不要隨地吐口香糖,你的隱私可能因此被後世窺探無餘_風聞
把科学带回家-把科学带回家官方账号-专注于孩子的科普教育2021-08-17 07:36
撰文 比鄰星
世界上最早的口香糖出現在什麼時候?
你可能會想到1893年因芝加哥世博會而風靡全球、長盛不衰的箭牌口香糖。

“清新口氣 你我更親近”(圖源/bing)
請再猜地大膽一點,嚼口香糖的人比你預想中要更滄桑些。比如……遠古野人?
2019年,丹麥南部的洛蘭島,科學家在厚厚的泥土下挖出了一些石器時代的器物。一同出土的還有一坨略顯黏膩的黑褐色固體,看起來像是某種膠狀物,年代可追溯至5700年前。那時還是中石器時代向新石器時代的過渡期。

遠古口香糖高清特寫
(圖源/ nature communications)
經化學成分鑑定,他們將這坨膠狀物的來源鎖定到樺樹。這是樺樹皮經加熱後產生的膠,可用於粘連石器和把手,用法類似今天的雙面膠、蘭丁膠什麼的。我相信你不會把雙面膠放到嘴裏,但奇特的是,這團膠狀物上能清晰地看到一些牙印。

口香糖三視圖,可見表面遺留的牙印
(圖源/ new scientist)
看來古人會把它們放在嘴裏嚼,這不就是口香糖麼。但嚼這個東西大概率不是為了清新口氣,目前幾種推測是這樣的。這種膠由樹皮加熱產生,但是冷卻後會變硬,不利於粘合,放在嘴裏嚼一嚼可以增加它的延展性,讓膠更好用,這算是生產之用;膠裏面含有一種名叫樺木醇的物質,有殺菌防腐之效,咀嚼它可以緩解牙疼或飢餓感,這算是藥用;還有個説法,Just for fun,這算是消遣之用。
當然,捧着這塊口香糖的科學家最在意的不是遠古人為什麼咀嚼它,他們還想扒出更深的料,説不定有瓜可吃。猜猜看一個嚼過的口香糖裏都會粘着些什麼?你脱落的口腔上皮細胞以及深藏其中的DNA、食物殘渣、還有口腔裏的萬千微生物。

顯微鏡下的口腔上皮細胞,醫學上也通過口腔拭子刮取這類細胞進行DNA鑑定 (圖源:flickr)
口香糖防水加防腐的性質,讓它成了保存DNA天然的載體,最後再被厚厚的泥一埋。可想而知它的遺傳信息會很完整,研究者迫不及待地對其中提取的DNA進行測序分析,那感覺就像把一個意外撿到的幾十年前的U盤插進了電腦。
加載出來的信息果然沒讓人失望。其中覆蓋了咀嚼者完整的基因信息,這是該地區提取到的第一份人類全基因組樣本。染色體分析顯示,該名咀嚼者為女性,雖然年齡未知,但根據口香糖上的牙印尺寸可以大致推測,對方為女童。這只是開始,還有更細緻的分析。

自動測序得到的直接結果通常是這樣的
(圖源:NIH)
其實,任意兩個人的基因組中,有99.9%的序列完全一樣。在人的一長串DNA裏,每隔100-300個鹼基,會出現一個不一樣的鹼基位點。這個位點的差異造就了不同的等位基因或者調控序列。遺傳學家將這些不一樣的位點定義為單核苷酸多態性(SNP)位點。

圖中C和T的對應位置就是SNP位點
(圖源:wikimedia common)
拿到一份基因組信息,研究者會將其和已有數據庫中基因組的SNP位點做比對。大家來找茬。參照一些已知單基因所控制的性狀,研究者推測這位嚼口香糖的姑娘長着深色皮膚、深棕色頭髮和藍色的瞳孔。她有着該時期比利時和西班牙的血統,説明她所在的族羣可能是從那裏遷徙而來,而後定居丹麥。此外,石器時代的歐洲人並不是標誌的白種人,他們的皮膚是在後來才變淺的。

根據測序結果還原的口香糖女孩假想畫像
BY Tom Björklund
到此為止,我們只解讀完了三分之一的遺傳信息——口香糖上提取到的全部DNA中,有68.8%來自其他物種。一大部分是口腔裏的微生物羣。每個人的口腔裏都住了一羣微生物,它們大多無害,但特定種類的細菌會引起口腔疾病,比如口腔甲烷短桿菌就可能導致牙周炎。過去科學家研究古人的口腔微生物,一般是從頭骨的牙齒裏摳下一些牙菌斑。而從口香糖中提取有個優勢,大部分是口腔中充滿活力的微生物類羣。
分析結果顯示,那時的古人口腔裏的微生物其實和現代人組分都差不多,不過它們的口腔裏還有一些鏈球菌,這種菌如今會引起肺炎。但科學家推測那時的鏈球菌其實對人的傷害不算很大,它們是後來變毒的。

還有就是口腔裏的食物殘渣。通過對DNA測序並與已知物種比對,研究者確定了三種生物的遺傳物質。一種是樺樹,這個顯而易見。還有兩種大概就是這位女孩子剛吃過的食物了——野鴨和貞子(錯了),榛子。

野鴨就是綠頭鴨,北京玉淵潭的公園裏也常有,
張開翅膀後有標誌性的藍紫色“翼鏡”(圖源見水印)
於是,根據以上全部線索,一幅完整假想圖誕生了。

BY Tom Björklund
一位深色皮膚的新石器時代小姑娘,身邊有着剛吃完的榛仁殼和剛捕到的野鴨。
試想一下,5000年後,三體人在地球發現了你吐出的口香糖。它們把玩了一會兒説,哦,這哥們兒有蛀牙。
不懂就問,口香糖上的人體DNA真的來自本人嗎?沒有可能是食物嗎?……