從5700年前的“口香糖”中尋找DNA

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石器時(shí)代末期，在丹麥南部濱海瀉湖畔，一排狹長的沙壩將一個(gè)小漁村和波羅的海隔開。一天，一個(gè)皮膚黝黑、眼睛清澈幽藍(lán)、頭發(fā)濃密紅棕的美麗姑娘，正坐在沙壩內(nèi)側(cè)的一塊青石上，用樺樹瀝青修補(bǔ)著捕魚的工具，她偶爾會拿起一塊黏黏的、凝固了的樺樹瀝青，放進(jìn)嘴里津津有味地咀嚼……

這是考古學(xué)家從一塊埋在泥沙中5700年前被嚼過的樺樹瀝青上還原出來的人物和場景。樺樹瀝青是石器時(shí)代常用的黏合劑，軟化后可以用來修復(fù)破碎的陶器或燧石工具。新石器時(shí)代的遺址中曾發(fā)現(xiàn)一些帶有齒痕的樺樹瀝青，考古學(xué)家們判斷，它可能是新石器時(shí)代的“口香糖”。

神奇的是，盡管在挖掘現(xiàn)場沒有發(fā)現(xiàn)任何人類遺骸，但哥本哈根大學(xué)的斯科熱德爾教授和他的團(tuán)隊(duì)還是從那塊有牙痕的“口香糖”上提取到了完整的基因組，并復(fù)原出了這個(gè)姑娘的樣貌。他們還在樣品中發(fā)現(xiàn)了多種微生物的DNA，其中一部分被稱作“微生物組”的群落是與人體共生且無害的，還有一部分是有害的微生物，比如一種會導(dǎo)致牙周病的口腔細(xì)菌、幾種會導(dǎo)致肺炎的菌株等。雖然他們成功辨識了26種致病微生物和會增強(qiáng)病原體感染能力的分子，但他們還是無法確定這個(gè)姑娘的健康狀況。因?yàn)槿祟愌例X上的細(xì)菌種群，與唾液中、舌頭上的差別很大，而在“口香糖”中找到的很可能是所有口腔微生物的混合體，何況僅從一塊咀嚼過的瀝青里很難復(fù)原出姑娘口腔微生物的具體種類，更不用說從她的全部食譜判斷健康狀況了。

不過，斯科熱德爾教授在“口香糖”中發(fā)現(xiàn)了榛子和綠頭鴨的DNA，這說明姑娘近期吃過此類食物。同時(shí)，他還發(fā)現(xiàn)這位姑娘有乳糖不耐受的問題，這種癥狀在剛剛接觸畜牧業(yè)的狩獵采集社會非常常見。由此他推斷，當(dāng)時(shí)這個(gè)村莊可能剛剛從狩獵畜牧的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)向農(nóng)耕的生產(chǎn)方式，至于農(nóng)耕技術(shù)是由這里的居民自行開發(fā)的，還是由外部傳來的，他就不得而知了。因?yàn)檫@位姑娘的基因組顯示，她與同一時(shí)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(gè)被考古學(xué)家稱為“西部狩獵采集者”的族群，這個(gè)部落在11700年前從南部到達(dá)斯堪的納維亞，并在此定居。

然而，斯科熱德爾并不是第一個(gè)從“口香糖”中尋找DNA的人。生物考古學(xué)家斯依思·約翰遜在瑞典一個(gè)挖掘現(xiàn)場看到了許多帶有牙印的樺樹瀝青后，就想到新一代基因測序技術(shù)打破了過去對DNA材料的限制，所以他認(rèn)為這些“口香糖”或許保存了基因信息。之后，他和同事們從幾塊一萬年前的樺樹瀝青中成功提取到了三個(gè)人的部分DNA。樺樹瀝青上之所以能清晰地提取DNA，是因?yàn)樗鼈兦∏杀宦裨诹艘粋€(gè)無氧的封閉環(huán)境中，保存得非常完好。

在農(nóng)耕社會出現(xiàn)以后，人們可以獲得更多富含碳水化合物的食物，所以腸道內(nèi)的微生物組也發(fā)生了變化，研究者期待著“口香糖”中發(fā)現(xiàn)的菌群能幫助了解這一過程。斯科熱德爾在發(fā)表于《自然-通訊》雜志的論文中寫道，被咀嚼過的樺樹瀝青或許可以為研究古人類的人口變遷、健康狀況和生存策略等方面提供線索，如果能發(fā)現(xiàn)更多古代微生物樣本，他們也許能拼湊出影響人類健康的細(xì)菌和病毒的演化史。