石器时代青少年的口香糖以引人入胜的细节揭示了 9,700 年前的生命

大约9700年前的一个秋日，一群人在斯堪的纳维亚半岛的西海岸露营。他们是狩猎采集者，一直在该地区捕鱼、狩猎和收集资源。

一些青少年，包括男孩和女孩，在吃完鳟鱼、鹿和榛子后，正在咀嚼树脂以生产胶水。由于严重的牙龈感染（牙周炎），其中一名青少年在吃耐嚼的鹿肉以及通过咀嚼来制备树脂时遇到了问题。

这张中石器时代时期的快照，就在欧洲人开始耕种之前，来自对我们现在进行的咀嚼树脂中残留的DNA的分析发表于《科学报告》.

该位置现在称为胡斯比·克列夫，位于瑞典哥德堡（哥德堡）以北。它被挖掘出来了考古学家在 1990 年代初期，产生了大约 1,849 件燧石文物和 115 件树脂（胶泥）。

该遗址的放射性碳可追溯到10,200至9,400年前，其中一块树脂可追溯到9,700年前。

一些树脂上有牙齿印记，表明儿童，实际上是青少年，一直在咀嚼它们。咀嚼的肿块，通常带有牙齿、指纹或两者的印记，在中石器时代遗址中并不少见。

我们分析的树脂碎片是由桦树皮 单元，已知已被用作石材工具技术中的粘接物质从旧石器时代中期开始。然而，在传统社会中，它们也被咀嚼用于娱乐或药用目的。

已知具有类似特性的各种物质，例如针叶树树脂、天然沥青和其他植物树胶，在世界许多地方都以类似的方式使用。

DNA的力量

在一些树脂中，一半的提取的DNA是人类起源的。这与我们经常在古代骨骼和牙齿中发现的相比要多得多。

它代表了斯堪的纳维亚半岛一些最古老的人类基因组。它有一个特殊的祖先特征，在曾经居住在那里的中石器时代狩猎采集者中很常见。

一些树脂含有男性人类DNA，而另一些则含有女性DNA。我们认为，男女青少年都在准备用于制造工具的胶水，例如将石斧固定在木柄上。

但是，非人类起源的另一半DNA呢？这些DNA大部分来自细菌和真菌等生物，这些生物自9,700年前被丢弃以来一直生活在乳香中。但其中一些来自生活在人类体内的细菌，这些细菌咀嚼了它，以及人类在将桦树皮沥青放入口中之前一直在咀嚼的材料。

分析所有这些DNA是一项艰巨的任务，并涉足新的领域。我们既要调整现有的计算工具，又要开发一些新的分析策略。因此，这项工作已成为为此类分析开发新工作流程的起点。

这包括使用不同的策略来挖掘 DNA 来表征它，尝试将短的 DNA 片段拼凑成较长的片段，并使用机器学习确定哪些DNA片段属于病原体（有害微生物）的技术。它还涉及将数据与我们在现代人口中看到的数据进行比较蛀牙（龋齿）和牙周炎。

高等生物

自然地，我们发现了口腔微生物组中预期的细菌类型，即口腔中天然存在的微生物范围。我们还发现了与蛀牙或龋齿（变形链球菌）和全身性疾病，如Hib病和心内膜炎。还有一些细菌会引起脓肿。

尽管这些病原微生物的出现频率较高，但它们并没有明显高于健康口腔微生物组的预期水平。因此，没有确凿的证据表明该群体的成员患有与这些微生物相关的疾病。

然而，我们确实发现了大量与严重牙龈疾病相关的细菌——牙周炎.当我们应用机器学习策略（在本例中，一种称为随机森林建模）我们得出的结论是，咀嚼其中一块树脂的女孩可能患有牙周炎——概率超过 75%。

我们还发现了来自更大生物体的DNA，而不仅仅是细菌。我们发现了马鹿、褐鳟鱼和榛子的DNA。这种DNA可能来自青少年在将桦木沥青放入口中之前一直在咀嚼的材料。

但是，我们需要谨慎一点，因为我们的确切发现也取决于我们拥有的比较数据。作为来自真核生物（包括植物和动物的群体）的基因组更大、更复杂与来自微生物的基因组相比，组装高质量的真核生物基因组更为复杂。

树脂样品中的真核生物基因组较少，质量较低。这意味着，例如，我们的褐鳟鱼实际上可能不是褐鳟鱼，但我们至少可以确定它来自鲑鱼科。

我们还发现了很多狐狸的DNA，但这更难解释。狐狸肉可能是饮食的一部分，但这些青少年也可能咀嚼狐狸的肌腱和毛皮，用于纺织品。或者，狐狸的DNA甚至可能来自领土标记，并在吐出后进入树脂。

然而，我们所学到的肯定代表了理解石器时代人类文化的这些迷人记录的一大步。随着我们对这些内容的分析越来越多，可能会出现更多的惊喜。

安德斯·格瑟斯特伦，考古学与古典学系分子考古学教授，斯德哥尔摩大学和埃姆拉·基尔多克，梅尔辛大学生物技术系助理教授

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