Шта нам 5700 година стара „жвака“ говори о особи која ју је жвакала?

У детективским серијама и филмовима, где криминолози играју главну улогу у покретању заплета, често се може видети како је особа која је оставила ове трагове успешно идентификована по опушку цигарете или жвакаћим гумама залепљеним за сто. У стварном животу, такође можете научити много о њему из жвакаће гуме која је била у нечијим устима. Данас ћемо погледати студију у којој су научници са Универзитета у Копенхагену открили "жваку" током ископавања, која је стара отприлике 5700 година. Које су информације о људима научници могли да добију из њиховог налаза, о коме би још могла да прича древна жвакаћа гума и како би ово истраживање могло да утиче на борбу против разних болести у будућности? Одговори на ова питања очекују нас у извештају научника. Иди.

Основа истраживања

Главни лик ове студије је брезова смола или брезов катран. Ова браонкасто-црна супстанца се добија кувањем горњег слоја брезове коре (брезе) у затвореној посуди. У таквим условима загревање се јавља без приступа кисеонику, тј. сува дестилација. Током процеса загревања, кора брезе се претвара у катран.

У древним временима, овај процес се одвијао у глиненим посудама изнад ватре. У то време катран се обично користио за обраду камених производа као универзални лепак. Први археолошки налази катрана који су људи користили датирају из периода палеолита.

Логично је да је катран коришћен у „индустрији“, да тако кажем. Међутим, археолози су пронашли трагове зуба на многим комадима смоле брезе. Зашто су наши преци жвакали катран? Постоји неколико теорија које ово објашњавају. Прво, катран се брзо стврдне када се охлади, па би жвакање могло бити последица жеље да се загреје и учини мекшим за рад. Постоји теорија која каже да се катран жвакао да би се смањио бол изазван обољењима усне дупље, јер се катран сматра антисептиком, иако веома слабим. Такође, неки истраживачи сматрају да су то били почеци зубне хигијене, а катран је деловао као древна четкица за зубе. А најсмешнија теорија, али зато не и бесмислена, јесте задовољство. Древни људи су могли смолу да жваћу тек тако, тј. без икаквог ваљаног разлога.

Прављење брезове смоле у ​​пракси.

Много се спекулише на тему жвакања смоле код старих људи, али нико није урадио много истраживања која дају конкретне резултате. Због тога су научници са Универзитета у Копенхагену одлучили да анализирају комад сажвакане смоле пронађен током ископавања у јужној Данској (КСНУМКС). Студија узорка показала је да не садржи само људску ДНК, већ и ДНК микроба, што би могло рећи више о оралном микробиому. ДНК је такође пронађена из биљака које је очигледно конзумирао древни човек пре жвакања смоле.

ДНК је тако добро очувана, научници су срећни што су успели да изолују комплетан људски геном. Ова наизглед безначајна чињеница је заправо искорак у археологији и генетици. Чињеница је да се комплетан геном древне особе раније могао добити искључиво из његових остатака (најчешће костију).

Резултати истраживања

Пошто су добили „материјалне доказе“, археолози су започели њихову анализу корак по корак како би добили најпотпуније информације о нашем „осумњиченом“, који је жвакао смолу брезе.

Слика #1

Радиокарбонско датирање, које се врши варирањем количине радиоактивног изотопа 14Ц у узорку у односу на стабилне изотопе угљеника, показало је да је гума стара између 5858 и 5661 година (1b). Ово сугерише да узорак датира из периода раног неолита. Овај период се назива и „ново камено доба“, јер су камени производи постали сложенији, а појавила се и технологија брушења и бушења рупа.

Хемијска анализа коришћењем инфрацрвене спектроскопије Фуријеове трансформације (ФТИР) дала је спектар веома сличан модерном брезовом катрану. ГЦ/МС (гасна хроматографија/масена спектрометрија) открила је присуство тритерпена бетулина и лупеола, што је прилично често у узорцима узетим од брезе (1c). Додатна потврда да је узорак бреза били су трагови дикарбоксилних киселина и засићених масних киселина идентификованих истим ГЦ/МС.

Тако су научници открили да је узорак брезове смоле старе од 5858 до 5661 године (рани неолит).

Следећи корак је било секвенцирање ДНК, које је створило приближно 360 милиона ДНК секвенци упарених база, од којих би се скоро трећина могла јединствено ускладити са људским референтним геномом (хг19).

Секвенце упарене базама људске ДНК показале су све карактеристике инхерентне ДНК древних људи: прилично кратке просечне дужине фрагмената, често присуство пурини* до руптуре шава и повећане учесталости видљивих замена цитозин* (Ц) укључено тимин* (Т) на 5′ крајевима фрагмената ДНК.

пурин* (Ц5Н4Х4) је најједноставнији представник имидазо[4,5-д]пиримидина.

цитозин* (Ц4Х5Н3О) је органско једињење, азотна база, дериват пиримидина.

Тимин* (Ц5Х6Н2О2) је дериват пиримидина, једна од пет азотних база.

Такође је генерисао око 7.3 ГБ података који се односе на не-људске секвенце.

Узорак је садржао приближно 30% ендогене људске ДНК. Ово је упоредиво са добро очуваним зубима и костима древних људи.

На основу односа између секвенци упарених база које одговарају Кс и И хромозомима, научници су успели да одреде пол древног љубитеља жвака - женке.

Да би се предвидела боја косе, очију и коже, генотипови су изведени за четрдесет један СНП*који су укључени у систем ХИрисПлек-С.

СНП* (полиморфизам једног нуклеотида) - разлике у ДНК секвенци једног нуклеотида у величини у геному представника исте врсте или између хомологних региона хомологних хромозома.

Ова анализа је показала да је жена тамнопута, тамносмеђе косе и плавих очију.

Слика #2

Научници су пронашли 593102 СНП-а у геному који се проучава који је претходно био генотипизован у бази података од >1000 модерних људи и >100 раније објављених древних генома.

На слици КСНУМКС приказани су резултати анализе главних компоненти. Овај метод смањења димензионалности података нам је омогућио да утврдимо да је древна жена чији се геном проучава највероватније западни ловац-сакупљач (ВХГ). Поређење алели* савремени људи и древна жена потврдили су своје чланство у успостављеној групи (2b).

алели* - различити типови истог гена, који се налазе у истим регионима хомологних хромозома. Алели одређују правац развоја одређене особине.

Ове резултате потврђује и кпАдм анализа. Ова анализа показује да се једноставан линеарни модел, који претпоставља 100% ВХГ порекло за древну жену, не може одбацити у корист сложенијег модела (КСНУМКСс).

Да би се широко карактерисао таксономски састав нељудских секвенци у узорку, коришћен је МетаПхлан2, алат посебно дизајниран за таксономско профилисање кратких секвенци добијених метод сачмарице*.

Метода сачмарице* - метода секвенцирања дугих делова ДНК, када се добије насумични масивни узорак клонираних ДНК фрагмената омогућава вам да вратите оригиналну секвенцу ДНК.

Слика #3

на "оригами" КСНУМКС приказује резултате анализе главних компоненти упоређујући микробиолошки састав испитиваног узорка и 689 профила микробиома из пројекта Хуман Мицробиоме Пројецт (ХМП). Постојало је груписање између података узорка и ХМП података, што значи да су били веома слични. Ово је такође видљиво на 3b, који приказује микробни састав смоле у ​​поређењу са истим из два узорка земљишта (збирка је направљена на истом месту) и у поређењу са микробним саставом савременог човека.

Детаљнија анализа микробног састава показала је присуство бактерија Неиссериа субфлава и Ротхиа муцилагиносаИ Порпхиромонас гингивалис, Таннерелла форситхиа и Трепонема дентицола. Поред тога, откривени су трагови вируса Епстеин-Барр.

Неколико врста стрептокока који припадају овој групи МитисУкључујући Стрептоцоццус вириданс и Стрептококус пнеумоние.

Табела 1: Списак свих нељудских својти пронађених у узорку брезовог катрана.

Консензусни геном је реконструисан из секвенци упарених база С. пнеумониае и процена броја хетерозиготних места. Резултати су показали присуство неколико сојева (слика #4).

Слика #4

За процену вируленције сојева С. пнеумониаеекстраховани из древне смоле, научници су упарили контиге (скуп преклапајућих сегмената ДНК) са комплетном базом података фактора вируленције, омогућавајући им да идентификују познате гене вируленција* С. пнеумониае.

Вируленција* — степен способности соја да инфицира организам који се проучава.

Двадесет шест фактора вируленције С. пнеумониае је идентификовано у древном узорку, укључујући капсуларне полисахариде (ЦПС), стрептококну енолазу (Ено) и пнеумококни површински антиген А (ПсаА).

Анализа узорка древне смоле такође је открила присуство у траговима две биљне врсте: брезе (Бетула пендула) и лешника (Цорилус авеллана). Поред тога, откривено је око 50000 секвенци које су повезане са паткама (Анас платирхинцхос, врста патке).

За детаљније упознавање са нијансама студије, препоручујем да погледате саопштавају научници и Додатни материјали њему.

Епилог

Ова студија се с правом може назвати јединственом, с обзиром на количину добијених информација. Раније се комплетан геном древне особе могао обновити искључиво из његових остатака (кости и зуба), али су у овом раду научници успели да га добију од сажвакане смоле брезе.

Открили су да је древну жваку, стару 5700 година, жвакала жена тамне пути, тамносмеђе косе и плавих очију. Овај опис изгледа још једном потврђује да је светлија пигментација коже међу становницима западног дела Евроазије почела да се јавља касније. Поред тога, такве спољашње карактеристике су упоредиве са онима код представника западних ловаца-сакупљача, међу којима је вероватно била и жена чији је геном добијен из узорка.

Предност проучавања жвакане смоле је у томе што даје информације о микробном саставу усне дупље древне особе. Ова анализа је показала присуство неколико врста бактерија (Неиссериа субфлава, Ротхиа муцилагиноса, Порпхиромонас гингивалис, Таннерелла форситхиа и Трепонема дентицола). Поред тога, пронађени су трагови вируса Епстеин-Барр, што није изненађујуће, с обзиром на високу преваленцију овог вируса међу савременим људима (90-95% одрасле популације су његови носиоци).

Пронађено је и неколико врста стрептокока из групе МитисУкључујући Стрептоцоццус вириданс и Стрептококус пнеумоние.

Што се тиче гастрономских преференција древне жене, проценом нељудских ДНК секвенци, које такође нису биле повезане са вирусима или бактеријама, пронађени су трагови брезе, лешника и патке патке. Може се претпоставити да су ове биљке и животиње биле основа исхране старих људи тог периода. Међутим, постоји велика шанса да је ДНК ових биљака и животиња ушао у смолу јер их је древна жена конзумирала непосредно пре жвакања смоле. Другим речима, ово би могао бити изолован инцидент.

Зашто је смола одличан извор древне људске ДНК? Ствар је у томе што је ДНК током процеса жвакања „запечаћена“ смолом и ускладиштена у њој због својих асептичких и хидрофобних својстава.

У будућности научници планирају да анализирају и друге пронађене узорке, који ће помоћи да се даље разуме живот древних људи. Поред тога, микробни састав древних узорака пружа увид у еволуцију оралних микроба и неких патогена.

Без обзира на то, сакупљање толико информација о човеку из комада сажвакане смоле који је испљунуо пре 5700 година је невероватно достигнуће. За неке информације из прошлости, посебно оне тако далеке, нису важне. Међутим, у ствари, што више знамо о нашим прецима, то више разумемо наше право ја.

петак ван врха:

Видео о томе како се жвакаћа гума производи у савременом свету.

Офф-топ 2.0:

Мало носталгије :)

Хвала на гледању, будите радознали и угодан викенд свима! 🙂

Неки огласи 🙂

Хвала вам што сте остали са нама. Да ли вам се свиђају наши чланци? Желите да видите још занимљивијег садржаја? Подржите нас тако што ћете наручити или препоручити пријатељима, ВПС у облаку за програмере од 4.99 УСД, јединствени аналог сервера почетног нивоа, који смо ми измислили за вас: Цела истина о ВПС (КВМ) Е5-2697 в3 (6 језгара) 10ГБ ДДР4 480ГБ ССД 1Гбпс од 19 долара или како делити сервер? (доступно са РАИД1 и РАИД10, до 24 језгра и до 40 ГБ ДДР4).

Делл Р730кд 2 пута јефтинији у Екуиник Тиер ИВ дата центру у Амстердаму? Само овде 2 к Интел ТетраДеца-Цоре Ксеон 2к Е5-2697в3 2.6ГХз 14Ц 64ГБ ДДР4 4к960ГБ ССД 1Гбпс 100 ТВ од 199 УСД у Холандији! Делл Р420 - 2к Е5-2430 2.2Гхз 6Ц 128ГБ ДДР3 2к960ГБ ССД 1Гбпс 100ТБ - од 99 долара! Читали о Како изградити инфраструктурну корпорацију. класе уз коришћење Делл Р730кд Е5-2650 в4 сервера у вредности од 9000 евра за пени?

Извор: ввв.хабр.цом