ماذا سيقول "علكة المضغ" التي تبلغ من العمر 5700 عامًا عن الشخص الذي يمضغها؟

في سلسلة المباحث والأفلام ، حيث يلعب علماء الطب الشرعي الدور الرئيسي في محرك قطعة الأرض ، يمكن للمرء أن يرى في كثير من الأحيان كيف تم التعرف على الشخص الذي ترك هذه الآثار بنجاح من خلال بعقب السجائر أو العلكة التي تلتصق بطاولة. في الحياة الحقيقية ، يمكنك أيضًا معرفة الكثير عن مضغ العلكة من فم الشخص. سننظر اليوم في دراسة اكتشفها علماء من جامعة كوبنهاجن خلال الحفريات "علكة مضغ" ، التي يبلغ عمرها حوالي 5700 عام. ما هي المعلومات المتعلقة بشخص ما الذي يمكن للعلماء الحصول عليه من اكتشافهم ، حول من الذي يمكن أن تخبره العلكة القديمة ، وكيف يمكن أن تؤثر هذه الدراسة على مكافحة الأمراض المختلفة في المستقبل؟ الإجابات على هذه الأسئلة تنتظرنا في تقرير العلماء. دعنا نذهب.

أساس الدراسة

بطل الرواية من هذه الدراسة هو القطران البتولا أو القطران البتولا. يتم الحصول على هذه المادة ذات اللون البني الداكن عن طريق طهي الطبقة العليا من لحاء البتولا (لحاء البتولا) في حاوية مغلقة. في ظل هذه الظروف ، يحدث التسخين دون الوصول إلى الأكسجين ، أي التقطير الجاف. في عملية التدفئة ، يتم تحويل اللحاء إلى القطران.



في العصور القديمة ، تم تنفيذ هذه العملية في حاويات من الطين على المحك. تم استخدام القطران في تلك الأيام ، عادةً لتجهيز المنتجات الحجرية كغراء عالمي. يعود تاريخ أول اكتشافات قطرية استعملها الإنسان إلى العصر الحجري القديم.

من المنطقي استخدام القطران في "الصناعة" ، إذا جاز التعبير. ومع ذلك ، تم العثور على العديد من القطع من راتينج البتولا من قبل علماء الآثار للعثور على علامات الأسنان. لماذا مضغ أسلافنا القطران؟ هناك العديد من النظريات لشرح هذا. أولاً ، تصلب القطران بسرعة عند التبريد ؛ لذلك ، قد يكون مضغه مرتبطًا بالرغبة في تسخينه وجعله أكثر ليونة للعمل. هناك نظرية مفادها أن القطران مضغ للحد من الألم الناجم عن أمراض تجويف الفم ، حيث يعتبر القطران مطهرًا ، وإن كان ضعيفًا جدًا. كذلك ، يعتقد بعض الباحثين أن هذه كانت بدايات صحة الأسنان ، وكان القطران بمثابة فرشاة أسنان قديمة. وأطرف نظرية ، ولكن ليس من دون معنى ، هو السرور. يمكن للناس القدماء مضغ الراتنج تمامًا مثل هذا ، أي دون أي سبب وجيه.


صنع الراتنج البتولا في الممارسة.

هناك الكثير من التكهنات حول موضوع مضغ راتنج من قبل كبار السن ، ولكن لم يقم أحد بإجراء دراسات تعطي نتائج ملموسة. لذلك ، قرر علماء من جامعة كوبنهاغن تحليل قطعة من راتنج مضغ وجدت خلال الحفريات في جنوب الدنمارك ( 1A ). أظهرت دراسة العينة أنه لا يحتوي على الحمض النووي البشري فحسب ، بل يحتوي أيضًا على الحمض النووي الميكروبي ، والذي يمكنه معرفة المزيد عن الميكروبيوم في تجويف الفم. تم العثور على الحمض النووي النباتية أيضا ، والذي يبدو أنه كان يستهلكه رجل عجوز قبل مضغ الراتنج.

يتم حفظ الحمض النووي بشكل جيد ، يفرح العلماء لدرجة أنهم تمكنوا من عزل الجينوم البشري الكامل. هذه الحقيقة التي تبدو غير مهمة هي في الواقع طفرة في علم الآثار وعلم الوراثة. والحقيقة هي أن الجينوم الكامل للشخص القديم كان يمكن الحصول عليه من قبل على وجه الحصر من عظامه (عادة العظام).

نتائج البحوث

بعد أن حصلوا على "أدلة مادية" ، بدأ علماء الآثار في تحليله المرحلي للحصول على المعلومات الأكثر اكتمالا حول "المشتبه به" ، الذي يمضغ راتينج البتولا.


الصورة رقم 1

كشف تأريخ الكربون المشع ، الذي يتم عن طريق تغيير محتوى النظير المشع 14C في العينة فيما يتعلق بنظائر الكربون المستقرة ، أن عمر علكة المضغ من 5858 إلى 5661 سنة ( 1 ب ). هذا يشير إلى أن العينة تنتمي إلى العصر الحجري الحديث المبكر. وتسمى هذه الفترة أيضًا "العصر الحجري الجديد" ، حيث أصبحت المنتجات الحجرية أكثر تعقيدًا ، وظهرت تقنية فتحات الطحن والحفر.

أعطى التحليل الكيميائي باستخدام التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء مع تحويل فورييه (FTIR) طيف مشابه جدا لراتنج البتولا الحديث. كشفت GC / MS (كروماتوجرافيا الغاز / قياس الطيف الكتلي) عن وجود ترايتيربين البيتولين والليوتول ، وهو أمر شائع جدًا للعينات المأخوذة من البتولا ( 1 ج ). مزيد من التأكيد على أن العينة بيرش ، كانت آثار للأحماض الكربوكسيلية والأحماض الدهنية المشبعة التي اكتشفها نفس GC / MS.

وهكذا ، وجد العلماء أن العينة عبارة عن راتينج بيرش يتراوح عمره بين 5858 و 5661 سنة (العصر الحجري الحديث المبكر).

في المرحلة التالية ، تم إجراء تسلسل الحمض النووي ، حيث تم إنشاء حوالي 360 مليون تسلسل من قواعد الحمض النووي المقترن ، يمكن أن يكون ثلثها تقريبًا لا لبس فيه مقارنة بالجينوم البشري المرجعي (hg19).

أظهرت متواليات القواعد المزدوجة للحمض النووي البشري جميع العلامات الكامنة في الحمض النووي للناس القدامى: أطوال متوسطات الشظايا قصيرة إلى حد ما ، والوجود المتكرر للبيورينات * قبل تمزيق الخيوط وتواتر متزايد من الاستبدالات المرئية للسيتوزين * (C) مع ثيمين * (T) عند أطراف 5 من شظايا الحمض النووي .

يعتبر Purin * (C ₅ N ₄ H ₄ ) أبسط ممثل لإيميدازو [4،5-d] بيريميدين.

السيتوزين * (C ₄ H ₅ N ₃ O) مركب عضوي ، قاعدة نيتروجينية ، مشتق من بيريميدين.

الثيمين * (C ₅ H ₆ N ₂ O ₂ ) هو مشتق بيريميدين ، واحدة من خمس قواعد النيتروجين.

تم إنشاء حوالي 7.3 غيغابايت من البيانات أيضًا فيما يتعلق بالتسلسلات غير البشرية.

تحتوي العينة على حوالي 30٪ من الحمض النووي البشري المنشأ. هذا مشابه للأسنان والعظام المحفوظة جيدًا لدى الأشخاص القدامى.

بناءً على العلاقة بين تسلسل القواعد المزدوجة المقابلة للكروموسومات X و Y ، كان العلماء قادرين على تحديد جنس عاشق قديم من العلكة - أنثى.

من أجل التنبؤ بلون الشعر والعينين والبشرة ، تم اشتقاق الأنماط الجينية من أجل واحد وأربعين SNPs * ، والتي تم تضمينها في نظام HIrisPlex-S .

SNP * (تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة) - الاختلافات في تسلسل الحمض النووي من النيوكليوتيدات في جينوم الممثلين من نفس النوع أو بين المناطق المتجانسة من الكروموسومات المتماثلة.

أظهر هذا التحليل أن المرأة كانت سوداء بشعر بني غامق وعينين زرقاء.


الصورة رقم 2

وجد العلماء 593،102 SNPs في الجينوم المدروس ، والتي كانت في السابق تنميط وراثي في ​​قاعدة بيانات تضم أكثر من 1000 شخص حديث و> 100 جينومًا قديمًا سبق نشره.

يوضح الشكل 2 أ نتائج طريقة المكون الرئيسي. هذه الطريقة لتقليل أبعاد البيانات جعلت من الممكن تحديد أن المرأة القديمة التي يدرس جينومها هي على الأرجح جامع صياد غربي ( WHG ). أكدت مقارنة بين أليلات الناس المعاصرين والامرأة القديمة انتمائها إلى المجموعة التي تم تأسيسها ( 2 ب ).

الأليلات * هي أنواع مختلفة من نفس الجين تقع في نفس المناطق من الكروموسومات المتماثلة. تحدد الأليلات اتجاه تطوير سمة معينة.

وأكدت هذه النتائج أيضا عن طريق تحليل qpAdm. يوضح هذا التحليل أنه من المستحيل تجاهل نموذج خطي بسيط ، يفترض أصل 100٪ لامرأة عجوز من مجموعة WHG ، من أجل نموذج أكثر تعقيدًا ( 2 ج ).

لتوصيف التركيب التصنيفي للتسلسلات غير البشرية في العينة على نطاق واسع ، تم استخدام MetaPhlan2 - وهي أداة تم تطويرها خصيصًا للتوصيف التصنيفي للتسلسلات القصيرة التي تم الحصول عليها بواسطة طريقة البندقية * .

طريقة Shotgun * - طريقة لتسلسل مقاطع طويلة من الحمض النووي ، عند الحصول على عينة ضخمة عشوائية من شظايا الحمض النووي المستنسخة تسمح لك باستعادة تسلسل الحمض النووي الأصلي.

الصورة رقم 3

يوضح اوريغامي 3a نتائج طريقة المكونات الرئيسية ، والتي قورنت فيها التركيبة الميكروبية للعينة قيد الدراسة مع 689 ملامح من الميكروبات من مشروع الميكروبيوم البشري (HMP). تم الكشف عن التجميع بين البيانات من العينة وبيانات HMP ، أي أنها كانت متشابهة للغاية من نواح كثيرة. يظهر هذا أيضًا في 3 ب ، حيث يظهر التركيب الميكروبي للراتنج بالمقارنة مع الصورتين المشابهتين للتربة (تم أخذ السياج في مكان واحد) وبالمقارنة مع التركيب الميكروبي للإنسان الحديث.

أظهر تحليل أكثر تفصيلاً للتكوين الميكروبي وجود بكتريا النيسرية subflava و Rothia mucilaginosa ، وكذلك بورفيوموناس اللثة ، تانريلا فورسيثيا وتريبونيما دينتيكولا . بالإضافة إلى ذلك ، تم اكتشاف آثار فيروس Epstein-Barr.

كما تم تحديد عدة أنواع من المكورات العقدية التي تنتمي إلى مجموعة Mitis ، بما في ذلك Streptococcus viridans و Streptococcus pneumoniae .


الجدول 1: قائمة بجميع الأصناف غير البشرية الموجودة في عينة من راتينج البتولا.

أعيد بناء جينوم الإجماع من متواليات قاعدة الالتهاب الرئوي المكورات الرئوية ويقدر عدد المواقع غير المتجانسة. أظهرت النتائج وجود عدة سلالات (الصورة رقم 4).


الصورة رقم 4

لتقييم شدة سلالات S. pneumoniae المستخرجة من راتنج قديم ، قارن العلماء بين contigs (مجموعة من شرائح DNA المتداخلة) مع قاعدة بيانات كاملة لعامل الفوعة ، والتي تسمح بتحديد جينات الفوعة المعروفة * S. pneumoniae .

الفوعة * - درجة قدرة السلالة على إصابة كائن مدروس.

تم تحديد 26 من عوامل الفوعة من S. الرئوية في عينة قديمة ، بما في ذلك السكريات المحفظةية (CPS) ، إنزيم العقديات (Eno) ومستضد سطح المكورات الرئوية A (PsaA).

أظهر تحليل عينة من الراتنج القديم وجود آثار لنوعين من النباتات: البتولا (Betula pendula) والبندق (Corylus avellana). بالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على حوالي 50000 متتالية تنتمي إلى mallard (أنس platyrhynchos ، أنواع البط).

للتعرف أكثر تفصيلاً على الفروق الدقيقة في الدراسة ، أوصي بأن تنظر في تقرير العلماء ومواد إضافية إليه.

خاتمة

يمكن وصف هذه الدراسة بحق بأنها فريدة من نوعها ، بالنظر إلى كمية المعلومات المستلمة. في السابق ، كان من الممكن استعادة الجينوم الكامل لرجل عريق حصريًا من بقاياه (العظام والأسنان) ، لكن في هذا العمل ، تمكن العلماء من الحصول عليها من راتينج البتولا الممضغ.

ووجدوا أن امرأة ذات بشرة داكنة وشعر بني داكن وعينين زرقاء تمضغ علكة مضغ قديمة عمرها 5700 عام. هذا الوصف للمظهر يؤكد مرة أخرى أن تصبغ البشرة الفاتح بين سكان الجزء الغربي من أوراسيا بدأ يظهر لاحقًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذه الخصائص الخارجية قابلة للمقارنة مع تلك الخاصة بممثلي الصيادين الغربيين الذين يفترض أنهم ينتمون إلى امرأة تم الحصول على جينومها من العينة.

بالإضافة إلى دراسة راتنج المضغ هو أنه يوفر معلومات حول التركيب الميكروبي للتجويف الفموي لشخص عجوز. أظهر هذا التحليل وجود عدة أنواع من البكتيريا ( النيسرية subflava ، Rothia mucilaginosa ، Porphyromonas gingivalis ، Tannerella forsythia و Treponema denticola ). بالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على آثار فيروس Epstein-Barr ، وهو أمر ليس مفاجئًا ، نظرًا لارتفاع معدل انتشار هذا الفيروس بين الأشخاص المعاصرين (90-95 ٪ من السكان البالغين يحملونه).

تم العثور على عدة أنواع من المكورات العقدية من مجموعة Mitis ، بما في ذلك Streptococcus viridans و Streptococcus pneumoniae .

فيما يتعلق بتفضيلات تذوق المرأة القديمة ، تم العثور على آثار البتولا والبندق والبط من الأنواع الفطرية من خلال تقييم تسلسل الحمض النووي غير البشري الذي لا ينتمي أيضا إلى الفيروسات أو البكتيريا. يمكن افتراض أن هذه النباتات والحيوانات كانت أساس طعام الأشخاص القدامى في تلك الفترة. ومع ذلك ، هناك احتمال كبير بأن يكون DNA الموجود في هذه النباتات والحيوانات في الراتينج ، حيث أن المرأة القديمة استهلكته قبل فترة قصيرة من مضغ الراتنج. وبعبارة أخرى ، يمكن أن يكون هذا حالة معزولة.

لماذا الراتنج مصدر ممتاز للحمض النووي البشري القديم؟ الشيء هو أنه خلال المضغ ، يتم "عزل" الحمض النووي بالراتنج وتخزينه فيه ، وذلك بسبب خصائص العقيم والكارهة للماء.

في المستقبل ، يخطط العلماء لتحليل العينات الأخرى التي تم العثور عليها ، والتي سوف تساعد على فهم حياة الناس القدماء بشكل أفضل. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح لنا التركيب الميكروبي للعينات القديمة بفهم تطور الميكروبات الخاصة بالفم وبعض الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض.

سواء كان الأمر كذلك ، فإن جمع الكثير من المعلومات حول شخص من قطعة من الراتينج المضغ الذي حققه منذ 5700 عام يعد إنجازًا لا يصدق. بالنسبة للبعض ، فإن المعلومات الواردة من الماضي ، وخصوصًا البعيدة ، ليست مهمة. ومع ذلك ، في الواقع ، كلما عرفنا عن أسلافنا ، زاد فهمنا لأنفسنا على أنهم حقيقيون.



شكرا لكم على اهتمامكم ، ابقوا فضوليين واستمتعوا بعطلة نهاية أسبوع رائعة ، شباب! :)

قليلا من الإعلان :)

شكرا لك على البقاء معنا. هل تحب مقالاتنا؟ تريد أن ترى المزيد من المواد المثيرة للاهتمام؟ دعمنا عن طريق تقديم طلب أو التوصية لأصدقائك VPS المستندة إلى مجموعة النظراء للمطورين من 4.99 دولار ، وهو تمثيلي فريد من الخوادم على مستوى الدخول التي اخترعناها لك: الحقيقة الكاملة حول VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps من 19 $ أو كيفية تقسيم الخادم؟ (تتوفر خيارات مع RAID1 و RAID10 ، ما يصل إلى 24 مركزًا وما يصل إلى 40 جيجابايت من ذاكرة DDR4).

Dell R730xd أرخص مرتين في مركز بيانات Equinix Tier IV في أمستردام؟ فقط لدينا 2 من Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6 جيجا هرتز 14 جيجا بايت 64 جيجا بايت DDR4 4 × 960 جيجا بايت SSD 1 جيجابت في الثانية 100 TV من 199 دولار في هولندا! Dell R420 - 2x E5-2430 سعة 2 جيجا هرتز 6 جيجا بايت 128 جيجا بايت ذاكرة DDR3 2x960GB SSD بسرعة 1 جيجابت في الثانية 100 تيرابايت - من 99 دولارًا! اقرأ عن كيفية بناء البنية التحتية فئة باستخدام خوادم V4 R730xd E5-2650d تكلف 9000 يورو عن بنس واحد؟