Dans les séries policières et les films, où les criminologues jouent le rôle principal de conduite de l'intrigue, on peut souvent voir comment la personne qui a laissé ces traces a été identifiée avec succès grâce à un mégot de cigarette ou à un chewing-gum collé sur la table. Dans la vraie vie, vous pouvez également en apprendre beaucoup sur lui en mâchant du chewing-gum dans la bouche d’une personne. Aujourd'hui, nous allons examiner une étude dans laquelle des scientifiques de l'Université de Copenhague ont découvert du « chewing-gum » lors de fouilles, vieille d'environ 5700 XNUMX ans. Quelles informations sur les humains les scientifiques pourraient-ils tirer de leur découverte, de qui d'autre pourraient parler les anciens chewing-gums et comment ces recherches pourraient-elles affecter la lutte contre diverses maladies à l'avenir ? Les réponses à ces questions nous attendent dans le rapport des scientifiques. Aller.
Base de recherche
Le personnage principal de cette étude est la résine de bouleau ou goudron de bouleau. Cette substance brun-noir est obtenue en faisant bouillir la couche supérieure d'écorce de bouleau (écorce de bouleau) dans un récipient fermé. Dans de telles conditions, le chauffage se produit sans accès à l'oxygène, c'est-à-dire distillation sèche. Pendant le processus de chauffage, l’écorce de bouleau est transformée en goudron.
Dans les temps anciens, ce processus était effectué dans des récipients en argile au feu. À cette époque, le goudron était généralement utilisé pour traiter les produits en pierre comme colle universelle. Les premières découvertes archéologiques de goudron utilisé par l'homme remontent à la période paléolithique.
Il est logique que le goudron ait été utilisé dans « l’industrie », pour ainsi dire. Toutefois, les archéologues ont retrouvé des traces de dents sur de nombreux morceaux de résine de bouleau. Pourquoi nos ancêtres mâchaient-ils du goudron ? Il existe plusieurs théories pour expliquer cela. Premièrement, le goudron durcit rapidement lorsqu'il est refroidi, donc le mâcher pourrait être dû au désir de le réchauffer et de le rendre plus doux pour le travail. Il existe une théorie selon laquelle le goudron était mâché pour réduire la douleur causée par les maladies de la cavité buccale, car le goudron est considéré comme un antiseptique, bien que très faible. En outre, certains chercheurs pensent que ce sont les débuts de l’hygiène dentaire et que le goudron faisait office d’ancienne brosse à dents. Et la théorie la plus drôle, mais pour autant non dénuée de sens, c'est le plaisir. Les anciens pouvaient mâcher la résine comme ça, c'est-à-dire sans aucune bonne raison.
Fabriquer de la résine de bouleau en pratique.
Il y a beaucoup de spéculations sur le thème de la mastication de la résine par les peuples anciens, mais personne n'a fait beaucoup de recherches donnant des résultats concrets. C'est pourquoi des scientifiques de l'Université de Copenhague ont décidé d'analyser un morceau de résine mâchée trouvé lors de fouilles dans le sud du Danemark (1a). Une étude de l’échantillon a montré qu’il contenait non seulement de l’ADN humain, mais également de l’ADN microbien, ce qui pourrait en dire plus sur le microbiome oral. De l'ADN a également été trouvé à partir de plantes apparemment consommées par l'homme ancien avant de mâcher la résine.
L’ADN est si bien conservé que les scientifiques sont heureux d’avoir pu isoler le génome humain complet. Ce fait apparemment insignifiant constitue en réalité une avancée majeure en archéologie et en génétique. Le fait est que le génome complet d'une personne ancienne pouvait auparavant être obtenu exclusivement à partir de ses restes (généralement des os).
Résultats de l'étude
Ayant reçu les « preuves matérielles », les archéologues ont commencé une analyse étape par étape pour obtenir les informations les plus complètes sur notre « suspect » qui mâchait de la résine de bouleau.
Image #1
La datation au radiocarbone, qui est réalisée en faisant varier la quantité d'isotope radioactif 14C dans un échantillon par rapport aux isotopes stables du carbone, a révélé que la gomme avait entre 5858 5661 et XNUMX XNUMX ans (1b). Cela suggère que l’échantillon remonte à la période néolithique précoce. Cette période est également appelée le « nouvel âge de la pierre », car les produits en pierre sont devenus plus complexes et la technologie du meulage et du forage de trous est apparue.
L'analyse chimique utilisant la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) a produit un spectre très similaire à celui du goudron de bouleau moderne. La GC/MS (chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse) a révélé la présence de triterpènes bétuline et lupéol, assez courants dans les échantillons prélevés sur le bouleau (1c). Une confirmation supplémentaire que l'échantillon était du bouleau était les traces d'acides dicarboxyliques et d'acides gras saturés identifiées par le même GC/MS.
Ainsi, les scientifiques ont découvert que l'échantillon était de la résine de bouleau âgée de 5858 à 5661 ans (début du Néolithique).
L’étape suivante a été le séquençage de l’ADN, qui a généré environ 360 millions de séquences d’ADN appariées, dont près d’un tiers pouvaient correspondre de manière unique au génome humain de référence (hg19).
Les séquences de bases appariées de l'ADN humain présentaient toutes les caractéristiques inhérentes à l'ADN des peuples anciens : longueurs moyennes de fragments assez courtes, présence fréquente purines* à la rupture des sutures et à une fréquence accrue des remplacements visibles cytosine* (Escroquer thymine* (T) aux extrémités 5' des fragments d'ADN.
Purine* (C5N4H4) est le représentant le plus simple des imidazo[4,5-d]pyrimidines.
Cytosine* (C4H5N3O) est un composé organique, une base azotée, un dérivé de la pyrimidine.
Timin* (C5H6N2O2) est un dérivé de la pyrimidine, l'une des cinq bases azotées.
Il a également généré environ 7.3 Go de données concernant des séquences non humaines.
L’échantillon contenait environ 30 % d’ADN humain endogène. Ceci est comparable aux dents et aux os bien conservés des peuples anciens.
Sur la base de la relation entre les séquences de bases appariées correspondant aux chromosomes X et Y, les scientifiques ont pu déterminer le sexe de l'ancien amateur de gomme - une femme.
Afin de prédire la couleur des cheveux, des yeux et de la peau, des génotypes ont été dérivés pour quarante et un SNP*qui sont inclus dans le système .
SNP* (polymorphisme mononucléotidique) - différences de taille dans la séquence d'ADN d'un nucléotide dans le génome de représentants de la même espèce ou entre des régions homologues de chromosomes homologues.
Cette analyse a montré que la femme avait la peau foncée, les cheveux châtain foncé et les yeux bleus.
Image #2
Les scientifiques ont découvert 593102 1000 SNP dans le génome étudié, qui avaient déjà été génotypés dans une base de données de plus de 100 XNUMX humains modernes et de plus de XNUMX génomes anciens publiés précédemment.
Sur l'image 2a les résultats de l’analyse en composantes principales sont présentés. Cette méthode de réduction de dimensionnalité des données nous a permis de déterminer que la femme ancienne dont le génome est étudié est très probablement une chasseur-cueilleur occidental (W.H.G.). Comparaison allèles* les gens modernes et une femme ancienne ont confirmé son appartenance à un groupe établi (2b).
Allèles* - différents types d'un même gène, localisés dans les mêmes régions de chromosomes homologues. Les allèles déterminent la direction du développement d'un trait particulier.
Ces résultats sont également confirmés par l'analyse qpAdm. Cette analyse montre qu'un modèle linéaire simple, qui suppose une origine 100% WHG pour la femme ancienne, ne peut être écarté au profit d'un modèle plus complexe (2с).
Pour caractériser globalement la composition taxonomique des séquences non humaines de l'échantillon, MetaPhlan2 a été utilisé, un outil spécifiquement conçu pour le profilage taxonomique des séquences courtes obtenues. méthode du fusil de chasse*.
Méthode du fusil de chasse* - une méthode de séquençage de longues sections d'ADN, lors de l'obtention d'un échantillon massif et aléatoire de fragments d'ADN clonés, permet de restaurer la séquence d'ADN d'origine.
Image #3
Sur "l'origami" 3a montre les résultats d'une analyse en composantes principales comparant la composition microbienne de l'échantillon d'étude et 689 profils de microbiome du Human Microbiome Project (HMP). Il y avait un regroupement entre les données de l'échantillon et les données HMP, ce qui signifie qu'elles étaient très similaires. Ceci est également visible sur 3b, qui montre la composition microbienne de la résine en comparaison avec celle de deux échantillons de sol (la collecte a été réalisée au même endroit) et en comparaison avec la composition microbienne de l'homme moderne.
Une analyse plus détaillée de la composition microbienne a montré la présence de bactéries Neisseria subflava и Rothia mucilagineuseet Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia и Treponema denticola. De plus, des traces du virus Epstein-Barr ont été détectées.
Plusieurs espèces de streptocoques appartenant au groupe MitisY compris Streptocoque viridans и Streptococcus pneumoniae.
Tableau 1 : Liste de tous les taxons non humains trouvés dans l'échantillon de goudron de bouleau.
Un génome consensus a été reconstruit à partir de séquences appariées S. pneumoniae et estimation du nombre de sites hétérozygotes. Les résultats ont montré la présence de plusieurs souches (image #4).
Image #4
Évaluer la virulence des souches S. pneumoniaeextraits d'une résine ancienne, les scientifiques ont comparé des contigs (un ensemble de segments d'ADN qui se chevauchent) avec une base de données complète de facteurs de virulence, leur permettant d'identifier des gènes connus virulence* S. pneumoniae.
Virulence* — le degré de capacité de la souche à infecter l'organisme étudié.
Vingt-six facteurs de virulence de S. pneumoniae ont été identifiés dans l'échantillon ancien, notamment les polysaccharides capsulaires (CPS), l'énolase streptococcique (Eno) et l'antigène de surface pneumococcique A (PsaA).
L'analyse de l'échantillon de résine ancienne a également révélé la présence de traces de deux espèces végétales : le bouleau (Betula pendula) et le noisetier (Corylus avellana). En outre, environ 50000 XNUMX séquences liées au canard colvert (Anas platyrhynchos, une espèce de canard) ont été découvertes.
Pour une connaissance plus détaillée des nuances de l'étude, je recommande de regarder и pour lui.
Le final
Cette étude peut à juste titre être qualifiée d'unique, compte tenu de la quantité d'informations obtenues. Auparavant, le génome complet d'une personne ancienne pouvait être restauré exclusivement à partir de ses restes (os et dents), mais dans ce travail, les scientifiques ont pu l'obtenir à partir de résine de bouleau mâchée.
Ils ont découvert que l'ancienne gomme, vieille de 5700 XNUMX ans, avait été mâchée par une femme à la peau foncée, aux cheveux châtain foncé et aux yeux bleus. Cette description de l'apparence confirme une fois de plus qu'une pigmentation cutanée plus claire parmi les habitants de la partie occidentale de l'Eurasie a commencé à apparaître plus tard. De plus, ces caractéristiques externes sont comparables à celles des représentants des chasseurs-cueilleurs occidentaux, parmi lesquels vraisemblablement la femme dont le génome a été obtenu à partir de l'échantillon.
L’avantage de l’étude de la résine mâchée est qu’elle fournit des informations sur la composition microbienne de la cavité buccale d’un homme ancien. Cette analyse a montré la présence de plusieurs types de bactéries (Neisseria subflava, Rothia mucilagineuse, Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia и Treponema denticola). De plus, des traces du virus d'Epstein-Barr ont été trouvées, ce qui n'est pas surprenant compte tenu de la forte prévalence de ce virus parmi l'homme moderne (90 à 95 % de la population adulte en est porteuse).
Plusieurs espèces de streptocoques du groupe ont également été trouvées MitisY compris Streptocoque viridans и Streptococcus pneumoniae.
Quant aux préférences gastronomiques de la femme ancienne, l'évaluation de séquences d'ADN non humain, qui n'étaient pas non plus liées à des virus ou à des bactéries, a révélé des traces de bouleau, de noisettes et de canard colvert. On peut supposer que ces plantes et ces animaux constituaient la base de l'alimentation des peuples anciens de cette période. Cependant, il y a de fortes chances que l'ADN de ces plantes et animaux se soit retrouvé dans la résine, car l'ancienne femme les consommait peu de temps avant de mâcher la résine. En d’autres termes, il pourrait s’agir d’un incident isolé.
Pourquoi la résine est-elle une excellente source d’ADN humain ancien ? Le fait est que pendant le processus de mastication, l'ADN est « scellé » avec de la résine et stocké en raison de ses propriétés aseptiques et hydrophobes.
À l'avenir, les scientifiques prévoient d'analyser d'autres échantillons trouvés, ce qui contribuera à mieux comprendre la vie des peuples anciens. De plus, la composition microbienne d’échantillons anciens donne un aperçu de l’évolution des microbes buccaux et de certains agents pathogènes.
Quoi qu’il en soit, glaner autant d’informations sur un homme à partir d’un morceau de résine mâchée qu’il a craché il y a 5700 XNUMX ans est une réussite incroyable. Pour certains, les informations du passé, surtout si lointain, ne sont pas importantes. Cependant, en fait, plus nous en savons sur nos ancêtres, plus nous comprenons notre véritable identité.
Vendredi off-top :
Une vidéo sur la façon dont le chewing-gum est produit dans le monde moderne.
Hors-haut 2.0 :
Un peu de nostalgie :)
Merci d'avoir regardé, restez curieux et bon week-end à tous ! 🙂
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Source: habr.com