn)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(xué)的古微生物學(xué)家勞拉·溫里什評論說，只從一塊嚼過的口香糖里，很難復(fù)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(xì)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(jìn)行分類?！?/p>

盡管如此，溫里什仍然認(rèn)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(rèn)為：“古人類DNA領(lǐng)域的發(fā)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?；蛟S在未來，會有一個叫‘口香糖基因?qū)W的新領(lǐng)域出現(xiàn)”。