牙菌斑DNA显示尼安德特人生活方式

2019-12-02 242霉菌

在尼安德特人——我们最近灭绝的亲戚——的牙菌斑中发现的古代DNA,为我们了解尼安德特人的行为、饮食和进化历史(包括他们使用植物性药物治疗疼痛和疾病)提供了引人注目的新视角。

牙菌斑DNA显示尼安德特人生活方式

由阿德莱德大学澳大利亚古代DNA中心(ACAD)和英国利物浦大学牙科学院领导的一个国际研究小组今天在《自然》杂志上发表文章,牙菌斑DNA显示尼安德特人生活方式,揭示了尼安德特人行为的复杂性,包括尼安德特人群体之间的饮食差异和药物知识。

“牙菌斑陷阱微生物生活在口腔和病原体的呼吸道和胃肠道中找到,以及一些食物卡在牙齿,保护DNA几千年来,”该研究的第一作者、ACAD的ARC发现早期职业研究员Laura Weyrich博士说。

“通过对牙菌斑中‘锁定’的DNA进行基因分析,我们可以了解尼安德特人的生活方式,揭示他们饮食的新细节,他们的健康状况以及环境如何影响他们的行为。”

研究内容

国际研究小组分析并比较了四个穴居人的牙菌斑样本,这四个穴居人分别来自比利时和西班牙。这四个样本的年龄从4.2万岁到大约5万岁不等,是有史以来进行基因分析的最古老的牙菌斑。

“我们发现,来自间spy洞的尼安德特人食用了长毛犀牛和欧洲野羊,并添加了野生蘑菇,”ACAD主任Alan Cooper教授说。“另一方面,来自El Sidron 洞穴的研究表明,他们没有吃肉的证据,相反,他们的饮食主要是素食,包括松子、苔藓、蘑菇和树皮,这两组人的生活方式截然不同。”

尼安德特人使用阿司匹林

然而,最令人惊讶的发现之一是来自El Sidron的一个穴居人,他的颚骨上出现了可见的牙脓肿。斑块显示他还有一种肠道寄生虫,能引起急性腹泻,所以很明显他病得很严重。他吃的是杨树,杨树含有止痛药水杨酸(阿司匹林的活性成分),我们还发现了一种其他样本中没有的天然抗生素霉菌(青霉菌)。”

“显然,尼安德特人对药用植物及其各种抗炎和镇痛的特性有很好的了解,而且似乎是自我用药。抗生素的使用将是非常令人惊讶的,因为这比我们发明青霉素早了4万年。当然,我们的发现与人们普遍认为的我们古代亲戚过于简单的观点形成了鲜明的对比。”

古代和现代的尼安德特人也有几种致病的微生物,包括导致龋齿和牙龈疾病的细菌。尼安德特人的菌斑允许重建最古老的微生物基因组序列——口腔甲烷菌,一种可能与牙龈疾病相关的共生菌。值得注意的是,基因组序列表明,尼安德特人和人类早在18万年前就开始交换病原体了,远远早于这两个物种的分化。

微生物群落变化

研究小组还注意到口腔微生物群落在最近的历史中发生了多么迅速的变化。尼安德特人以及古今人类口腔细菌种群的组成与饮食中肉类的数量密切相关,而西班牙尼安德特人与黑猩猩以及我们在非洲的觅食祖先属于同一类群。相比之下,比利时尼安德特人的细菌与早期的猎人和采集者相似,与现代人和早期农民非常接近。

来自利物浦大学的Keith Dobney教授说:“我们现在不仅可以直接找到我们祖先饮食的证据,而且饮食和生活方式的差异似乎也反映在尼安德特人和现代人口中的共生细菌上。”

“牙菌斑DNA显示尼安德特人生活方式。数千年来,我们饮食的重大变化极大地改变了这些微生物群落的平衡,而这些平衡又继续对我们的健康和福祉产生根本影响。”这扇关于过去的非凡之窗为我们提供了探索和理解我们的进化史的新途径,通过我们体内和身边的微生物。”

引用

University of Adelaide. "Dental plaque DNA shows Neanderthals used 'aspirin'." ScienceDaily. ScienceDaily, 8 March 2017.
www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170308131218.htm.

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