Археолозите реконструираха пълния геном и оралния микробиом на неолитна жена от парче брезов катран, което тя дъвче

дъвка

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.sciachingamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Регистрация "data-newsletterpromo_art button-link = "https://www.sciachingamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

Към края на каменната ера, в малко рибарско селце в Южна Дания, тъмнокожа жена с кестенява коса и пронизващи сини очи дъвче лепкаво парче втвърден брезов катран. Селото, наречено от съвременните археолози Силтхолм, е било близо до крайбрежна лагуна, която е била защитена от Балтийско море с пясъчни бариерни острови. Зад тях жената и роднините й изградиха улеи, за да задържат риби, които нанизаха с копия с костни върхове. Жената може да е обработвала катрана, докато не е станала достатъчно гъвкава, за да поправи парче керамика или полиран кремък - брезовият катран е често срещано лепило от каменната ера. Или може би просто се е наслаждавала на това, което се равнява на дъвка от неолита. Във всеки случай, когато тя изхвърли катрана, той беше затворен под пластове пясък и тиня за около 5700 години, докато екип от археолози го откриха. Удивително е, че те успяха да извлекат пълния геном на жената от брезовия катран, заедно с нейния орален микробиом и ДНК от храна, която наскоро може да е яла.

Въпреки че на мястото на изкопа не са открити човешки останки, ДНК на брезовия катран разкрива как е изглеждала жената, какво е яла, какви бактерии и вируси е носила със себе си, откъде са могли да дойдат хората й и дали може да са имали започна да приема земеделие. Резултатите, публикувани във вторник в Nature Communications, подчертават потенциала на дъвчената брезова смола като източник на древна човешка и микробна ДНК, която може да се използва за хвърляне на светлина върху популационната история, здравния статус и стратегиите за съществуване на древните хора.

„Имаме тази незабележима малка бучка смола от бреза, която някой е изхвърлил преди хиляди години, и изведнъж успяхме да измислим този човек от нея“, казва Ханес Шрьодер, археолог от университета в Копенхаген и съответният автор на вестника. „Очарователно е да можеш да направиш това от този малък обект.“

Авторът на съоснователното проучване Теис Йенсен, биоархеолог от университета в Копенхаген, първоначално е хрумнала идеята за извличане на геномни данни от бреза, докато е работил на друго място за копаене в Швеция, и е започнала да вижда парчета катран със отпечатъци от зъби в тях . По това време „секвенирането от следващо поколение започва да революционизира древните ДНК изследвания“, казва той. „Мислех, че тези„ дъвки “могат да бъдат източник на ДНК.“ Колегите на Йенсен успяха да извлекат частичната ДНК на три индивида от бучки брезов катран отпреди около 10 000 години и публикуваха своите открития в Communications Biology през май.

Пробата от брезов катран в Силтхолм - заедно с геномната информация, скрита в нея - вероятно е била толкова добре запазена, защото е била погребана в безкислородна среда, казва Наталия Кашуба, археолог от университета Упсала в Швеция и водещ автор на публикацията през май. Кашуба, който не участва в новото проучване, казва, че ако археолозите възстановят по-древни микробиомни проби, те могат да започнат да събират еволюционната история на бактериите и вирусите, свързани с човешкото здраве. „За изследванията на човешкото здраве и околната среда този вид материали са просто безценни“, казва тя.

Шрьодер и колегите му идентифицират множество микробни таксони от пробата, някои от които са част от общността на микробите, които живеят, често безвредно, в и върху хората, наречени микробиоми. Други видове бактерии в устата, открити от екипа в венците, могат да причинят пародонтоза. Изследователите също така откриха, че жената носи вируса на Epstein-Barr - много често срещан член от семейството на херпесвирусите - и няколко щама вируси, отговорни за пневмонията. Въпреки че успешно идентифицираха 26 вирулентни фактора или молекули, които правят патогените по-ефективни при заразяване на гостоприемници, те не успяха да определят здравословното състояние на жената.

Екипът все пак установи, че тя е с непоносимост към лактоза, което би било често срещано сред ловците-събирачи преди приемането на животновъдството. Гумата имаше следи от ДНК от лешник (Corylus avellana) и зеленоглава патица (Anas platyrhynchos), които жената може да е яла наскоро и които биха могли да бъдат основни елементи в диетата на ловец-събирач. Земеделието се разпространява в Дания сравнително късно - пристига по времето, когато е живяла жената Силтхолм - но веднъж там, вероятно бързо се улови. Археолозите обаче все още не знаят дали ловците-събирачи в региона са възприели самостоятелно земеделието или нови хора са го донесли със себе си. Според Шрьодер и неговите колеги геномът на жената от Силтхолм показва, че тя не е свързана с общности на фермери, които са живели в Дания по същото време. Тя произхожда от генетична група, която археолозите наричат ​​западни ловци-събирачи, които започват да се заселват в Скандинавия по южен път още преди 11 700 години.

Появата на земеделие промени човешките черва и устните микробиоми, защото станаха достъпни повече храни, богати на въглехидрати. (Те се промениха отново по време на индустриалната революция, когато рафинираните захари и растителни масла доминираха в менюто.) Лора Уейрич, палеомикробиолог от държавния университет в Пенсилвания, която не участваше в нито едно от изследванията, казва, че е трудно да се направят широки заключения относно Диетата на жената Syltholm - или дори точния състав на нейния орален микробиом - от парче дъвкана дъвка. Бактериалните популации, които колонизират зъбите на човек, са много различни от тези, открити в слюнката или на езика им, и затова проба, извадена от дъвка, „вероятно е смес от всички тези различни видове орален микробиом“, казва Уейрих. „Много е трудно да се постави този микробиом в контекст без допълнителен анализ на други ловци-събирачи.“

Уейрих казва, че изследването може да предвещава нова глава в изучаването на еволюцията на древните хора - и техния микробиом. „Мисля, че древното поле на ДНК, напредвайки напред, има какво да предложи в човешкия геном - коеволюцията на човешкия микробиом“, казва Уейрих. За щастие все още никой не се е опитал да измисли думата гумомика.