Σε αστυνομικές σειρές και ταινίες, όπου οι εγκληματολόγοι παίζουν τον κύριο ρόλο της πλοκής, μπορείς συχνά να δεις πώς το άτομο που άφησε αυτά τα ίχνη αναγνωρίστηκε με επιτυχία από το τσιγάρο ή μασώντας τσίχλα κολλημένη στο τραπέζι. Στην πραγματική ζωή, μπορείτε επίσης να μάθετε πολλά γι 'αυτόν από το μάσημα τσίχλας που υπάρχει στο στόμα ενός ατόμου. Σήμερα θα δούμε μια μελέτη στην οποία επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης ανακάλυψαν «τσίχλες» κατά τη διάρκεια ανασκαφών, ηλικίας περίπου 5700 ετών. Ποιες πληροφορίες για τους ανθρώπους θα μπορούσαν να λάβουν οι επιστήμονες από τα ευρήματά τους, για ποιους άλλους θα μπορούσαν να μιλήσουν οι αρχαίες τσίχλες και πώς θα μπορούσε αυτή η έρευνα να επηρεάσει την καταπολέμηση διαφόρων ασθενειών στο μέλλον; Απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα μας περιμένουν στην έκθεση των επιστημόνων. Πηγαίνω.
Ερευνητική βάση
Ο κύριος χαρακτήρας αυτής της μελέτης είναι η ρητίνη σημύδας ή η πίσσα σημύδας. Αυτή η καστανομαύρη ουσία λαμβάνεται με βρασμό του ανώτερου στρώματος του φλοιού σημύδας (φλοιός σημύδας) σε ένα κλειστό δοχείο. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, η θέρμανση λαμβάνει χώρα χωρίς πρόσβαση σε οξυγόνο, δηλ. ξηρή απόσταξη. Κατά τη διαδικασία θέρμανσης, ο φλοιός σημύδας μετατρέπεται σε πίσσα.
Στην αρχαιότητα, αυτή η διαδικασία γινόταν σε πήλινα δοχεία πάνω από μια φωτιά. Εκείνες τις μέρες, η πίσσα χρησιμοποιήθηκε συνήθως για την επεξεργασία προϊόντων πέτρας ως καθολική κόλλα. Τα πρώτα αρχαιολογικά ευρήματα πίσσας που χρησιμοποιήθηκε από τον άνθρωπο χρονολογούνται από την Παλαιολιθική περίοδο.
Είναι λογικό ότι η πίσσα χρησιμοποιήθηκε στη «βιομηχανία», ας πούμε έτσι. Ωστόσο, οι αρχαιολόγοι έχουν βρει ίχνη δοντιών σε πολλά κομμάτια ρητίνης σημύδας. Γιατί οι πρόγονοί μας μασούσαν πίσσα; Υπάρχουν διάφορες θεωρίες για να το εξηγήσουν αυτό. Πρώτον, η πίσσα σκληραίνει γρήγορα όταν κρυώσει, οπότε το μάσημα μπορεί να οφείλεται στην επιθυμία να ζεσταθεί και να γίνει πιο μαλακό για τη δουλειά. Υπάρχει μια θεωρία που λέει ότι η πίσσα μασήθηκε για να μειωθεί ο πόνος που προκαλείται από ασθένειες της στοματικής κοιλότητας, αφού η πίσσα θεωρείται αντισηπτικό, αν και πολύ αδύναμο. Επίσης, ορισμένοι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτές ήταν οι απαρχές της οδοντικής υγιεινής και η πίσσα λειτουργούσε ως αρχαία οδοντόβουρτσα. Και η πιο αστεία θεωρία, αλλά επομένως όχι ανούσια, είναι η απόλαυση. Οι αρχαίοι άνθρωποι μπορούσαν να μασήσουν τη ρητίνη ακριβώς έτσι, δηλ. χωρίς κανένα καλό λόγο.
Κατασκευή ρητίνης σημύδας στην πράξη.
Υπάρχουν πολλές εικασίες για το θέμα της μάσησης ρητίνης από αρχαίους ανθρώπους, αλλά κανείς δεν έχει κάνει πολλή έρευνα που να δίνει συγκεκριμένα αποτελέσματα. Ως εκ τούτου, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης αποφάσισαν να αναλύσουν ένα κομμάτι μασημένης ρητίνης που βρέθηκε κατά τη διάρκεια ανασκαφών στη νότια Δανία (1a). Μια μελέτη του δείγματος έδειξε ότι δεν περιείχε μόνο ανθρώπινο DNA, αλλά και μικροβιακό DNA, το οποίο θα μπορούσε να πει περισσότερα για το στοματικό μικροβίωμα. Βρέθηκε επίσης DNA από φυτά που προφανώς καταναλώνονταν από τον αρχαίο άνθρωπο πριν μασήσει τη ρητίνη.
Το DNA είναι τόσο καλά διατηρημένο, που οι επιστήμονες είναι χαρούμενοι που κατάφεραν να απομονώσουν ολόκληρο το ανθρώπινο γονιδίωμα. Αυτό το φαινομενικά ασήμαντο γεγονός είναι στην πραγματικότητα μια σημαντική ανακάλυψη στην αρχαιολογία και τη γενετική. Το γεγονός είναι ότι το πλήρες γονιδίωμα ενός αρχαίου ανθρώπου μπορούσε προηγουμένως να ληφθεί αποκλειστικά από τα λείψανά του (συνήθως οστά).
Αποτελέσματα της μελέτης
Έχοντας λάβει τα «υλικά στοιχεία», οι αρχαιολόγοι ξεκίνησαν μια βήμα προς βήμα ανάλυσή τους για να λάβουν τις πληρέστερες πληροφορίες για τον «ύποπτο» μας, ο οποίος μασούσε ρητίνη σημύδας.
Εικόνα #1
Η χρονολόγηση με ραδιενεργό άνθρακα, η οποία γίνεται μεταβάλλοντας την ποσότητα του ραδιενεργού ισοτόπου 14C σε ένα δείγμα σε σχέση με σταθερά ισότοπα άνθρακα, βρήκε ότι το κόμμι ήταν ηλικίας μεταξύ 5858 και 5661 ετών (1b). Αυτό υποδηλώνει ότι το δείγμα χρονολογείται από την Πρώιμη Νεολιθική περίοδο. Αυτή η περίοδος ονομάζεται επίσης «Νέα Εποχή του Λίθου», καθώς τα προϊόντα πέτρας έγιναν πιο περίπλοκα και εμφανίστηκε η τεχνολογία λείανσης και διάνοιξης οπών.
Η χημική ανάλυση με τη χρήση φασματοσκοπίας υπέρυθρου μετασχηματισμού Fourier (FTIR) παρήγαγε ένα φάσμα πολύ παρόμοιο με τη σύγχρονη πίσσα σημύδας. Το GC/MS (αέρια χρωματογραφία/φασματομετρία μάζας) αποκάλυψε την παρουσία τριτερπενίων βετουλίνης και λουπεόλης, η οποία είναι αρκετά κοινή σε δείγματα που λαμβάνονται από σημύδα (1c). Πρόσθετη επιβεβαίωση ότι το δείγμα ήταν σημύδα ήταν τα ίχνη δικαρβοξυλικών οξέων και κορεσμένων λιπαρών οξέων που ταυτοποιήθηκαν από το ίδιο GC/MS.
Έτσι, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι το δείγμα είναι ρητίνη σημύδας ηλικίας από 5858 έως 5661 χρόνια (πρώιμη νεολιθική).
Το επόμενο βήμα ήταν ο προσδιορισμός αλληλουχίας DNA, ο οποίος δημιούργησε περίπου 360 εκατομμύρια αλληλουχίες DNA με ζεύγη βάσεων, σχεδόν το ένα τρίτο των οποίων θα μπορούσε να αντιστοιχιστεί μοναδικά με το ανθρώπινο γονιδίωμα αναφοράς (hg19).
Οι σειρές βάσεων του ανθρώπινου DNA έδειξαν όλα τα χαρακτηριστικά που είναι εγγενή στο DNA των αρχαίων ανθρώπων: αρκετά μικρά μέσα μήκη θραυσμάτων, συχνή παρουσία πουρίνες* σε ρήξη ραφής και αυξημένη συχνότητα ορατών αντικαταστάσεων κυτοσίνη* (Γ) επάνω θυμίνη* (Τ) στα 5' άκρα των θραυσμάτων DNA.
Πουρίνη* (C5N4H4) είναι ο απλούστερος εκπρόσωπος των ιμιδαζο[4,5-d]πυριμιδινών.
Κυτοσίνη* Το (C4H5N3O) είναι μια οργανική ένωση, μια αζωτούχα βάση, ένα παράγωγο πυριμιδίνης.
Τιμίν* Το (C5H6N2O2) είναι ένα παράγωγο πυριμιδίνης, μία από τις πέντε αζωτούχες βάσεις.
Παρήγαγε επίσης περίπου 7.3 GB δεδομένων σχετικά με μη ανθρώπινες ακολουθίες.
Το δείγμα περιείχε περίπου 30% ενδογενές ανθρώπινο DNA. Αυτό είναι συγκρίσιμο με τα καλοδιατηρημένα δόντια και οστά των αρχαίων ανθρώπων.
Με βάση τη σχέση μεταξύ των αλληλουχιών των ζευγαρωμένων βάσεων που αντιστοιχούν στα χρωμοσώματα Χ και Υ, οι επιστήμονες μπόρεσαν να προσδιορίσουν το φύλο του αρχαίου λάτρη των ούλων - θηλυκό.
Προκειμένου να προβλεφθεί το χρώμα των μαλλιών, των ματιών και του δέρματος, ελήφθησαν γονότυποι για σαράντα ένα SNP*που περιλαμβάνονται στο σύστημα .
SNP* (πολυμορφισμός απλού νουκλεοτιδίου) - διαφορές στην αλληλουχία DNA ενός νουκλεοτιδίου σε μέγεθος στο γονιδίωμα των εκπροσώπων του ίδιου είδους ή μεταξύ ομόλογων περιοχών ομόλογων χρωμοσωμάτων.
Αυτή η ανάλυση έδειξε ότι η γυναίκα ήταν μελαχρινή με σκούρα καστανά μαλλιά και μπλε μάτια.
Εικόνα #2
Οι επιστήμονες βρήκαν 593102 SNP στο υπό μελέτη γονιδίωμα που είχαν προηγουμένως γονοτυπογραφηθεί σε μια βάση δεδομένων με >1000 σύγχρονους ανθρώπους και >100 παλαιότερα δημοσιευμένα αρχαία γονιδιώματα.
Στην εικόνα 2a παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της ανάλυσης του κύριου συστατικού. Αυτή η μέθοδος μείωσης διαστάσεων δεδομένων μας επέτρεψε να προσδιορίσουμε ότι η αρχαία γυναίκα της οποίας το γονιδίωμα μελετάται είναι πιθανότατα δυτικός κυνηγός-συλλέκτης (W.H.G.). Σύγκριση αλληλόμορφα* σύγχρονοι άνθρωποι και μια αρχαία γυναίκα επιβεβαίωσαν τη συμμετοχή της σε μια καθιερωμένη ομάδα (2b).
Αλληλόμορφα* - διαφορετικοί τύποι του ίδιου γονιδίου, που βρίσκονται στις ίδιες περιοχές ομόλογων χρωμοσωμάτων. Τα αλληλόμορφα καθορίζουν την κατεύθυνση ανάπτυξης ενός συγκεκριμένου χαρακτηριστικού.
Αυτά τα αποτελέσματα επιβεβαιώνονται επίσης από την ανάλυση qpAdm. Αυτή η ανάλυση δείχνει ότι ένα απλό γραμμικό μοντέλο, το οποίο υποθέτει 100% προέλευση WHG για την αρχαία γυναίκα, δεν μπορεί να απορριφθεί υπέρ ενός πιο σύνθετου μοντέλου (2s).
Για τον γενικό χαρακτηρισμό της ταξινομικής σύνθεσης μη ανθρώπινων αλληλουχιών στο δείγμα, χρησιμοποιήθηκε το MetaPhlan2, ένα εργαλείο ειδικά σχεδιασμένο για ταξινομικό προφίλ σύντομων αλληλουχιών που ελήφθησαν μέθοδος κυνηγετικού όπλου*.
Μέθοδος κυνηγετικού όπλου* - μια μέθοδος αλληλουχίας μακρών τμημάτων DNA, όταν λαμβάνετε ένα τυχαίο μαζικό δείγμα κλωνοποιημένων θραυσμάτων DNA σας επιτρέπει να επαναφέρετε την αρχική αλληλουχία DNA.
Εικόνα #3
Στο "οριγκάμι" 3a δείχνει τα αποτελέσματα μιας ανάλυσης κύριου συστατικού που συγκρίνει τη μικροβιακή σύνθεση του δείγματος της μελέτης και 689 προφίλ μικροβιώματος από το Human Microbiome Project (HMP). Υπήρχε ομαδοποίηση μεταξύ των δεδομένων του δείγματος και των δεδομένων HMP, που σημαίνει ότι ήταν πολύ παρόμοια. Αυτό είναι επίσης ορατό στο 3b, που δείχνει τη μικροβιακή σύσταση της ρητίνης σε σύγκριση με την ίδια από δύο δείγματα εδάφους (η συλλογή έγινε στον ίδιο χώρο) και σε σύγκριση με τη μικροβιακή σύνθεση του σύγχρονου ανθρώπου.
Μια πιο λεπτομερής ανάλυση της μικροβιακής σύνθεσης έδειξε την παρουσία βακτηρίων Neisseria subflava и Rothia mucilaginosaΚαι Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia и Treponema denticola. Επιπλέον, εντοπίστηκαν ίχνη του ιού Epstein-Barr.
Αρκετά είδη στρεπτόκοκκων που ανήκουν στην ομάδα ΜίτιςΣυμπεριλαμβανομένου Streptococcus viridans и Streptococcus pneumoniae.
Πίνακας 1: Κατάλογος όλων των μη ανθρώπινων taxa που βρέθηκαν στο δείγμα πίσσας σημύδας.
Ένα συναινετικό γονιδίωμα ανακατασκευάστηκε από αλληλουχίες ζευγών βάσεων S. pneumoniae και εκτίμηση του αριθμού των ετερόζυγων θέσεων. Τα αποτελέσματα έδειξαν την παρουσία πολλών στελεχών (εικόνα #4).
Εικόνα #4
Για την αξιολόγηση της λοιμογόνου δράσης των στελεχών S. pneumoniaeπου εξήχθη από αρχαία ρητίνη, οι επιστήμονες ταίριαξαν contigs (ένα σύνολο επικαλυπτόμενων τμημάτων DNA) με μια πλήρη βάση δεδομένων παραγόντων λοιμογόνου δράσης, επιτρέποντάς τους να αναγνωρίσουν γνωστά γονίδια τοξικότητα* S. pneumoniae.
Τοξικότητα* — ο βαθμός της ικανότητας του στελέχους να μολύνει τον υπό μελέτη οργανισμό.
Είκοσι έξι λοιμογόνοι παράγοντες του S. pneumoniae ταυτοποιήθηκαν στο αρχαίο δείγμα, συμπεριλαμβανομένων των καψικών πολυσακχαριτών (CPS), της στρεπτοκοκκικής ενολάσης (Eno) και του πνευμονιοκοκκικού επιφανειακού αντιγόνου Α (PsaA).
Η ανάλυση του αρχαίου δείγματος ρητίνης αποκάλυψε επίσης την παρουσία ιχνών δύο φυτικών ειδών: της σημύδας (Betula pendula) και της φουντουκιάς (Corylus avellana). Επιπλέον, ανακαλύφθηκαν περίπου 50000 αλληλουχίες που σχετίζονταν με την αγριόπαπια (Anas platyrhynchos, ένα είδος πάπιας).
Για μια πιο λεπτομερή εξοικείωση με τις αποχρώσεις της μελέτης, συνιστώ να κοιτάξετε и σε αυτόν.
Επίλογος
Αυτή η μελέτη μπορεί δικαίως να ονομαστεί μοναδική, δεδομένου του όγκου των πληροφοριών που λαμβάνονται. Προηγουμένως, το πλήρες γονιδίωμα ενός αρχαίου ατόμου μπορούσε να αποκατασταθεί αποκλειστικά από τα υπολείμματά του (οστά και δόντια), αλλά σε αυτήν την εργασία, οι επιστήμονες μπόρεσαν να το λάβουν από μασημένη ρητίνη σημύδας.
Διαπίστωσαν ότι η αρχαία τσίχλα, ηλικίας 5700 ετών, μασήθηκε από μια γυναίκα με σκούρο δέρμα, σκούρα καστανά μαλλιά και μπλε μάτια. Αυτή η περιγραφή της εμφάνισης επιβεβαιώνει για άλλη μια φορά ότι η ελαφρύτερη μελάγχρωση του δέρματος στους κατοίκους του δυτικού τμήματος της Ευρασίας άρχισε να εμφανίζεται αργότερα. Επιπλέον, τέτοια εξωτερικά χαρακτηριστικά είναι συγκρίσιμα με εκείνα των εκπροσώπων των δυτικών κυνηγών-τροφοσυλλεκτών, που πιθανώς περιελάμβαναν τη γυναίκα της οποίας το γονιδίωμα ελήφθη από το δείγμα.
Το πλεονέκτημα της μελέτης της μασημένης ρητίνης είναι ότι παρέχει πληροφορίες σχετικά με τη μικροβιακή σύνθεση της στοματικής κοιλότητας ενός αρχαίου ανθρώπου. Αυτή η ανάλυση έδειξε την παρουσία πολλών τύπων βακτηρίων (Neisseria subflava, Rothia mucilaginosa, Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia и Treponema denticola). Επιπλέον, βρέθηκαν ίχνη του ιού Epstein-Barr, κάτι που δεν προκαλεί έκπληξη, δεδομένου του υψηλού επιπολασμού αυτού του ιού στους σύγχρονους ανθρώπους (90-95% του ενήλικου πληθυσμού είναι φορείς του).
Βρέθηκαν επίσης αρκετά είδη στρεπτόκοκκων από την ομάδα ΜίτιςΣυμπεριλαμβανομένου Streptococcus viridans и Streptococcus pneumoniae.
Όσον αφορά τις γαστρονομικές προτιμήσεις της αρχαίας γυναίκας, η αξιολόγηση αλληλουχιών μη ανθρώπινου DNA, που επίσης δεν σχετίζονταν με ιούς ή βακτήρια, διαπίστωσε ίχνη από σημύδα, φουντούκια και πάπιες αγριόπαπιας. Μπορεί να υποτεθεί ότι αυτά τα φυτά και τα ζώα ήταν η βάση της τροφής για τους αρχαίους ανθρώπους εκείνης της περιόδου. Ωστόσο, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα το DNA αυτών των φυτών και ζώων να μπήκε στη ρητίνη επειδή η αρχαία γυναίκα τα κατανάλωσε λίγο πριν μασήσει τη ρητίνη. Με άλλα λόγια, αυτό θα μπορούσε να είναι ένα μεμονωμένο περιστατικό.
Γιατί η ρητίνη είναι μια εξαιρετική πηγή αρχαίου ανθρώπινου DNA; Το θέμα είναι ότι κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μάσησης, το DNA «σφραγίζεται» με ρητίνη και αποθηκεύεται σε αυτό λόγω των ασηπτικών και υδρόφοβων ιδιοτήτων του.
Στο μέλλον, οι επιστήμονες σχεδιάζουν να αναλύσουν άλλα δείγματα που βρέθηκαν, τα οποία θα βοηθήσουν στην περαιτέρω κατανόηση της ζωής των αρχαίων ανθρώπων. Επιπλέον, η μικροβιακή σύνθεση αρχαίων δειγμάτων παρέχει πληροφορίες για την εξέλιξη των μικροβίων του στόματος και ορισμένων παθογόνων.
Ανεξάρτητα από αυτό, το να συλλέξει κανείς τόσες πολλές πληροφορίες για έναν άνθρωπο από ένα κομμάτι μασημένης ρητίνης που έφτυσε πριν από 5700 χρόνια είναι ένα απίστευτο επίτευγμα. Για κάποιους, οι πληροφορίες από το παρελθόν, ειδικά ένα τόσο μακρινό, δεν είναι σημαντικές. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, όσο περισσότερα γνωρίζουμε για τους προγόνους μας, τόσο περισσότερο κατανοούμε τον πραγματικό μας εαυτό.
Παρασκευή εκτός κορυφής:
Ένα βίντεο για το πώς παράγεται η τσίχλα στον σύγχρονο κόσμο.
Off-top 2.0:
Λίγη νοσταλγία :)
Ευχαριστούμε για την παρακολούθηση, μείνετε περίεργοι και να έχετε ένα υπέροχο Σαββατοκύριακο σε όλους! 🙂
Μερικές διαφημίσεις 🙂
Σας ευχαριστούμε που μείνατε μαζί μας. Σας αρέσουν τα άρθρα μας; Θέλετε να δείτε πιο ενδιαφέρον περιεχόμενο; Υποστηρίξτε μας κάνοντας μια παραγγελία ή προτείνοντας σε φίλους, , ένα μοναδικό ανάλογο διακομιστών εισαγωγικού επιπέδου, το οποίο εφευρέθηκε από εμάς για εσάς: (διατίθεται με RAID1 και RAID10, έως 24 πυρήνες και έως 40 GB DDR4).
Το Dell R730xd 2 φορές φθηνότερο στο κέντρο δεδομένων Equinix Tier IV στο Άμστερνταμ; Μόνο εδώ στην Ολλανδία! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - από 99$! Διαβάστε σχετικά
Πηγή: www.habr.com