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谁是尼安德特人的牙医?

   在比利时发现于的尼安德特人下颔骨,其中的基因线索有助我们了解古代饮食与牙垢的关联。 PHOTOGRAPH BY ROYAL BELGIAN INSTITUTE

在比利时发现于的尼安德特人下颔骨,其中的基因线索有助我们了解古代饮食与牙垢的关联。 PHOTOGRAPH BY ROYAL BELGIAN INSTITUTE OF NATURE SCIENCES

尼安德特人的牙齿特写,显示牙结石在牙釉质上形成一层外壳。 PHOTOGRAPH BY ROYAL BELGIAN INSTITUTE OF NATURE SCI

尼安德特人的牙齿特写,显示牙结石在牙釉质上形成一层外壳。 PHOTOGRAPH BY ROYAL BELGIAN INSTITUTE OF NATURE SCIENCES

其中一具比利时尼安德特人的骨骸。 PHOTOGRAPH BY ROYAL BELGIAN INSTITUTE OF NATURE SCIENCES

其中一具比利时尼安德特人的骨骸。 PHOTOGRAPH BY ROYAL BELGIAN INSTITUTE OF NATURE SCIENCES


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(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:Michelle Z. Donahue 编译:林圭侦):仔细观察古代牙菌斑中的DNA,可以发现许多有趣的细节,止痛剂的证据只是其一。

尼安德特人没有防止牙结石生成的牙膏,真是太好了。

那些在我们看来难看的牙垢,对研究人类演化的微生物学者来说,如今都成了金矿。从尼安德特人口中搜集到的硬化牙菌斑带有这种史前人族的饮食资讯,包含他们所吃的动、植物,此外,微生物残余也大量揭示了他们如何过活,甚至为何生病。研究人员从三具发现于比利时和西班牙的尼安德特人下颔中,提取古代DNA和细菌,成果发表于3月8日的《自然》期刊。

我们如何对抗疾病

利用科学方法解开遗传密码,人类对药物无止境的追寻,不仅造就了我们现代人,也打造未来的超级人类。

比利时的尼安德特人饮食中有大量的肉类,根据是找到披毛犀与野生绵羊的DNA;而西班牙的的尼安德特人似乎是吃素的,包含苔藓类、松子和香菇。然而或许更有意思的是魏里奇(Laura Weyrich)团队从钙化牙斑菌中发现的丰富微生物。他们从这些史前人类身体内外的微生物群系(包括细菌和真菌)复原出了DNA。

「这让我们对尼安德特人的日常生活中接触了多少包罗万象的事物有些概念,包含疾病与他们用来治病的药物。」魏里奇说。她是澳洲阿得雷德大学的微生物学家,也是主导这项研究的学者。例如,在西班牙El Sidrón出土的尼安德特人,似乎曾受到某些菌株的折磨,并可能因此寻求药用植物的治疗。

这个西班牙人的口中可能因甲烷短杆菌(Methanobrevibacter oralis)的亚种而长了脓疮。样本中同时也发现的白杨可能提供了水杨酸(也就是阿司匹灵的活性成分)来缓解疼痛。这个尼安德特人也同样处理了另一个病原体──肠上皮细胞微孢子虫(Enterocytozoon bieneusi)所导致的腹泻和呕吐问题,甚至可能利用能产生抗生素的霉菌来治疗,在他牙齿中的植物体上就发现了来自盘尼西林属(Penicillium rubens)的遗传物质。

如何消化资料

事实上,利用观察牙菌斑来寻找古代生活线索已经行之有年,这项研究的共同作者多柏尼(Keith Dobney)自1980年代以来就已经在利用类似的技术。但一直到了超大功率的显微镜和精确的遗传学工具出现以后,研究人员才能更深入史前的牙菌斑,真正理解到潜藏的研究可能。

更糟的是,魏里奇说,直到10到15年前,每遇有新样本,博物馆和实验室循例仍会清除牙结石,因为科学家对牙齿本身的生长和磨损模式更感兴趣。严格来说,尼安德特人同时是肉食者和素食者,以及他们能够利用植物自我治疗这件事并非新的发现。这项研究只是支持了先前牙釉质中氮同位素测得的结果,他们的牙缝中也确有植物残渣存在。

真正吸引魏里奇和她的研究团队注意的是,这次的新资料显示肉食和素食的尼安德特人口中的微生物群系是截然不同的,两者也均和现代人体内的微生物混合物不一样。他们的饮食可能正是造成他们不同的原因,有了这些古代的参考依据以后,科学家如今对饮食如何随时间影响微生物群系,以及这些如何塑造我们的演化便能有更好的追踪。

魏里奇说:「观察饮食间的变化如何导致微生物群系改变就现代医学来说非常困难──你得找来数百万人连续几个月都吃一样的东西」。 「但如果以尼安德特人为模型(他们因为生活限缩于一个地点,也只能利用当地的饮食)我们就能确认他们做了什么而影响微生物群系。」

来自亚伯丁大学的考古学者多柏尼说,他希望能将农业盛行后的生物群落与史前做比较,这可以帮助我们对抗现代饮食中的有害的部分。多柏尼说:「微生物和我们一起演化了数百万年,我们的生活中不能没有它们。 」「肥胖、糖尿病──这些不是凭空而来。 这将能使我们对人口迁移和饮食变化如何影响人类社会有更深刻的认识。」这项研究甚至可为尼安德特人最终为何灭绝提供新的线索。

「我们所观察的比利时尼安德特人已是最后活存的几个,因此如果有任何迹象显示攸关他们健康的微生物群系有所变化,那么这将是我们希望看到的。」魏里奇说。魏里奇的团队也为4万8000年前导致牙龈疾病的甲烷短杆菌做完整的基因定序,这也是迄今为止最古老的细菌基因定序。

他们发现这种菌株大约在12万5000年前就有了,这也是智人和尼安德特人被认为有混种的时间。由于在现代,这类细菌是经由唾液在人与人之间传播,这也引发一个有趣的问题,智人和尼安德特人在亲密时刻如何互动。

魏里奇说:「繁殖过程经常被想像成是仓促、草率的,但这些口腔微生物却都是通过接吻或共享食物传播的。」 「这也是为什么尼安德特人口中的微生物可以透露更多关于他们可能如何与智人相处,而这只是一个在嘴里的微生物!」虽然要确认那些细菌如何在人群间流动还有更多工作要做,但这个想法已引起新墨西哥大学的人类学者史特劳斯(Lawrence Straus)注意,他已研究欧洲的尼安德特人45年了。

「发现有证据能证实特定的细菌从尼安德特人流向智人实在是太棒了!」史特劳斯说。他也很高兴看到先进的齿科技术能应用于其他古代人类的亲戚:「也许有人会想试试从我们El Mirón红女士的牙结石中提取细菌。」这具著名的红色骨骸是一位1万8700年前死于西班牙北部的女性。




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