I deckserier och filmer, där kriminologer spelar huvudrollen för att driva handlingen, kan man ofta se hur personen som lämnade dessa spår framgångsrikt identifierades av en cigarettsfimp eller genom att tuggummi fastnat vid bordet. I verkliga livet kan du också lära dig mycket om honom från tuggummi som har varit i en persons mun. Idag ska vi titta på en studie där forskare från Köpenhamns universitet upptäckte "tuggummi" under utgrävningar, som är ungefär 5700 XNUMX år gammal. Vilken information om människor kunde forskare få från deras fynd, vem mer kunde forntida tuggummi berätta om, och hur kan denna forskning påverka kampen mot olika sjukdomar i framtiden? Svar på dessa frågor väntar oss i forskarnas rapport. Gå.
Forskningsunderlag
Huvudpersonen i denna studie är björkharts eller björktjära. Denna brunsvarta substans erhålls genom att koka det översta lagret av björkbark (björkbark) i en sluten behållare. Under sådana förhållanden sker uppvärmning utan tillgång till syre, d.v.s. torr destillation. Under uppvärmningsprocessen omvandlas björkbark till tjära.
I gamla tider utfördes denna process i lerbehållare över en eld. På den tiden användes vanligtvis tjära för att bearbeta stenprodukter som ett universellt lim. De första arkeologiska fynden av tjära som användes av människor går tillbaka till den paleolitiska perioden.
Det är logiskt att tjära användes i "industrin", så att säga. Arkeologer har dock hittat spår av tänder på många bitar av björkharts. Varför tuggade våra förfäder tjära? Det finns flera teorier som förklarar detta. För det första stelnar tjäran snabbt när den kyls, så att tugga den kan bero på önskan att värma upp den och göra den mjukare för arbete. Det finns en teori som säger att tjära tuggades för att minska smärta orsakad av sjukdomar i munhålan, eftersom tjära anses vara ett antiseptiskt medel, om än en mycket svag sådan. Vissa forskare tror också att detta var början till tandhygien, och tjäran fungerade som en gammal tandborste. Och den roligaste teorin, men därför inte meningslös, är njutning. Forntida människor kunde tugga hartset bara så, d.v.s. utan någon bra anledning.
Att göra björkharts i praktiken.
Det finns många spekulationer om ämnet att tugga harts av forntida människor, men ingen har gjort mycket forskning som ger konkreta resultat. Därför beslutade forskare från Köpenhamns universitet att analysera en bit tuggat harts som hittades under utgrävningar i södra Danmark (1a). En studie av provet visade att det inte bara innehöll mänskligt DNA, utan även mikrobiellt DNA, som kunde berätta mer om den orala mikrobiomet. DNA hittades också från växter som uppenbarligen konsumerades av forntida människa innan man tuggade hartset.
DNA:t är så välbevarat att forskarna är glada över att de kunde isolera hela det mänskliga genomet. Detta till synes obetydliga faktum är faktiskt ett genombrott inom arkeologi och genetik. Faktum är att det fullständiga genomet av en gammal person tidigare kunde erhållas uteslutande från hans kvarlevor (vanligtvis ben).
Forskningsresultat
Efter att ha fått "materiella bevis" började arkeologer en steg-för-steg-analys av det för att få den mest fullständiga informationen om vår "misstänkte", som tuggade björkharts.
Bild #1
Radiokoldatering, som görs genom att variera mängden radioaktiv isotop 14C i ett prov i förhållande till stabila isotoper av kol, fann att tandköttet var mellan 5858 5661 och XNUMX XNUMX år gammalt (1b). Detta tyder på att provet går tillbaka till den tidigneolitiska perioden. Denna period kallas också "den nya stenåldern", eftersom stenprodukter blev mer komplexa och tekniken för att slipa och borra hål dök upp.
Kemisk analys med Fourier transform infraröd spektroskopi (FTIR) gav ett spektrum som mycket liknar modern björktjära. GC/MS (gaskromatografi/masspektrometri) avslöjade närvaron av triterpener betulin och lupeol, vilket är ganska vanligt i prover tagna från björk (1c). Ytterligare bekräftelse på att provet var björk var spåren av dikarboxylsyror och mättade fettsyror identifierade av samma GC/MS.
Således har forskare funnit att provet är björkharts som åldrats från 5858 till 5661 år (tidig neolitikum).
Nästa steg var DNA-sekvensering, som genererade cirka 360 miljoner basparade DNA-sekvenser, av vilka nästan en tredjedel kunde matchas unikt med det mänskliga referensgenomet (hg19).
De basparade sekvenserna av mänskligt DNA visade alla egenskaper som fanns i DNA från forntida människor: ganska korta genomsnittliga längder av fragment, frekvent närvaro puriner* till suturruptur och ökad frekvens av synliga ersättningar cytosin* (C) på tymin* (T) vid 5′-ändarna av DNA-fragment.
Purin* (C5N4H4) är den enklaste representanten för imidazo[4,5-d]pyrimidiner.
Cytosin* (C4H5N3O) är en organisk förening, en kvävebas, ett pyrimidinderivat.
Timin* (C5H6N2O2) är ett pyrimidinderivat, en av fem kvävehaltiga baser.
Den genererade också cirka 7.3 GB data om icke-mänskliga sekvenser.
Provet innehöll cirka 30 % endogent humant DNA. Detta är jämförbart med välbevarade tänder och ben hos forntida människor.
Baserat på förhållandet mellan sekvenserna av parade baser som motsvarar X- och Y-kromosomerna, kunde forskare bestämma könet på den antika tandköttsälskaren - honan.
För att förutsäga färgen på hår, ögon och hud, härleddes genotyper för fyrtioen SNP*som ingår i systemet .
SNP* (enkel nukleotidpolymorfism) - skillnader i DNA-sekvensen för en nukleotid i storlek i genomet hos representanter för samma art eller mellan homologa regioner av homologa kromosomer.
Denna analys visade att kvinnan var mörkhyad med mörkbrunt hår och blå ögon.
Bild #2
Forskarna hittade 593102 1000 SNP i genomet som studerades som tidigare genotypats i en databas med >100 XNUMX moderna människor och >XNUMX tidigare publicerade antika genom.
På bilden 2a resultaten av huvudkomponentanalysen visas. Denna metod för reduktion av datadimensionalitet gjorde det möjligt för oss att fastställa att den uråldriga kvinnan vars genom studeras med största sannolikhet är en västerländsk jägare-samlare (W.H.G.). Jämförelse alleler* moderna människor och en gammal kvinna bekräftade sitt medlemskap i en etablerad grupp (2b).
Alleler* - olika typer av samma gen, belägna i samma regioner av homologa kromosomer. Alleler bestämmer utvecklingsriktningen för en viss egenskap.
Dessa resultat bekräftas också av qpAdm-analys. Denna analys visar att en enkel linjär modell, som antar ett 100% WHG-ursprung för den antika kvinnan, inte kan förkastas till förmån för en mer komplex modell (2s).
För att i stora drag karakterisera den taxonomiska sammansättningen av icke-mänskliga sekvenser i provet användes MetaPhlan2, ett verktyg speciellt utformat för taxonomisk profilering av erhållna korta sekvenser hagelgevärsmetod*.
Hagelgevärsmetod* - en metod för att sekvensera långa sektioner av DNA, när du erhåller ett slumpmässigt massivt prov av klonade DNA-fragment kan du återställa den ursprungliga DNA-sekvensen.
Bild #3
På "origami" 3a visar resultaten av en huvudkomponentanalys som jämför den mikrobiella sammansättningen av studieprovet och 689 mikrobiomprofiler från Human Microbiome Project (HMP). Det fanns klustring mellan provdata och HMP-data, vilket betyder att de var väldigt lika. Detta syns även på 3b, som visar den mikrobiella sammansättningen av hartset i jämförelse med densamma från två jordprover (samlingen gjordes på samma plats) och i jämförelse med den mikrobiella sammansättningen hos moderna människor.
En mer detaljerad analys av den mikrobiella sammansättningen visade närvaron av bakterier Neisseria subflava и Rothia mucilaginosaOch Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia и Treponema denticola. Dessutom upptäcktes spår av Epstein-Barr-viruset.
Flera arter av streptokocker som tillhör gruppen MitisInklusive Streptococcus viridans и Streptococcus pneumoniae.
Tabell 1: Lista över alla icke-mänskliga taxa som finns i provet av björktjära.
Ett konsensusgenom rekonstruerades från basparade sekvenser S. pneumoniae och uppskattning av antalet heterozygota ställen. Resultaten visade närvaron av flera stammar (bild #4).
Bild #4
För att bedöma virulensen hos stammar S. pneumoniaeextraherat från forntida harts, matchade forskare contigs (en uppsättning överlappande DNA-segment) med en komplett databas med virulensfaktorer, vilket gjorde det möjligt för dem att identifiera kända gener virulens* S. pneumoniae.
Virulens* — graden av stammens förmåga att infektera den organism som studeras.
Tjugosex virulensfaktorer av S. pneumoniae identifierades i det gamla provet, inklusive kapselpolysackarider (CPS), streptokockenolas (Eno) och pneumokockytantigen A (PsaA).
Analys av det gamla hartsprovet avslöjade också närvaron av spår av två växtarter: björk (Betula pendula) och hasselnöt (Corylus avellana). Dessutom upptäcktes cirka 50000 XNUMX sekvenser som var släkt med gräsand (Anas platyrhynchos, en ankart).
För en mer detaljerad bekantskap med studiens nyanser rekommenderar jag att titta på и till honom.
Epilog
Denna studie kan med rätta kallas unik, med tanke på mängden information som erhållits. Tidigare kunde en forntida persons fullständiga genom uteslutande återställas från hans kvarlevor (ben och tänder), men i detta arbete kunde forskare få det från tuggat björkharts.
De fann att det gamla tuggummit, 5700 XNUMX år gammalt, tuggades av en kvinna med mörk hud, mörkbrunt hår och blå ögon. Denna beskrivning av utseende bekräftar återigen att ljusare hudpigmentering bland invånarna i den västra delen av Eurasien började dyka upp senare. Dessutom är sådana yttre egenskaper jämförbara med representanter för västerländska jägare-samlare, som förmodligen inkluderade kvinnan vars genom erhölls från provet.
Fördelen med att studera tuggat harts är att det ger information om den mikrobiella sammansättningen i munhålan hos en gammal person. Denna analys visade närvaron av flera typer av bakterier (Neisseria subflava, Rothia mucilaginosa, Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia и Treponema denticola). Dessutom hittades spår av Epstein-Barr-viruset, vilket inte är förvånande med tanke på den höga förekomsten av detta virus bland moderna människor (90-95% av den vuxna befolkningen är dess bärare).
Flera arter av streptokocker från gruppen hittades också MitisInklusive Streptococcus viridans и Streptococcus pneumoniae.
När det gäller den antika kvinnans gastronomiska preferenser, fann bedömningen av icke-mänskliga DNA-sekvenser, som inte heller var relaterade till virus eller bakterier, spår av björk, hasselnötter och gräsänder. Det kan antas att dessa växter och djur var grunden för mat för de antika människorna under den perioden. Det finns dock en god chans att DNA från dessa växter och djur kom in i hartset eftersom den gamla kvinnan konsumerade dem strax innan de tuggade hartset. Detta kan med andra ord vara en isolerad händelse.
Varför är harts en utmärkt källa till forntida mänskligt DNA? Saken är att under tuggprocessen "förseglas" DNA med harts och lagras i det på grund av dess aseptiska och hydrofoba egenskaper.
I framtiden planerar forskare att analysera andra hittade prover, vilket kommer att hjälpa till att ytterligare förstå forntida människors liv. Dessutom ger den mikrobiella sammansättningen av antika prover insikt i utvecklingen av orala mikrober och vissa patogener.
Oavsett vilket är det en otrolig prestation att plocka fram så mycket information om en man från en bit tuggat harts som han spottade ut för 5700 XNUMX år sedan. För vissa är information från det förflutna, särskilt en så avlägsen, inte viktig. Men ju mer vi vet om våra förfäder, desto mer förstår vi vårt sanna jag.
Fredag off-top:
En video om hur tuggummi tillverkas i den moderna världen.
Off-top 2.0:
Lite nostalgi :)
Tack för att du läser, håll dig nyfiken och ha en trevlig helg grabbar! 🙂
Några annonser 🙂
Tack för att du stannar hos oss. Gillar du våra artiklar? Vill du se mer intressant innehåll? Stöd oss genom att lägga en beställning eller rekommendera till vänner, , en unik analog av ingångsservrar, som uppfanns av oss för dig: (tillgänglig med RAID1 och RAID10, upp till 24 kärnor och upp till 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 gånger billigare i Equinix Tier IV datacenter i Amsterdam? Bara här i Nederländerna! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - från $99! Läs om
Källa: will.com