آدامس 5700 ساله در مورد فردی که آن را جویده است به ما چه می گوید؟

در سریال‌ها و فیلم‌های پلیسی که جرم‌شناسان نقش اصلی را برعهده دارند، اغلب می‌توان دید که چگونه فردی که این آثار را به جا گذاشته با ته سیگار یا با جویدن آدامس چسبیده به میز با موفقیت شناسایی می‌شود. در زندگی واقعی نیز می توانید از جویدن آدامسی که در دهان یک فرد بوده است، چیزهای زیادی در مورد او بیاموزید. امروز ما به مطالعه ای نگاه خواهیم کرد که در آن دانشمندان دانشگاه کپنهاگ "آدامس" را در حین کاوش ها کشف کردند که تقریباً 5700 سال قدمت دارد. دانشمندان چه اطلاعاتی در مورد انسان می‌توانستند از یافته‌های خود به دست آورند، آدامس‌های باستانی چه کسانی می‌توانستند درباره آنها صحبت کنند، و این تحقیقات چگونه می‌تواند بر مبارزه با بیماری‌های مختلف در آینده تأثیر بگذارد؟ پاسخ به این سوالات در گزارش دانشمندان منتظر ما است. برو

مبنای تحقیق

شخصیت اصلی این مطالعه رزین توس یا قطران توس است. این ماده سیاه مایل به قهوه ای از جوشاندن لایه رویی پوست درخت غان (پوست توس) در ظرف دربسته به دست می آید. در چنین شرایطی، گرمایش بدون دسترسی به اکسیژن رخ می دهد، یعنی. تقطیر خشک در طی فرآیند حرارت دادن، پوست درخت غان به قیر تبدیل می شود.

در زمان های قدیم، این فرآیند در ظروف سفالی روی آتش انجام می شد. در آن روزها، قطران معمولاً برای پردازش محصولات سنگی به عنوان یک چسب جهانی استفاده می شد. اولین یافته های باستان شناسی از قیر مورد استفاده انسان به دوره پارینه سنگی باز می گردد.

منطقی است که تار در "صنعت" استفاده می شود. با این حال، باستان شناسان آثاری از دندان بر روی بسیاری از قطعات رزین توس یافته اند. چرا اجداد ما قیر می جویدند؟ چندین نظریه برای توضیح این موضوع وجود دارد. اولاً، قطران هنگام سرد شدن به سرعت سفت می شود، بنابراین جویدن آن می تواند به دلیل تمایل به گرم کردن آن و نرم کردن آن برای کار باشد. نظریه ای وجود دارد که بیان می کند که تار برای کاهش درد ناشی از بیماری های حفره دهان جویده می شود، زیرا قطران یک ضد عفونی کننده است، هرچند بسیار ضعیف. همچنین برخی از محققان معتقدند که اینها آغاز بهداشت دندان بوده و تار به عنوان یک مسواک قدیمی عمل می کرده است. و خنده دارترین نظریه، اما بی معنی نیست، لذت است. مردم باستان می توانستند رزین را دقیقاً به همین شکل بجوند، یعنی. بدون هیچ دلیل موجهی

ساخت رزین توس در عمل.

حدس و گمان های زیادی در مورد موضوع جویدن رزین توسط مردم باستان وجود دارد، اما هیچ کس تحقیقات زیادی انجام نداده است که نتایج ملموسی به دست آورد. بنابراین، دانشمندان دانشگاه کپنهاگ تصمیم گرفتند قطعه‌ای از رزین جویده شده را که در حین حفاری در جنوب دانمارک پیدا شده است، تجزیه و تحلیل کنند.1a). مطالعه نمونه نشان داد که نه تنها حاوی DNA انسان است، بلکه DNA میکروبی نیز دارد که می تواند اطلاعات بیشتری در مورد میکروبیوم دهان داشته باشد. DNA همچنین از گیاهانی یافت شد که ظاهراً توسط انسان باستان قبل از جویدن رزین مصرف می شد.

DNA به خوبی حفظ شده است، دانشمندان خوشحال هستند که توانستند ژنوم کامل انسان را جدا کنند. این واقعیت به ظاهر ناچیز در واقع یک پیشرفت در باستان شناسی و ژنتیک است. واقعیت این است که ژنوم کامل یک فرد باستانی قبلاً منحصراً از بقایای او (معمولاً استخوان) بدست می آمد.

نتایج مطالعه

پس از دریافت "شواهد مادی"، باستان شناسان تجزیه و تحلیل گام به گام آن را آغاز کردند تا کامل ترین اطلاعات را در مورد "مظنون" ما، که رزین توس می جوید، به دست آورند.

تصویر شماره 1

تاریخ‌گذاری رادیوکربن، که با تغییر مقدار ایزوتوپ رادیواکتیو 14C در نمونه‌ای نسبت به ایزوتوپ‌های پایدار کربن انجام می‌شود، نشان داد که صمغ بین 5858 تا 5661 سال سن دارد.1b). این نشان می دهد که قدمت نمونه به دوره نوسنگی اولیه باز می گردد. این دوره همچنین "عصر سنگ جدید" نامیده می شود، زیرا محصولات سنگی پیچیده تر شد و تکنولوژی سنگ زنی و حفاری سوراخ ها ظاهر شد.

تجزیه و تحلیل شیمیایی با استفاده از طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) طیفی بسیار شبیه به قطران توس مدرن تولید کرد. GC/MS (کروماتوگرافی گازی/طیف‌سنجی جرمی) وجود تری ترپن‌های بتولین و لوپئول را نشان داد که در نمونه‌های گرفته‌شده از توس بسیار رایج است.1c). تأیید اضافی که نمونه توس بود، ردپای اسیدهای دی کربوکسیلیک و اسیدهای چرب اشباع شده توسط همان GC/MS بود.

بنابراین، دانشمندان دریافتند که نمونه، رزین توس با قدمت 5858 تا 5661 سال (اوایل دوران نوسنگی) است.

مرحله بعدی توالی یابی DNA بود که تقریباً 360 میلیون توالی DNA جفت پایه ایجاد کرد که تقریباً یک سوم آن می تواند به طور منحصر به فرد با ژنوم مرجع انسان (hg19) مطابقت داده شود.

توالی های جفت پایه DNA انسان تمام ویژگی های ذاتی DNA افراد باستان را نشان می دهد: طول متوسط ​​نسبتاً کوتاه قطعات، حضور مکرر پورین* به پارگی بخیه و افزایش دفعات جایگزینی قابل مشاهده سیتوزین* (C) روشن است تیمین* (T) در انتهای 5' قطعات DNA.

پورین* (C5N4H4) ساده ترین نماینده ایمیدازو [4,5،XNUMX-d] پیریمیدین ها است.

سیتوزین* (C4H5N3O) یک ترکیب آلی، یک پایه نیتروژنی، یک مشتق پیریمیدین است.

تیمین* (C5H6N2O2) یک مشتق پیریمیدین، یکی از پنج پایه نیتروژنی است.

همچنین حدود 7.3 گیگابایت داده در مورد توالی های غیر انسانی تولید کرد.

نمونه حاوی تقریباً 30 درصد DNA درون زا انسان بود. این قابل مقایسه با دندان ها و استخوان های مردم باستان است.

بر اساس رابطه بین توالی بازهای جفت مربوط به کروموزوم های X و Y، دانشمندان توانستند جنسیت عاشق آدامس باستانی - زن را تعیین کنند.

به منظور پیش‌بینی رنگ مو، چشم و پوست، ژنوتیپ‌ها برای چهل و یک استخراج شدند SNP*که در سیستم گنجانده شده اند HIrisPlex-S.

SNP* (چند شکلی تک نوکلئوتیدی) - تفاوت در توالی DNA یک نوکلئوتید در اندازه در ژنوم نمایندگان همان گونه یا بین مناطق همولوگ کروموزوم های همولوگ.

این تجزیه و تحلیل نشان داد که این زن پوستی تیره با موهای قهوه ای تیره و چشمان آبی داشت.

تصویر شماره 2

دانشمندان 593102 SNP را در ژنوم مورد مطالعه پیدا کردند که قبلاً در پایگاه داده ای از بیش از 1000 انسان مدرن و بیش از 100 ژنوم باستانی منتشر شده قبلی ژنوتیپ شده بودند.

روی تصویر 2a نتایج تجزیه و تحلیل مؤلفه های اصلی نشان داده شده است. این روش کاهش ابعاد داده ها به ما این امکان را می دهد که تشخیص دهیم زن باستانی که ژنوم او در حال مطالعه است به احتمال زیاد یک شکارچی-گردآورنده غربی است.W.H.G.). مقایسه مشخصات* مردم مدرن و یک زن باستانی عضویت خود را در یک گروه تاسیس تایید کردند (2b).

مشخصات* - انواع مختلف یک ژن که در مناطق مشابه کروموزوم های همولوگ قرار دارند. آلل ها جهت رشد یک صفت خاص را تعیین می کنند.

این نتایج با تجزیه و تحلیل qpAdm نیز تایید شده است. این تجزیه و تحلیل نشان می دهد که یک مدل خطی ساده، که منشاء 100٪ WHG را برای زن باستانی فرض می کند، نمی تواند به نفع یک مدل پیچیده تر کنار گذاشته شود.2).

برای توصیف گسترده ترکیب طبقه بندی توالی های غیر انسانی در نمونه، MetaPhlan2 استفاده شد، ابزاری که به طور خاص برای پروفایل طبقه بندی توالی های کوتاه به دست آمده طراحی شده است. روش تفنگ ساچمه ای*.

روش تفنگ ساچمه ای* - روشی برای تعیین توالی بخش های طولانی DNA، هنگام به دست آوردن یک نمونه عظیم تصادفی از قطعات DNA شبیه سازی شده به شما امکان می دهد توالی DNA اصلی را بازیابی کنید.

تصویر شماره 3

در مورد "اریگامی" 3a نتایج یک تجزیه و تحلیل اجزای اصلی را نشان می دهد که ترکیب میکروبی نمونه مورد مطالعه و 689 پروفایل میکروبیوم را از پروژه میکروبیوم انسانی (HMP) مقایسه می کند. بین داده های نمونه و داده های HMP خوشه بندی وجود داشت، به این معنی که آنها بسیار شبیه بودند. این نیز روی آن قابل مشاهده است 3bکه ترکیب میکروبی رزین را در مقایسه با همان از دو نمونه خاک (مجموعه در یک مکان ساخته شده است) و در مقایسه با ترکیب میکروبی انسان امروزی نشان می دهد.

تجزیه و تحلیل دقیق تر ترکیب میکروبی وجود باکتری را نشان داد نایسریا ساب فلوا и روتیا موسیلاژینوزاو Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia и Treponema denticola. علاوه بر این، ردپایی از ویروس اپشتین بار شناسایی شد.

چندین گونه استرپتوکوک متعلق به گروه میتاز جمله استرپتوکوک ویریدانس и استرپتوکوک پنومونیه.

جدول 1: فهرست همه گونه های غیر انسانی که در نمونه قیر توس یافت شده است.

ژنوم اجماع از توالی های جفت پایه بازسازی شد پنومونیه و تخمین تعداد سایت های هتروزیگوت. نتایج حضور چندین سویه را نشان داد (تصویر #4).

تصویر شماره 4

برای ارزیابی حدت سویه ها پنومونیهدانشمندان استخراج شده از رزین باستانی، contigs (مجموعه ای از بخش های DNA با هم تداخل دارند) را با یک پایگاه داده کامل از عوامل بیماری زایی تطبیق دادند و به آنها اجازه می داد ژن های شناخته شده را شناسایی کنند. حدت * S. pneumoniae.

خشونت* - درجه توانایی سویه برای آلوده کردن ارگانیسم مورد مطالعه.

بیست و شش عامل حدت S. pneumoniae در نمونه باستانی، از جمله پلی ساکاریدهای کپسولی (CPS)، انولاز استرپتوکوک (Eno)، و آنتی ژن سطح پنوموکوک A (PsaA) شناسایی شد.

تجزیه و تحلیل نمونه رزین قدیمی نیز وجود آثاری از دو گونه گیاهی را نشان داد: توس (Betula pendula) و فندق (Corylus avellana). علاوه بر این، حدود 50000 دنباله کشف شد که مربوط به اردک (Anas platyrhynchos، گونه ای از اردک) بود.

برای آشنایی دقیق تر با تفاوت های ظریف مطالعه، توصیه می کنم نگاه کنید دانشمندان گزارش می دهند и مواد اضافی به او.

خاتمه

این مطالعه را به درستی می توان با توجه به حجم اطلاعات به دست آمده منحصر به فرد نامید. پیش از این، ژنوم کامل یک فرد باستانی را می‌توان به طور انحصاری از بقایای او (استخوان‌ها و دندان‌ها) بازسازی کرد، اما در این کار، دانشمندان توانستند آن را از رزین جویده شده توس به دست آورند.

آنها دریافتند که آدامس باستانی 5700 ساله توسط زنی با پوست تیره، موهای قهوه ای تیره و چشمان آبی جویده شده است. این توصیف ظاهر بار دیگر تأیید می کند که رنگدانه های روشن تر پوست در میان ساکنان بخش غربی اوراسیا بعداً ظاهر شد. علاوه بر این، چنین ویژگی های خارجی قابل مقایسه با نمایندگان شکارچیان-گردآورنده غربی است که احتمالاً شامل زنی است که ژنوم آن از نمونه به دست آمده است.

مزیت مطالعه رزین جویده شده این است که اطلاعاتی در مورد ترکیب میکروبی حفره دهان یک فرد باستانی ارائه می دهد. این تجزیه و تحلیل وجود چندین نوع باکتری را نشان داد (نایسریا ساب فلوا, روتیا موسیلاژینوزا, Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia и Treponema denticola). علاوه بر این، ردپایی از ویروس اپشتین بار یافت شد که با توجه به شیوع بالای این ویروس در بین افراد مدرن (90-95٪ از جمعیت بزرگسال ناقلان آن هستند) جای تعجب نیست.

چندین گونه استرپتوکوک از این گروه نیز یافت شد میتاز جمله استرپتوکوک ویریدانس и استرپتوکوک پنومونیه.

در مورد ترجیحات غذایی زن باستانی، ارزیابی توالی‌های DNA غیرانسانی، که به ویروس‌ها یا باکتری‌ها نیز مربوط نمی‌شدند، ردپایی از توس، فندق و اردک اردک اردک را یافت. می توان فرض کرد که این گیاهان و جانوران اساس غذای مردمان باستانی آن دوره بوده اند. با این حال، احتمال زیادی وجود دارد که DNA این گیاهان و حیوانات وارد رزین شود، زیرا زن باستانی آنها را کمی قبل از جویدن رزین مصرف کرده است. به عبارت دیگر، این می تواند یک حادثه منفرد باشد.

چرا رزین منبع عالی DNA انسان باستانی است؟ نکته این است که در طول فرآیند جویدن، DNA به دلیل خواص آسپتیک و آبگریز آن با رزین "مهربندی" شده و در آن ذخیره می شود.

در آینده، دانشمندان قصد دارند سایر نمونه های یافت شده را تجزیه و تحلیل کنند که به درک بیشتر زندگی مردم باستان کمک می کند. علاوه بر این، ترکیب میکروبی نمونه‌های باستانی بینشی در مورد تکامل میکروب‌های دهان و برخی عوامل بیماری‌زا فراهم می‌کند.

صرف نظر از این، جمع آوری اطلاعات بسیار در مورد یک مرد از یک تکه رزین جویده شده که 5700 سال پیش تف کرده بود، یک دستاورد باورنکردنی است. برای برخی، اطلاعات مربوط به گذشته، به ویژه اطلاعات بسیار دور، مهم نیست. با این حال، در واقع، هر چه بیشتر در مورد اجداد خود بدانیم، خود واقعی خود را بیشتر درک می کنیم.

جمعه آف تاپ:

ویدئویی در مورد نحوه تولید آدامس در دنیای مدرن.

Off-top 2.0:

کمی دلتنگی :)

از تماشای شما متشکریم، کنجکاو بمانید و آخر هفته خوبی داشته باشید! 🙂

چند تبلیغ 🙂

از اینکه با ما ماندید متشکرم آیا مقالات ما را دوست دارید؟ آیا می خواهید مطالب جالب تری ببینید؟ با ثبت سفارش یا معرفی به دوستان از ما حمایت کنید ابر VPS برای توسعه دهندگان از 4.99 دلار, یک آنالوگ منحصر به فرد از سرورهای سطح ورودی که توسط ما برای شما اختراع شده است: تمام حقیقت در مورد VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps از 19 دلار یا چگونه سرور را به اشتراک بگذاریم؟ (در دسترس با RAID1 و RAID10، حداکثر 24 هسته و حداکثر 40 گیگابایت DDR4).

Dell R730xd 2 برابر ارزان تر در مرکز داده Equinix Tier IV در آمستردام؟ فقط اینجا 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV از 199 دلار در هلند! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - از 99 دلار! در مورد بخوانید نحوه ساخت شرکت زیرساخت کلاس با استفاده از سرورهای Dell R730xd E5-2650 v4 به ارزش 9000 یورو برای یک پنی؟

منبع: www.habr.com