Trong loạt phim và phim trinh thám, trong đó các nhà tội phạm học đóng vai trò chính điều khiển cốt truyện, bạn thường có thể thấy cách người để lại những dấu vết này được xác định thành công nhờ tàn thuốc hoặc bằng cách nhai kẹo cao su dính trên bàn. Trong cuộc sống thực, bạn cũng có thể biết được nhiều điều về anh ấy từ việc nhai kẹo cao su trong miệng một người. Hôm nay chúng ta sẽ xem xét một nghiên cứu trong đó các nhà khoa học từ Đại học Copenhagen đã phát hiện ra “kẹo cao su” trong quá trình khai quật có niên đại khoảng 5700 năm tuổi. Thông tin gì về con người mà các nhà khoa học có thể thu được từ phát hiện của họ, kẹo cao su cổ xưa có thể kể về ai và nghiên cứu này có thể ảnh hưởng như thế nào đến cuộc chiến chống lại các bệnh khác nhau trong tương lai? Câu trả lời cho những câu hỏi này đang chờ chúng ta trong báo cáo của các nhà khoa học. Đi.
Cơ sở nghiên cứu
Nhân vật chính của nghiên cứu này là nhựa bạch dương hoặc nhựa bạch dương. Chất màu nâu đen này thu được bằng cách đun sôi lớp vỏ cây bạch dương (vỏ bạch dương) trên cùng trong một thùng kín. Trong những điều kiện như vậy, quá trình sưởi ấm xảy ra mà không cần tiếp cận với oxy, tức là. chưng cất khô. Trong quá trình đun nóng, vỏ cây bạch dương được chuyển thành nhựa đường.
Vào thời cổ đại, quá trình này được thực hiện trong các thùng chứa bằng đất sét trên lửa. Vào thời đó, hắc ín thường được sử dụng để chế biến các sản phẩm đá như một loại keo thông dụng. Những phát hiện khảo cổ đầu tiên về nhựa đường được con người sử dụng có từ thời kỳ đồ đá cũ.
Có thể nói, hợp lý là nhựa đường đã được sử dụng trong “công nghiệp”. Tuy nhiên, các nhà khảo cổ đã tìm thấy dấu vết răng trên nhiều mảnh nhựa bạch dương. Tại sao tổ tiên của chúng ta nhai nhựa đường? Có một số lý thuyết để giải thích điều này. Thứ nhất, hắc ín nhanh chóng cứng lại khi nguội, vì vậy việc nhai nó có thể là do mong muốn làm ấm nó và làm cho nó mềm hơn khi làm việc. Có giả thuyết cho rằng nhựa đường được nhai để giảm đau do các bệnh về khoang miệng gây ra, vì hắc ín được coi là chất khử trùng, mặc dù chất này rất yếu. Ngoài ra, một số nhà nghiên cứu tin rằng đây là sự khởi đầu của vệ sinh răng miệng và hắc ín đóng vai trò như một bàn chải đánh răng cổ xưa. Và lý thuyết buồn cười nhất, nhưng không phải vô nghĩa, chính là niềm vui. Người cổ đại có thể nhai nhựa cây như vậy, tức là mà không có lý do chính đáng.
Làm nhựa bạch dương trong thực tế.
Có rất nhiều suy đoán về chủ đề nhựa nhai của người xưa nhưng chưa có ai thực hiện nhiều nghiên cứu đưa ra kết quả cụ thể. Vì vậy, các nhà khoa học từ Đại học Copenhagen đã quyết định phân tích một mảnh nhựa nhai được tìm thấy trong quá trình khai quật ở miền nam Đan Mạch (XUẤT KHẨU). Một nghiên cứu về mẫu này cho thấy nó không chỉ chứa DNA của con người mà còn chứa DNA của vi sinh vật, điều này có thể cho biết nhiều hơn về hệ vi sinh vật trong miệng. DNA cũng được tìm thấy từ những thực vật dường như đã được con người cổ đại tiêu thụ trước khi nhai nhựa.
DNA được bảo quản tốt đến mức các nhà khoa học rất vui vì họ có thể phân lập được bộ gen hoàn chỉnh của con người. Sự thật tưởng chừng như không đáng kể này thực chất lại là một bước đột phá trong khảo cổ học và di truyền học. Thực tế là bộ gen hoàn chỉnh của một người cổ đại trước đây chỉ có thể được lấy từ hài cốt của người đó (thường là xương).
Kết quả nghiên cứu
Sau khi nhận được “bằng chứng vật chất”, các nhà khảo cổ học bắt đầu phân tích từng bước về nó để có được thông tin đầy đủ nhất về “nghi phạm” của chúng ta, người đã nhai nhựa bạch dương.
Hình ảnh số 1
Việc xác định niên đại bằng carbon phóng xạ, được thực hiện bằng cách thay đổi lượng đồng vị phóng xạ 14C trong mẫu so với các đồng vị ổn định của carbon, đã phát hiện ra chất keo có độ tuổi từ 5858 đến 5661 năm (1b). Điều này cho thấy mẫu vật có niên đại từ thời kỳ đồ đá mới. Thời kỳ này còn được gọi là “Thời kỳ đồ đá mới”, khi các sản phẩm đá trở nên phức tạp hơn và công nghệ mài và khoan lỗ xuất hiện.
Phân tích hóa học bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) tạo ra quang phổ rất giống với nhựa bạch dương hiện đại. GC/MS (sắc ký khí/khối phổ) cho thấy sự hiện diện của triterpenes betulin và lupeol, chất này khá phổ biến trong các mẫu lấy từ bạch dương (1c). Xác nhận bổ sung rằng mẫu là bạch dương là dấu vết của axit dicarboxylic và axit béo bão hòa được xác định bởi cùng một GC/MS.
Như vậy, các nhà khoa học đã phát hiện mẫu vật là nhựa bạch dương có niên đại từ 5858 đến 5661 năm (thời kỳ đồ đá mới sơ khai).
Bước tiếp theo là giải trình tự DNA, tạo ra khoảng 360 triệu chuỗi DNA cặp bazơ, gần một phần ba trong số đó có thể khớp duy nhất với bộ gen tham chiếu của con người (hg19).
Các trình tự bắt cặp bazơ của DNA người cho thấy tất cả các đặc điểm vốn có trong DNA của người cổ đại: độ dài trung bình khá ngắn của các đoạn, sự hiện diện thường xuyên. purin* để khâu vết đứt và tăng tần suất thay thế có thể nhìn thấy cytosine* (C) trên thymine* (T) ở đầu 5’ của đoạn DNA.
Purin* (C5N4H4) là đại diện đơn giản nhất của imidazo[4,5-d]pyrimidine.
Cytosine* (C4H5N3O) là một hợp chất hữu cơ, bazơ nitơ, dẫn xuất pyrimidine.
Timin* (C5H6N2O2) là một dẫn xuất pyrimidine, một trong năm bazơ nitơ.
Nó cũng tạo ra khoảng 7.3 GB dữ liệu liên quan đến các chuỗi không phải của con người.
Mẫu chứa khoảng 30% DNA nội sinh của con người. Điều này có thể so sánh với răng và xương được bảo quản tốt của người cổ đại.
Dựa trên mối quan hệ giữa trình tự các base ghép đôi tương ứng với nhiễm sắc thể X và Y, các nhà khoa học đã có thể xác định được giới tính của người yêu kẹo cao su cổ xưa - nữ.
Để dự đoán màu tóc, mắt và da, người ta đã xác định kiểu gen trong XNUMX năm. SNP*được bao gồm trong hệ thống .
SNP* (đa hình nucleotide đơn) - sự khác biệt về kích thước trình tự DNA của một nucleotide trong bộ gen của các đại diện của cùng một loài hoặc giữa các vùng tương đồng của nhiễm sắc thể tương đồng.
Phân tích này cho thấy người phụ nữ có làn da ngăm đen, mái tóc nâu sẫm và đôi mắt xanh.
Hình ảnh số 2
Các nhà khoa học đã tìm thấy 593102 SNP trong bộ gen đang nghiên cứu trước đây đã được xác định kiểu gen trong cơ sở dữ liệu của >1000 người hiện đại và >100 bộ gen cổ đại đã được công bố trước đó.
trên hình ảnh XUẤT KHẨU kết quả phân tích thành phần chính được hiển thị. Phương pháp giảm kích thước dữ liệu này cho phép chúng tôi xác định rằng người phụ nữ cổ đại có bộ gen đang được nghiên cứu rất có thể là một người săn bắn hái lượm phương Tây (W.H.G.). So sánh alen* người hiện đại và một người phụ nữ cổ đại đã xác nhận tư cách thành viên của mình trong một nhóm đã được thành lập (2b).
Các alen* - các loại khác nhau của cùng một gen, nằm trong cùng một vùng của nhiễm sắc thể tương đồng. Các alen xác định hướng phát triển của một tính trạng cụ thể.
Những kết quả này cũng được xác nhận bằng phân tích qpAdm. Phân tích này cho thấy rằng một mô hình tuyến tính đơn giản, giả định nguồn gốc 100% WHG của người phụ nữ cổ đại, không thể bị loại bỏ để chuyển sang một mô hình phức tạp hơn (2с).
Để mô tả rộng rãi thành phần phân loại của các chuỗi không phải của con người trong mẫu, MetaPhlan2 đã được sử dụng, một công cụ được thiết kế đặc biệt để lập hồ sơ phân loại các chuỗi ngắn thu được phương pháp bắn súng*.
Phương pháp bắn súng* - một phương pháp giải trình tự các đoạn DNA dài, khi thu được một lượng lớn mẫu DNA nhân bản ngẫu nhiên cho phép bạn khôi phục trình tự DNA ban đầu.
Hình ảnh số 3
Về "origami" XUẤT KHẨU hiển thị kết quả phân tích thành phần chính so sánh thành phần vi sinh vật của mẫu nghiên cứu và hồ sơ 689 hệ vi sinh vật từ Dự án Hệ vi sinh vật ở người (HMP). Có sự phân cụm giữa dữ liệu mẫu và dữ liệu HMP, nghĩa là chúng rất giống nhau. Điều này cũng được nhìn thấy trên 3b, cho thấy thành phần vi sinh vật của nhựa so với thành phần giống nhau của hai mẫu đất (bộ sưu tập được thực hiện ở cùng một nơi) và so với thành phần vi sinh vật của con người hiện đại.
Một phân tích chi tiết hơn về thành phần vi sinh vật cho thấy sự hiện diện của vi khuẩn Neisseria subflava и Rothia mucilaginosavà Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia и Treponema ngà răng. Ngoài ra, dấu vết của virus Epstein-Barr cũng được phát hiện.
Một số loài Streptococci thuộc nhóm ViêmBao gồm Streptococcus viridans и Streptococcus pneumoniae.
Bảng 1: Danh sách tất cả các loài không phải con người được tìm thấy trong mẫu nhựa bạch dương.
Một bộ gen đồng thuận đã được xây dựng lại từ các chuỗi cặp bazơ S. pneumoniae và ước tính số lượng các vị trí dị hợp tử. Kết quả cho thấy sự hiện diện của một số chủng (ảnh #4).
Hình ảnh số 4
Đánh giá độc lực của các chủng S. pneumoniaeĐược chiết xuất từ nhựa cổ, các nhà khoa học đã ghép các nhánh (một tập hợp các đoạn DNA chồng chéo) với cơ sở dữ liệu đầy đủ về các yếu tố độc lực, cho phép họ xác định các gen đã biết độc tính* S. pneumoniae.
Độc tính* - mức độ khả năng lây nhiễm của chủng vào sinh vật đang được nghiên cứu.
26 yếu tố độc lực của S. pneumoniae đã được xác định trong mẫu cổ, bao gồm polysaccharides dạng nang (CPS), enolase liên cầu khuẩn (Eno) và kháng nguyên bề mặt phế cầu khuẩn A (PsaA).
Phân tích mẫu nhựa cổ cũng cho thấy sự hiện diện của dấu vết của hai loài thực vật: bạch dương (Betula pendula) và cây phỉ (Corylus avellana). Ngoài ra, khoảng 50000 trình tự đã được phát hiện có liên quan đến vịt trời (Anas platyrhynchos, một loài vịt).
Để làm quen chi tiết hơn với các sắc thái của nghiên cứu, tôi khuyên bạn nên xem и cho anh ta.
Phần kết
Nghiên cứu này có thể được coi là duy nhất nếu xét đến lượng thông tin thu được. Trước đây, bộ gen hoàn chỉnh của một người cổ đại chỉ có thể được phục hồi từ hài cốt (xương và răng) của ông ta, nhưng trong công trình này, các nhà khoa học đã có thể lấy được nó từ nhựa bạch dương nhai.
Họ phát hiện ra rằng chiếc kẹo cao su cổ xưa 5700 năm tuổi được nhai bởi một người phụ nữ có làn da ngăm đen, mái tóc nâu sẫm và đôi mắt xanh. Mô tả về ngoại hình này một lần nữa khẳng định rằng sắc tố da sáng hơn của cư dân ở phía tây Á-Âu bắt đầu xuất hiện muộn hơn. Ngoài ra, những đặc điểm bên ngoài như vậy có thể so sánh với đặc điểm của các đại diện của những người săn bắt hái lượm phương Tây, có lẽ bao gồm cả người phụ nữ có bộ gen được lấy từ mẫu.
Ưu điểm của việc nghiên cứu nhựa nhai là nó cung cấp thông tin liên quan đến thành phần vi sinh vật trong khoang miệng của người cổ đại. Phân tích này cho thấy sự hiện diện của một số loại vi khuẩn (Neisseria subflava, Rothia mucilaginosa, Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia и Treponema ngà răng). Ngoài ra, người ta đã tìm thấy dấu vết của vi rút Epstein-Barr, điều này không có gì đáng ngạc nhiên vì tỷ lệ lưu hành cao của loại vi rút này ở người hiện đại (90-95% dân số trưởng thành là người mang mầm bệnh).
Một số loài streptococci trong nhóm cũng được tìm thấy ViêmBao gồm Streptococcus viridans и Streptococcus pneumoniae.
Đối với sở thích ẩm thực của người phụ nữ cổ đại, việc đánh giá trình tự DNA không phải của con người, cũng không liên quan đến virus hay vi khuẩn, đã tìm thấy dấu vết của bạch dương, quả phỉ và vịt trời. Có thể giả định rằng những loài thực vật và động vật này là nguồn thức ăn cơ bản của người cổ đại thời kỳ đó. Tuy nhiên, rất có thể DNA của những loài thực vật và động vật này đã xâm nhập vào nhựa vì người phụ nữ cổ đại đã tiêu thụ chúng ngay trước khi nhai nhựa. Nói cách khác, đây có thể là một sự cố riêng lẻ.
Tại sao nhựa cây là nguồn DNA tuyệt vời của con người cổ đại? Vấn đề là trong quá trình nhai, DNA được "niêm phong" bằng nhựa và được lưu trữ trong đó do đặc tính vô trùng và kỵ nước của nó.
Trong tương lai, các nhà khoa học có kế hoạch phân tích các mẫu khác được tìm thấy, điều này sẽ giúp hiểu rõ hơn về cuộc sống của người cổ đại. Ngoài ra, thành phần vi sinh vật của các mẫu cổ cung cấp cái nhìn sâu sắc về sự tiến hóa của vi khuẩn miệng và một số mầm bệnh.
Dù sao đi nữa, việc thu thập được nhiều thông tin về một người đàn ông từ một miếng nhựa nhai mà ông ta đã nhổ ra cách đây 5700 năm là một thành tựu đáng kinh ngạc. Đối với một số người, thông tin từ quá khứ, đặc biệt là thông tin quá xa vời, không quan trọng. Tuy nhiên, trên thực tế, càng biết nhiều về tổ tiên, chúng ta càng hiểu rõ con người thật của mình.
Thứ sáu ngoài trời:
Một video về cách sản xuất kẹo cao su trong thế giới hiện đại.
Ngoại tuyến 2.0:
Một chút hoài niệm :)
Cảm ơn đã đọc, hãy tò mò và chúc các bạn cuối tuần vui vẻ! 🙂
Một số quảng cáo 🙂
Cảm ơn bạn đã ở với chúng tôi. Bạn có thích bài viết của chúng tôi? Bạn muốn xem nội dung thú vị hơn? Hỗ trợ chúng tôi bằng cách đặt hàng hoặc giới thiệu cho bạn bè, , một dạng tương tự duy nhất của các máy chủ cấp đầu vào do chúng tôi phát minh ra dành cho bạn: (có sẵn với RAID1 và RAID10, tối đa 24 lõi và tối đa 40GB DDR4).
Dell R730xd rẻ hơn gấp 2 lần tại trung tâm dữ liệu Equinix Tier IV ở Amsterdam? Chỉ ở đây ở Hà Lan! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - từ $99! Đọc về
Nguồn: www.habr.com