波羅的海5700年前石器時(shí)代的樺木瀝青“口香糖”上的小女孩DNA訴說著奇妙故事 _神秘

藝術(shù)家繪制的「勞拉」重建圖，她于5700年前居住在波羅的海的一座島上。IMAGE BY TOM BJÖRKLUND

勞拉在公元前3700年左右咀嚼過又吐掉的樺木瀝青。PHOTOGRAPH BY THEIS JENSEN
（）據(jù)美國國家地理（撰文：KRISTIN ROMEY 編譯：石頤珊）：史上頭一遭，科學(xué)家從5700年前的唾液中，定序出一名古代采集狩獵者的完整基因體，以及他體內(nèi)的微生物世界。
她于公元前3700年左右居住在波羅的海的一座島上，有乳糖不耐癥且可能飽受牙周病之苦，而且死亡不久前吃的一餐內(nèi)容包括鴨肉與榛果。就像眾多古代歐洲的狩獵采集者一樣，他可能生著藍(lán)色雙眸與深色皮膚和頭發(fā) 。
然而，關(guān)于研究者稱之為勞拉的這個(gè)人，我們所不知道的是她活了多久──或甚至在何時(shí)何地死去──因?yàn)橛嘘P(guān)勞拉的一切情報(bào) ，都來自于從一小塊樹的瀝青上捕捉到的DNA ，這塊樹的瀝青在5700年前左右被她嚼過后吐出。
12月中旬出版的《自然通訊》（Nature Communications）期刊揭露了這幅特殊的基因影像，代表科學(xué)家首次能利用實(shí)體遺骸之外的「非人體材料」，重建出一份來自遙遠(yuǎn)過去的完整人類基因體。
除了勞拉的基因故事，這支跨國研究團(tuán)隊(duì)也成功辨識(shí)出她死亡不久前食用過的植物與動(dòng)物DNA，以及住在她嘴巴里的無數(shù)微生物DNA──統(tǒng)稱為她的口腔微生物群系。
「這是我們第一次從（人類）骨頭以外的東西獲得完整古代人類基因體，這件事本身就相當(dāng)重要了。」?jié)h尼斯‧施羅德（Hannes Schroeder）說道，他是哥本哈根大學(xué)（University of Copenhagen）全球研究所的演化基因體學(xué)副教授，也是研究共同作者。「這個(gè)材料令人興奮之處，在于你可以同時(shí)從上面取得微生物的DNA 。」
我們對(duì)于人體微生物群系的科學(xué)知識(shí)尚處于非常早期的階段，而研究人員正開始了解它對(duì)我們的健康扮演了什么重要角色。我們身體中微生物群系的變化可能影響跟健康有關(guān)的所有層面，包括對(duì)感染的易感性和心臟?。?甚至行為也可能受到影響。
既然能夠?yàn)楣糯鶧NA以及這名個(gè)體的微生物群系定序，施羅德說，研究人員將可了解人體內(nèi)的微生物群系如何隨著時(shí)間演化──例如能揭露數(shù)千年前由狩獵采集轉(zhuǎn)為農(nóng)耕導(dǎo)致的飲食變化，是如何不論好壞地改變了我們體內(nèi)的微生物群系。
石器時(shí)代的「口香糖」
樺木瀝青（又稱焦油）是一種將樺木樹皮加熱所得的膠狀物質(zhì) ，在歐洲至少從中更新世（約75萬年前至12萬5000年前）就開始用它來將石刃固定在握柄上。考古學(xué)家已經(jīng)在制作工具的古代遺址發(fā)現(xiàn)過印著人類齒痕的瀝青團(tuán)塊，他們猜測(cè)古人在使用以前可能藉由咀嚼來軟化瀝青。由于樺木樹皮具有抗菌的特性，樺木瀝青也可能曾經(jīng)被當(dāng)作醫(yī)藥使用。
在未發(fā)現(xiàn)遺骸的遺址里，嚼過的瀝青有時(shí)是唯一能顯示此處曾有人類活動(dòng)的指針，而考古學(xué)家長久以來都在猜測(cè)，或許這些不起眼的瀝青塊可以當(dāng)作取得古代DNA的來源。然而直到最近，他們才有工具可以從大家稱之為古代口香糖的瀝青塊上萃取出基因體數(shù)據(jù) 。
今年稍早，考古學(xué)家從一塊1萬年前被咀嚼過的樺木瀝青上，定序出幾組幾乎完整的人類基因體，這塊瀝青是30年前從瑞典的胡塞比克萊夫遺址（Huseby Klev）出土。「這些遺物已經(jīng)公開好一段時(shí)間了。」娜塔利亞．卡舒巴（Natalija Kashuba）說道，他是烏普色拉大學(xué)（Uppsala University）考古學(xué)與古代史學(xué)系的博士生，也是胡塞比克萊夫研究的第一作者。「只是它們之前沒受到矚目而已。」
在這個(gè)最新研究中，這塊被咀嚼過的樺木瀝青是從丹麥洛蘭島（Lolland，勞拉之名的由來）希爾托姆（Syltholm）遺址所挖掘出，考古學(xué)家從中萃取出了勞拉的DNA與微生物群系。希爾托姆的考古學(xué)家已經(jīng)在遺址發(fā)現(xiàn)了制作工具與屠宰動(dòng)物的證據(jù) ，但是沒有找到人類遺骸。
這塊瀝青以放射性碳定年可追溯到5700年前左右，即丹麥進(jìn)入新石器時(shí)代之際。在這個(gè)時(shí)代，中石器時(shí)代狩獵采集人群賴以為生的手段，正逐漸因?yàn)閺哪戏脚c東方傳入的農(nóng)業(yè)而改變。
勞拉的DNA顯示，她身上沒有和新進(jìn)入歐洲北部的農(nóng)耕人群有關(guān)的遺傳標(biāo)記，這個(gè)結(jié)論加強(qiáng)了一種逐漸壯大的推測(cè)，即這個(gè)地區(qū)中基因獨(dú)特的狩獵采集人群，比原先以為的存在了更久。勞拉的基因體也顯示她有乳糖不耐癥，支持了歐洲人是在開始食用取自馴化動(dòng)物的乳制品后，才發(fā)展出消化乳糖的能力的理論。
大多數(shù)從勞拉口腔微生物群系中辨識(shí)出的細(xì)菌，都是正常的口腔與上呼吸道微生物。然而有些微生物與嚴(yán)重的牙周病有關(guān) 。他的微生物群系也顯示出肺炎鏈球菌（Streptococcus pneumoniae）的存在，雖然光從樣本不可能得知，勞拉咀嚼這塊樺木瀝青的時(shí)候是否因此為肺炎所苦。就像人類皰疹病毒第四型（Epstein-Barr virus）一樣，這種病毒感染了全世界超過90%的人口，不過通常不會(huì)造成癥狀，除非發(fā)展成單核白血球增多癥（mononucleosis）。
看見不可見
研究人員也從這塊嚼過的瀝青上辨識(shí)出綠頭鴨和榛果的DNA，表示勞拉死亡不久前才吃過這些食物。這種從落在瀝青中的古代人類唾液中分離出特定植物與動(dòng)物DNA的技術(shù) ，能讓我們「看見」在考古紀(jì)錄中不可見的古人飲食習(xí)慣──例如食用昆蟲，考古學(xué)家史蒂芬．勒布朗（Steven LeBlanc）說道，他是哈佛大學(xué)皮保德考古學(xué)與民族學(xué)博物館（Peabody Museum of Archaeology and Ethnology）的前任館藏主任。
勒布朗在十多年前曾經(jīng)做了引路人，協(xié)助開啟從非人體材料上萃取出人類DNA的研究新紀(jì)元。當(dāng)時(shí)他在2007年對(duì)美國西南部考古遺址出土的咀嚼過的絲蘭纖維，進(jìn)行了一項(xiàng)開創(chuàng)性研究。他相信科學(xué)家如今不只能從非人類材料上取得完整人類基因體，還能獲得微生物群系與飲食信息，這些工具將會(huì)設(shè)下新的黃金標(biāo)準(zhǔn)（gold standard），影響關(guān)于古代人口如何隨時(shí)間增長與變化、他們的健康程度，以及他們生計(jì)來源為何的研究。
「這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)步的速度無庸置疑地令人驚艷，」他說：「我們當(dāng)時(shí)能做到的事和他們現(xiàn)在能做到的事相比，差異極大。」
這也是很好的提醒，告訴我們即便是最不起眼的遺物也應(yīng)該獲得研究與保存，勒布朗補(bǔ)充道，并想起過去他向參觀皮保德博物館的訪客們，展示他研究的被嚼爛的干燥絲蘭碎片的情景。
「他們會(huì)看著這小塊破爛的纖維碎片，而我會(huì)說這座博物館已經(jīng)收藏這個(gè)對(duì)象一百多年了。訪客們沒人理解我們?yōu)槭裁匆M(fèi)力保存這個(gè)小東西，然后我會(huì)說，我們從這上面取得了人類DNA，他們的眼神會(huì)變成『哇』。」
勒布朗想象歐洲過去保管「石器時(shí)代口香糖」的人，也會(huì)因?yàn)檫@些的古老樺木瀝青塊而面臨類似的疑問，而如今證明這些瀝青塊可能藏有無價(jià)的信息，能改變我們對(duì)遙遠(yuǎn)過去的理解。
「之前一定有很多（政府）官員說：『你們干嘛浪費(fèi)錢和儲(chǔ)藏空間來放這些愚蠢的小黑塊？』」
「這正是為什么博物館要收藏這些東西──因?yàn)槲覀冞€不知道能用它們來做什么。」