Скам’янілий кал - З як у знанні - ARD Das Erste
Археологам ніщо не уникне: вони старанно очищають залишки доісторичних часів із щітки та мотики. Іноді вони знаходять особливу спадщину: зразки калу, що скам'яніли, їх також називають копролітами або палеофекальною речовиною. І вчені особливо раді цьому: Оскільки грудочки екскрементів багаті залишками їжі та ДНК - і тому розкривають багато про звички попередніх культур.
Але є одна велика проблема з дослідженням зразків калу: з більшістю палеофекальних знахідок вчені не можуть сказати, хто саме їх залишив. Це походження людини чи тварини? Спадщина собак, зокрема, дуже схожа на спадщину людей. Люди і собаки живуть близько один від одного, принаймні з кам'яного віку - і місця їх виведення відповідно знаходяться близько.
Коли сьогодні дослідники досліджують палеофекальну речовину в лабораторії, зазвичай немає візуальної різниці між фекаліями собак і людей. А аналіз вміщеної ДНК зазвичай призводить до суперечливих результатів. Наприклад, у Мексиці дослідники виявили в палеофекальній речовині як ДНК людини, так і велику кількість собачої ДНК. Спочатку вони думали: люди, очевидно, їли собаче м’ясо. Але потім у них виникли сумніви: можливо, все було навпаки. Можливо, собаки їли кал людей (собаки насправді це роблять і сьогодні). Ось так людська ДНК потрапила в собачий кал. Отже, якщо ви хочете дізнатись щось про зміну харчових звичок і, отже, кишкових бактерій та стан здоров’я людей, перш за все, ви повинні мати змогу надійно диференціювати їх спадщину від собак.
CoproID: Новий метод аналізу ШІ повинен принести впевненість
Крістіна Варіннер з Інституту доісторії та протоісторії Макса Планка в Єні розпочне нову методологію в 2018 році. Спільно зі своєю командою вона розробляє метод аналізу, за допомогою якого доісторичні екскременти собак можна чітко відрізнити від того, що залишилося позаду людей: бітові дані та машинне навчання повинні досягти того, чого не можуть очі дослідників. По-перше, Warinner отримує в цілому 13 палеофекальних речовин з усього світу і визначає ДНК, що вона містить. Потім вона отримує профілі ДНК із сучасних зразків калу. Важливо: Протягом всієї дослідницької роботи скам'янілі зразки калу ні за яких обставин не повинні бути забруднені сучасною ДНК. Тому зберігання зразків гною тисячолітньої давності схоже на лабораторію високого рівня безпеки.
На сьогоднішній день для людей існує безліч профілів ДНК із зразків калу: їх виробляють, наприклад, у великих клінічних дослідженнях з дослідження раку. Ситуація з даними гірша для собак: Хто зацікавлений у ДНК, що міститься у фекаліях собак? Крістіна Варіннер та її команда знаходять лише одне дослідження. Однак даних, що містяться, достатньо для подальшого розвитку методу аналізу. Результат: гігантська гора даних. В одній купі фекалій міститься людська ДНК із приблизно трьома мільярдами та бактеріальна ДНК з десятьма трильйонами пар основ.
Розшифровка мікробіома може розпочатися
Зараз Крістіна Варінер має профілі ДНК із трьох джерел: сучасних людей, сучасних собак та палеофекальної речовини. З сучасних джерел вона знає походження, але не з палео-зразками. Комп’ютер порівнює сучасні дані із давніми зразками. І справді: розподіл успішний у восьми зразках. П'ять зразків палеошерстя - явно люди, тоді як два - від собак. Метод працює.
Тепер фактичне дослідження може початися: Оскільки, звичайно, Крістіну Варіннер та її команду цікавить не лише різниця між спадщиною тварин та людей - вони також хочуть з'ясувати, як люди у минулі віки годували себе і як це впливало на їхнє здоров'я Має. ДНК древніх зразків калу також виявляє, які кишкові бактерії у людей тоді були в травній системі.
У кишечнику людини мешкають мільярди бактерій - так званий мікробіом або «кишкова флора». І ці мікроорганізми відіграють ключову роль у травленні. Зараз багато лікарів підозрюють, що сьогоднішня дієта призвела до виснаження цієї кишкової флори та таких захворювань, як рак та депресія. Дослідження Крістіни Варінер можуть надати докази цієї тези. Насправді, порівняно з сучасними зразками, у палеокоті була більша концентрація бактерій, які використовують кишкову рослинну їжу в кишечнику.
Крістіна Варіннер вважає цю зміну мікробіому людини можливою причиною захворювань способу життя. Але не всі секрети скам'янілого калу ще розшифровані. Пошуки тільки розпочались.