Detektiivseriaalides ja -filmides, kus süžee juhtrolli mängivad kriminoloogid, võib sageli näha, kuidas need jäljed jätnud isik õnnestus sigaretipära või laua külge kleebitud närimiskummi järgi tuvastada. Päriselus saad tema kohta palju teada ka inimese suus olnud nätsu närimisest. Täna vaatleme uuringut, mille käigus Kopenhaageni ülikooli teadlased avastasid väljakaevamistel nn närimiskummi, mis on umbes 5700 aastat vana. Millist teavet võiksid teadlased nende leiust saada inimeste kohta, kellest veel võiks rääkida iidne närimiskumm ja kuidas võiks see uurimus mõjutada võitlust erinevate haigustega tulevikus? Vastused neile küsimustele ootavad meid teadlaste aruandes. Mine.
Uurimistöö alus
Selle uurimuse peategelane on kasevaik ehk kasetõrv. See pruunikasmust aine saadakse kinnises anumas kasetohu pealmise kihi (kasetohu) keetmisel. Sellistes tingimustes toimub kuumutamine ilma hapniku juurdepääsuta, s.t. kuivdestilleerimine. Kuumutamise käigus muutub kasetoht tõrvaks.
Iidsetel aegadel viidi see protsess läbi savianumates tule kohal. Tol ajal kasutati tõrva tavaliselt kivitoodete töötlemiseks universaalse liimina. Esimesed arheoloogilised leiud tõrvast, mida inimesed kasutasid, pärinevad paleoliitikumi perioodist.
Loogiline, et tõrva kasutati niiöelda “tööstuses”. Arheoloogid on aga leidnud hammaste jälgi paljudelt kasevaigu tükkidelt. Miks meie esivanemad tõrva närisid? Selle selgitamiseks on mitu teooriat. Esiteks kõvastub tõrv jahtudes kiiresti, nii et selle närimine võib olla tingitud soovist seda soojendada ja tööks pehmemaks muuta. On olemas teooria, mis väidab, et tõrva näriti suuõõnehaigustest põhjustatud valu vähendamiseks, kuna tõrva peetakse antiseptiliseks, kuigi väga nõrgaks. Samuti usuvad mõned teadlased, et see oli hambahügieeni algus ja tõrv toimis iidse hambaharjana. Ja kõige naljakam teooria, kuid seetõttu mitte mõttetu, on nauding. Muistsed inimesed oskasid vaiku närida niisama, s.t. ilma mõjuva põhjuseta.
Kasevaigu valmistamine praktikas.
Muistsete inimeste vaigu närimise teemal on palju spekuleeritud, kuid keegi pole teinud palju konkreetseid tulemusi andvaid uuringuid. Seetõttu otsustasid Kopenhaageni ülikooli teadlased analüüsida Lõuna-Taanis väljakaevamistel leitud näritud vaigu tükki (1а). Proovi uurimine näitas, et see ei sisaldanud ainult inimese DNA-d, vaid ka mikroobide DNA-d, mis võiksid öelda rohkem suuõõne mikrobioomi kohta. DNA leiti ka taimedelt, mida iidne inimene ilmselt enne vaigu närimist tarbis.
DNA on nii hästi säilinud, et teadlased on õnnelikud, et suutsid isoleerida kogu inimese genoomi. See pealtnäha tähtsusetu fakt on tegelikult läbimurre arheoloogias ja geneetikas. Fakt on see, et iidse inimese täielikku genoomi võis varem saada eranditult tema säilmetest (tavaliselt luudest).
Uuringute tulemused
Olles saanud "materiaalsed tõendid", alustasid arheoloogid selle samm-sammult analüüsi, et saada kõige täielikumat teavet meie kasevaiku närinud "kahtlusaluse" kohta.
Pilt nr 1
Radiosüsiniku dateerimine, mis tehti proovis oleva radioaktiivse isotoobi 14C koguse muutmisega võrreldes süsiniku stabiilsete isotoopidega, näitas, et kummi on 5858–5661 aastat vana.1b). See viitab sellele, et proov pärineb varaneoliitikumi perioodist. Seda perioodi nimetatakse ka "uueks kiviajaks", kuna kivitooted muutusid keerukamaks ning ilmus aukude lihvimise ja puurimise tehnoloogia.
Keemiline analüüs, kasutades Fourier' transformatsiooni infrapunaspektroskoopiat (FTIR), andis kaasaegse kasetõrvaga väga sarnase spektri. GC/MS (gaaskromatograafia/massispektromeetria) tuvastas triterpeenide betuliini ja lupeooli olemasolu, mis on üsna tavaline kasest võetud proovides (1c). Täiendav kinnitus selle kohta, et proov oli kask, oli sama GC/MS abil tuvastatud dikarboksüülhapete ja küllastunud rasvhapete jäljed.
Seega on teadlased leidnud, et prooviks on 5858–5661 aastat vana kasevaik (varaneoliitikum).
Järgmine samm oli DNA sekveneerimine, mis genereeris ligikaudu 360 miljonit aluspaari DNA järjestust, millest peaaegu kolmandikku oli võimalik unikaalselt sobitada inimese võrdlusgenoomiga (hg19).
Inimese DNA aluspaarjärjestused näitasid kõiki iidsete inimeste DNA-le omaseid tunnuseid: fragmentide üsna lühike keskmine pikkus, sagedane esinemine puriinid* õmbluse rebenemisele ja nähtavate asenduste sageduse suurenemisele tsütosiin* (C) sees tümiin* (T) DNA fragmentide 5′ otstes.
puriin* (C5N4H4) on imidaso[4,5-d]pürimidiinide lihtsaim esindaja.
tsütosiin* (C4H5N3O) on orgaaniline ühend, lämmastikalus, pürimidiini derivaat.
Timin* (C5H6N2O2) on pürimidiini derivaat, üks viiest lämmastikualusest.
Samuti genereeris see umbes 7.3 GB andmeid mitte-inimese järjestuste kohta.
Proov sisaldas ligikaudu 30% endogeenset inimese DNA-d. See on võrreldav iidsete inimeste hästi säilinud hammaste ja luudega.
X- ja Y-kromosoomidele vastavate paaristatud aluste järjestuste vahelise seose põhjal suutsid teadlased määrata iidse igemesõbra – naise – sugu.
Juuste, silmade ja naha värvi ennustamiseks tuletati genotüübid neljakümne ühe jaoks SNP*mis on süsteemi kaasatud .
SNP* (ühe nukleotiidi polümorfism) - ühe nukleotiidi suuruse DNA järjestuse erinevused sama liigi esindajate genoomis või homoloogsete kromosoomide homoloogsete piirkondade vahel.
See analüüs näitas, et naine oli tumedanahaline, tumepruunide juuste ja siniste silmadega.
Pilt nr 2
Teadlased leidsid uuritavast genoomist 593102 1000 SNP-d, mis olid varem genotüpiseeritud >100 kaasaegse inimese ja >XNUMX varem avaldatud iidse genoomi andmebaasis.
Pildi peal 2а on näidatud põhikomponentide analüüsi tulemused. See andmete mõõtmete vähendamise meetod võimaldas meil kindlaks teha, et iidne naine, kelle genoomi uuritakse, on tõenäoliselt lääne kütt-korilane (W.H.G.). Võrdlus alleelid* kaasaegsed inimesed ja iidne naine kinnitasid oma kuulumist väljakujunenud rühma (2b).
Alleelid* - sama geeni erinevad tüübid, mis asuvad homoloogsete kromosoomide samades piirkondades. Alleelid määravad konkreetse tunnuse arengusuuna.
Neid tulemusi kinnitab ka qpAdm analüüs. See analüüs näitab, et lihtsat lineaarset mudelit, mis eeldab iidse naise jaoks 100% WHG päritolu, ei saa keerulisema mudeli kasuks kõrvale heita (2c).
Valimi mitte-inimese järjestuste taksonoomilise koostise üldiseks iseloomustamiseks kasutati MetaPhlan2 - tööriista, mis on spetsiaalselt loodud saadud lühikeste järjestuste taksonoomiliseks profileerimiseks. püssi meetod*.
jahipüssi meetod* - meetod pikkade DNA lõikude sekveneerimiseks, kui kloonitud DNA fragmentide juhusliku massilise proovi saamine võimaldab taastada algse DNA järjestuse.
Pilt nr 3
"origamis" 3а näitab põhikomponentide analüüsi tulemusi, milles võrreldakse uuritava proovi mikroobset koostist ja 689 inimese mikrobioomi projekti (HMP) mikrobioomiprofiili. Näidisandmete ja HMP andmete vahel oli rühmitus, mis tähendab, et need olid väga sarnased. Seda on näha ka peal 3b, mis näitab vaigu mikroobset koostist võrreldes kahe mullaproovi samaga (kogu tehtud samas kohas) ja võrdluses tänapäeva inimese mikroobse koostisega.
Mikroobse koostise üksikasjalikum analüüs näitas bakterite esinemist Neisseria subflava и Rothia mucilaginosa ning Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsüütia и Treponema denticola. Lisaks avastati Epstein-Barri viiruse jälgi.
Rühma kuuluvad mitmed streptokokkide liigid MitisKaasa arvatud Streptococcus viridans и Streptococcus pneumoniae.
Tabel 1: Kõigi kasetõrva proovis leitud mitteinimese taksonite loetelu.
Aluspaaridega järjestustest rekonstrueeriti konsensusgenoom S. pneumoniae ja heterosügootsete saitide arvu hindamine. Tulemused näitasid mitme tüve olemasolu (pilt nr 4).
Pilt nr 4
Tüvede virulentsuse hindamiseks S. pneumoniaeiidsest vaigust ekstraheeritud teadlased sobitasid kontiigid (kattuvate DNA segmentide komplekt) virulentsusfaktorite täieliku andmebaasiga, võimaldades neil teadaolevaid geene tuvastada virulentsus* S. pneumoniae.
Virulentsus* — tüve võime nakatada uuritavat organismi.
Iidses proovis tuvastati 26 S. pneumoniae virulentsusfaktorit, sealhulgas kapsli polüsahhariidid (CPS), streptokoki enolaas (Eno) ja pneumokoki pinnaantigeen A (PsaA).
Muinasvaiguproovi analüüs näitas ka kahe taimeliigi jälgi: kask (Betula pendula) ja sarapuupähkel (Corylus avellana). Lisaks avastati umbes 50000 XNUMX jada, mis olid seotud sinikaelpartiga (Anas platyrhynchos, pardiliik).
Uuringu nüanssidega täpsemaks tutvumiseks soovitan vaadata и talle.
Epiloog
Seda uuringut võib saadud teabe hulka arvestades õigustatult nimetada ainulaadseks. Varem sai iidse inimese täielikku genoomi taastada eranditult tema säilmetest (luud ja hambad), kuid selles töös õnnestus teadlastel see saada näritud kasevaigust.
Nad leidsid, et iidset, 5700 aastat vana kummikummi näris tumeda naha, tumepruunide juuste ja siniste silmadega naine. See välimuse kirjeldus kinnitab veel kord, et heledam nahapigmentatsioon Euraasia lääneosa elanike seas hakkas ilmnema hiljem. Lisaks on sellised välised tunnused võrreldavad Lääne küttide-korilaste esindajate omadega, kelle hulka arvatavasti kuulus ka naine, kelle genoom proovist saadi.
Näritud vaigu uurimise eeliseks on see, et see annab teavet iidse inimese suuõõne mikroobse koostise kohta. See analüüs näitas mitut tüüpi bakterite olemasolu (Neisseria subflava, Rothia mucilaginosa, Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsüütia и Treponema denticola). Lisaks leiti Epstein-Barri viiruse jälgi, mis pole üllatav, arvestades selle viiruse suurt levimust tänapäeva inimeste seas (90–95% täiskasvanud elanikkonnast on selle kandjad).
Leiti ka mitut rühma streptokokkide liiki MitisKaasa arvatud Streptococcus viridans и Streptococcus pneumoniae.
Mis puutub iidse naise gastronoomilistesse eelistustesse, siis mitte-inimese DNA järjestuste hindamisel, mis samuti ei olnud seotud viiruste ega bakteritega, leiti jälgi kasest, sarapuupähklitest ja sinikaelpartidest. Võib oletada, et need taimed ja loomad olid selle perioodi iidsete inimeste toidu aluseks. Siiski on suur võimalus, et nende taimede ja loomade DNA sattus vaigu sisse, kuna muistne naine tarbis need veidi enne vaigu närimist. Teisisõnu, see võib olla üksikjuhtum.
Miks on vaik suurepärane iidse inimese DNA allikas? Asi on selles, et närimisprotsessi käigus "sulgetakse" DNA vaiguga ja talletatakse selle aseptiliste ja hüdrofoobsete omaduste tõttu.
Edaspidi plaanivad teadlased analüüsida ka teisi leitud proove, mis aitavad muistsete inimeste eluolu paremini mõista. Lisaks annab iidsete proovide mikroobne koostis ülevaate suuõõne mikroobide ja mõnede patogeenide arengust.
Sellest hoolimata on inimese kohta nii palju teavet koguda näritud vaigutükist, mille ta 5700 aastat tagasi välja sülitas, uskumatu saavutus. Mõne jaoks pole mineviku teave, eriti nii kauge teave, oluline. Kuid tegelikult, mida rohkem me oma esivanematest teame, seda rohkem mõistame oma tõelist olemust.
Reede off-top:
Video sellest, kuidas moodsas maailmas närimiskummi toodetakse.
Off-top 2.0:
Natuke nostalgiat :)
Aitäh vaatamast, olge uudishimulikud ja ilusat nädalavahetust kõigile! 🙂
Mõned reklaamid 🙂
Täname, et jäite meiega. Kas teile meeldivad meie artiklid? Kas soovite näha huvitavamat sisu? Toeta meid, esitades tellimuse või soovitades sõpradele, , algtaseme serverite ainulaadne analoog, mille me teie jaoks leiutasime: (saadaval RAID1 ja RAID10, kuni 24 tuuma ja kuni 40 GB DDR4-ga).
Dell R730xd 2x odavam Amsterdami Equinixi Tier IV andmekeskuses? Ainult siin Hollandis! Dell R420 – 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB – alates 99 dollarist! Millegi kohta lugema
Allikas: www.habr.com