Dalam serial detektif dan film, di mana kriminolog memainkan peran utama dalam mengarahkan plot, Anda sering dapat melihat bagaimana orang yang meninggalkan jejak tersebut berhasil diidentifikasi melalui puntung rokok atau dengan permen karet yang menempel di meja. Di kehidupan nyata, Anda juga bisa belajar banyak tentang dia dari mengunyah permen karet yang pernah ada di mulut seseorang. Hari ini kita akan melihat sebuah penelitian di mana para ilmuwan dari Universitas Kopenhagen menemukan “permen karet” selama penggalian, yang berusia sekitar 5700 tahun. Informasi apa tentang manusia yang dapat diperoleh para ilmuwan dari temuan mereka, siapa lagi yang dapat diceritakan tentang permen karet kuno, dan bagaimana penelitian ini dapat memengaruhi upaya melawan berbagai penyakit di masa depan? Jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini menanti kita dalam laporan para ilmuwan. Pergi.
Dasar penelitian
Karakter utama penelitian ini adalah resin birch atau birch tar. Zat berwarna hitam kecoklatan ini diperoleh dengan cara merebus lapisan atas kulit pohon birch (birch kulit kayu) dalam wadah tertutup. Dalam kondisi seperti itu, pemanasan terjadi tanpa akses oksigen, mis. distilasi kering. Selama proses pemanasan, kulit kayu birch diubah menjadi tar.
Pada zaman dahulu, proses ini dilakukan dalam wadah tanah liat di atas api. Pada masa itu, tar biasanya digunakan untuk mengolah produk batu sebagai lem universal. Temuan arkeologis pertama tentang tar yang digunakan manusia berasal dari periode Paleolitikum.
Masuk akal jika tar digunakan dalam “industri”. Namun, para arkeolog telah menemukan bekas gigi di banyak potongan resin birch. Mengapa nenek moyang kita mengunyah tar? Ada beberapa teori yang menjelaskan hal ini. Pertama, tar cepat mengeras saat didinginkan, jadi mengunyahnya bisa jadi karena keinginan untuk menghangatkannya dan membuatnya lebih lembut untuk bekerja. Ada teori yang menyatakan bahwa tar dikunyah untuk mengurangi rasa sakit akibat penyakit rongga mulut, karena tar dianggap sebagai antiseptik, meskipun sangat lemah. Selain itu, beberapa peneliti percaya bahwa ini adalah awal mula kebersihan gigi, dan tar berfungsi sebagai sikat gigi kuno. Dan teori yang paling lucu, namun bukannya tidak berarti, adalah kesenangan. Orang zaman dahulu bisa mengunyah damar begitu saja, yaitu. tanpa alasan yang jelas.
Membuat resin birch dalam praktiknya.
Banyak spekulasi mengenai topik mengunyah damar oleh masyarakat zaman dahulu, namun belum banyak penelitian yang memberikan hasil konkrit. Oleh karena itu, para ilmuwan dari Universitas Kopenhagen memutuskan untuk menganalisis sepotong resin kunyah yang ditemukan selama penggalian di Denmark selatan (1a). Sebuah studi terhadap sampel menunjukkan bahwa sampel tersebut tidak hanya mengandung DNA manusia, tetapi juga DNA mikroba, yang dapat mengetahui lebih banyak tentang mikrobioma mulut. DNA juga ditemukan dari tumbuhan yang tampaknya dikonsumsi manusia purba sebelum dikunyah resinnya.
DNA-nya terpelihara dengan baik, sehingga para ilmuwan senang karena mereka mampu mengisolasi genom manusia secara lengkap. Fakta yang tampaknya tidak penting ini sebenarnya merupakan terobosan dalam arkeologi dan genetika. Faktanya adalah bahwa genom lengkap manusia purba sebelumnya dapat diperoleh secara eksklusif dari sisa-sisanya (biasanya tulang).
Hasil penelitian
Setelah menerima “bukti material”, para arkeolog memulai analisis langkah demi langkah untuk mendapatkan informasi paling lengkap tentang “tersangka” kami, yang mengunyah getah pohon birch.
Gambar #1
Penanggalan radiokarbon, yang dilakukan dengan memvariasikan jumlah isotop radioaktif 14C dalam sampel relatif terhadap isotop karbon stabil, menemukan bahwa permen karet tersebut berusia antara 5858 dan 5661 tahun (1b). Hal ini menunjukkan bahwa sampel tersebut berasal dari periode Neolitikum Awal. Periode ini juga disebut “Zaman Batu Baru”, ketika produk batu menjadi lebih kompleks, dan teknologi penggilingan dan pengeboran lubang muncul.
Analisis kimia menggunakan spektroskopi inframerah transformasi Fourier (FTIR) menghasilkan spektrum yang sangat mirip dengan tar birch modern. GC/MS (kromatografi gas/spektrometri massa) mengungkapkan adanya triterpen betulin dan lupeol, yang cukup umum pada sampel yang diambil dari pohon birch (1c). Konfirmasi tambahan bahwa sampel tersebut adalah kayu birch adalah adanya jejak asam dikarboksilat dan asam lemak jenuh yang diidentifikasi oleh GC/MS yang sama.
Dengan demikian, para ilmuwan telah menemukan bahwa sampel tersebut adalah resin birch berusia 5858 hingga 5661 tahun (Neolitikum awal).
Langkah selanjutnya adalah pengurutan DNA, yang menghasilkan sekitar 360 juta rangkaian DNA berpasangan basa, hampir sepertiga di antaranya dapat dicocokkan secara unik dengan genom referensi manusia (hg19).
Urutan pasangan basa DNA manusia menunjukkan semua ciri yang melekat pada DNA manusia purba: panjang rata-rata fragmen yang cukup pendek, kehadiran yang sering purin* untuk jahitan pecah dan peningkatan frekuensi penggantian yang terlihat sitosin* (C) pada timin* (T) di ujung 5′ fragmen DNA.
Purin* (C5N4H4) adalah perwakilan paling sederhana dari imidazo[4,5-d]pirimidin.
Sitosin* (C4H5N3O) adalah senyawa organik, basa nitrogen, turunan pirimidin.
Waktu* (C5H6N2O2) adalah turunan pirimidin, salah satu dari lima basa nitrogen.
Itu juga menghasilkan sekitar 7.3 GB data mengenai urutan non-manusia.
Sampel tersebut mengandung sekitar 30% DNA manusia endogen. Ini sebanding dengan gigi dan tulang manusia purba yang terpelihara dengan baik.
Berdasarkan hubungan antara rangkaian pasangan basa yang sesuai dengan kromosom X dan Y, para ilmuwan dapat menentukan jenis kelamin pecinta permen karet kuno - perempuan.
Untuk memprediksi warna rambut, mata dan kulit, genotipe diturunkan untuk empat puluh satu SNP*yang termasuk dalam sistem .
SNP* (polimorfisme nukleotida tunggal) - perbedaan ukuran urutan DNA dari satu nukleotida dalam genom perwakilan spesies yang sama atau antara daerah homolog dari kromosom homolog.
Analisis ini menunjukkan bahwa wanita tersebut berkulit gelap dengan rambut coklat tua dan mata biru.
Gambar #2
Para ilmuwan menemukan 593102 SNP dalam genom yang diteliti yang sebelumnya telah di-genotipe dalam database >1000 manusia modern dan >100 genom kuno yang diterbitkan sebelumnya.
Pada gambar 2a hasil analisis komponen utama ditampilkan. Metode reduksi dimensi data ini memungkinkan kami untuk menentukan bahwa wanita purba yang genomnya sedang dipelajari kemungkinan besar adalah pemburu-pengumpul Barat (W.H.G.). Perbandingan alel* orang modern dan seorang wanita kuno menegaskan keanggotaannya dalam kelompok mapan (2b).
Alel* - berbagai jenis gen yang sama, terletak di wilayah kromosom homolog yang sama. Alel menentukan arah perkembangan suatu sifat tertentu.
Hasil ini juga dikonfirmasi oleh analisis qpAdm. Analisis ini menunjukkan bahwa model linier sederhana, yang mengasumsikan 100% WHG berasal dari wanita purba, tidak dapat diabaikan dan digantikan dengan model yang lebih kompleks (2s).
Untuk mengkarakterisasi secara luas komposisi taksonomi rangkaian non-manusia dalam sampel, MetaPhlan2 digunakan, alat yang dirancang khusus untuk pembuatan profil taksonomi rangkaian pendek yang diperoleh. metode senapan*.
Metode senapan* - metode pengurutan bagian DNA yang panjang, ketika memperoleh sampel besar acak dari fragmen DNA hasil kloning memungkinkan Anda mengembalikan urutan DNA asli.
Gambar #3
Tentang "origami" 3a menunjukkan hasil analisis komponen utama yang membandingkan komposisi mikroba sampel penelitian dan 689 profil mikrobioma dari Human Microbiome Project (HMP). Terjadi pengelompokan antara data sampel dan data HMP, artinya keduanya sangat mirip. Hal ini juga terlihat pada 3b, yang menunjukkan komposisi mikroba resin dibandingkan dengan dua sampel tanah yang sama (pengumpulan dilakukan di tempat yang sama) dan dibandingkan dengan komposisi mikroba manusia modern.
Analisis lebih rinci terhadap komposisi mikroba menunjukkan adanya bakteri Neisseria subflava и Rothia mucilaginosaDan Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia и Treponema denticola. Selain itu, jejak virus Epstein-Barr juga terdeteksi.
Beberapa spesies streptokokus yang termasuk dalam kelompok tersebut MitTermasuk Streptococcus viridans и Streptococcus pneumoniae.
Tabel 1: Daftar semua taksa non-manusia yang ditemukan dalam sampel tar birch.
Genom konsensus direkonstruksi dari urutan pasangan basa S. pneumoniae dan estimasi jumlah situs heterozigot. Hasilnya menunjukkan adanya beberapa strain (gambar #4).
Gambar #4
Untuk menilai virulensi strain S. pneumoniaediekstraksi dari resin kuno, para ilmuwan mencocokkan contigs (seperangkat segmen DNA yang tumpang tindih) dengan database lengkap faktor virulensi, sehingga memungkinkan mereka mengidentifikasi gen yang diketahui. keracunan* S.pneumoniae.
Keracunan* — tingkat kemampuan strain untuk menginfeksi organisme yang diteliti.
Dua puluh enam faktor virulensi S. pneumoniae diidentifikasi dalam sampel kuno, termasuk polisakarida kapsular (CPS), streptokokus enolase (Eno), dan antigen permukaan pneumokokus A (PsaA).
Analisis sampel resin purba juga mengungkapkan adanya jejak dua spesies tanaman: birch (Betula pendula) dan hazelnut (Corylus avellana). Selain itu, ditemukan sekitar 50000 sekuens yang terkait dengan mallard (Anas platyrhynchos, sejenis bebek).
Untuk kenalan yang lebih detail dengan nuansa penelitian, saya sarankan untuk melihatnya и untuk dia.
Bagian terakhir dr suatu karya sastra
Penelitian ini berhak disebut unik, mengingat banyaknya informasi yang diperoleh. Sebelumnya, genom lengkap manusia purba hanya dapat dipulihkan dari sisa-sisanya (tulang dan gigi), tetapi dalam penelitian ini, para ilmuwan dapat memperolehnya dari resin birch yang dikunyah.
Mereka menemukan bahwa permen karet kuno berusia 5700 tahun itu dikunyah oleh seorang wanita berkulit gelap, rambut coklat tua, dan mata biru. Gambaran penampilan ini sekali lagi menegaskan bahwa pigmentasi kulit yang lebih terang pada penduduk bagian barat Eurasia mulai muncul belakangan. Selain itu, karakteristik eksternal tersebut sebanding dengan karakteristik perwakilan pemburu-pengumpul di Barat, yang mungkin termasuk wanita yang genomnya diperoleh dari sampel.
Keuntungan mempelajari resin yang dikunyah adalah memberikan informasi mengenai komposisi mikroba rongga mulut manusia purba. Analisis ini menunjukkan adanya beberapa jenis bakteri (Neisseria subflava, Rothia mucilaginosa, Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia и Treponema denticola). Selain itu, ditemukan jejak virus Epstein-Barr, hal ini tidak mengherankan, mengingat tingginya prevalensi virus ini di kalangan masyarakat modern (90-95% populasi orang dewasa adalah pembawa penyakit tersebut).
Beberapa spesies streptokokus dari kelompok tersebut juga ditemukan MitTermasuk Streptococcus viridans и Streptococcus pneumoniae.
Mengenai preferensi gastronomi wanita purba, penilaian urutan DNA non-manusia, yang juga tidak terkait dengan virus atau bakteri, menemukan jejak bebek birch, hazelnut, dan mallard. Dapat diasumsikan bahwa tumbuhan dan hewan ini merupakan makanan pokok masyarakat purba pada masa itu. Namun, ada kemungkinan besar DNA tumbuhan dan hewan ini masuk ke dalam resin karena wanita purba mengkonsumsinya sesaat sebelum mengunyah resin. Dengan kata lain, ini mungkin merupakan insiden yang terisolasi.
Mengapa resin merupakan sumber DNA manusia purba yang sangat baik? Soalnya selama proses mengunyah, DNA “disegel” dengan resin dan disimpan di dalamnya karena sifat aseptik dan hidrofobiknya.
Di masa depan, para ilmuwan berencana untuk menganalisis sampel lain yang ditemukan, yang akan membantu untuk lebih memahami kehidupan manusia purba. Selain itu, komposisi mikroba dari sampel kuno memberikan wawasan tentang evolusi mikroba mulut dan beberapa patogen.
Terlepas dari itu, mengumpulkan begitu banyak informasi tentang seorang pria dari sepotong resin yang dikunyahnya 5700 tahun yang lalu adalah sebuah pencapaian yang luar biasa. Bagi sebagian orang, informasi dari masa lalu, terutama yang sudah begitu jauh, tidaklah penting. Namun nyatanya, semakin banyak kita mengetahui tentang nenek moyang kita, semakin kita memahami diri kita yang sebenarnya.
Hari Jumat libur:
Video tentang bagaimana permen karet diproduksi di dunia modern.
Di luar atas 2.0:
Sedikit nostalgia :)
Terima kasih telah menonton, tetap penasaran dan semoga akhir pekanmu menyenangkan semuanya! 🙂
Beberapa iklan 🙂
Terima kasih untuk tetap bersama kami. Apakah Anda menyukai artikel kami? Ingin melihat konten yang lebih menarik? Dukung kami dengan melakukan pemesanan atau merekomendasikan kepada teman, , analog unik dari server level awal, yang kami temukan untuk Anda: (tersedia dengan RAID1 dan RAID10, hingga 24 core dan hingga 40GB DDR4).
Dell R730xd 2x lebih murah di pusat data Equinix Tier IV di Amsterdam? Hanya disini di Belanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mulai $99! Membaca tentang
Sumber: www.habr.com