在石器时代末期，在丹麦南部的一个小渔村里，一位皮肤黝黑、有着棕色头发和锐利蓝眼睛的女性咀嚼着一块硬化的桦树焦油。这个被现代考古学家称为西尔特霍尔姆的村庄，靠近一个被沙洲屏障与波罗的海隔开的沿海泻湖。在沙洲后方，这位女性和她的亲人建造了鱼梁来捕获用骨头尖端的长矛刺穿的鱼。这位女性可能一直在揉搓焦油，直到它足够柔韧，可以用来修复一件陶器或一件抛光的燧石工具——桦树焦油是石器时代常见的粘合剂。或者她可能只是在享受相当于新石器时代的口香糖。无论如何，当她丢弃焦油时，它被沙子和淤泥层覆盖了大约5700年，直到一个考古团队发现了它。令人惊讶的是，他们能够从桦树焦油中提取出这位女性的完整基因组，以及她的口腔微生物组和她最近可能吃过的食物的DNA。
尽管在挖掘地点没有发现人类遗骸，但桦树焦油上的DNA揭示了这位女性的外貌、她吃的东西、她携带的细菌和病毒、她的人民可能来自哪里，以及他们是否可能已经开始采用农业。这些结果，周二发表在《自然通讯》杂志上，突出了咀嚼过的桦树沥青作为古代人类和微生物DNA来源的潜力，这些DNA可以用来揭示古代人口的历史、健康状况和生存策略。
“我们有这块不起眼的桦树沥青疙瘩，是某人在数千年前丢弃的，突然我们能够从中召唤出这个人，”哥本哈根大学的考古学家、该论文的通讯作者汉内斯·施罗德说。“能够从这个小物件做到这一点真是太令人着迷了。”
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研究的共同主要作者、哥本哈根大学的生物考古学家泰斯·詹森最初是在瑞典的另一个挖掘地点工作时，产生了从桦树中提取基因组数据的想法，并开始看到一些带有牙齿印记的焦油块。当时，“下一代测序技术开始彻底改变古代DNA研究，”他说。“我认为这些‘口香糖’可能是DNA的来源。”詹森的同事们从大约10000年前的桦树焦油块中提取了三名个体的部分DNA，并在5月份的《通讯生物学》上发表了他们的发现。
5月份发表的论文的主要作者、瑞典乌普萨拉大学的考古学家纳塔莉娅·卡舒巴说，西尔特霍尔姆桦树焦油样本及其隐藏在其中的基因组信息之所以能够如此完好地保存下来，很可能是因为它被埋在一个无氧环境中。卡舒巴没有参与这项新研究，她说，如果考古学家能够收集到更多古代微生物组样本，他们就可以开始拼凑出与人类健康相关的细菌和病毒的进化史。“对于人类健康和环境的研究来说，这种类型的材料是无价之宝，”她说。
施罗德和他的同事从样本中识别出了大量的微生物类群，其中一些是生活在人类体内和体表的微生物群落的一部分，通常是无害的，被称为微生物组。研究小组在口香糖中发现的其他口腔细菌物种可能会导致牙周病。研究人员还发现，这位女性携带了EB病毒（一种非常常见的疱疹病毒家族成员）和几种导致肺炎的病毒毒株。尽管他们成功识别出26种毒力因子，或者说使病原体更有效地感染宿主的分子，但他们无法确定这位女性的健康状况。
研究小组确实确定她不耐乳糖，这在畜牧业出现之前的狩猎采集者中是很常见的。口香糖中含有榛子（榛属）和绿头鸭（绿头鸭）的DNA痕迹，这位女性可能最近吃过这些东西，这些东西可能是狩猎采集者饮食中的主食。农业在相对较晚的时候才传播到丹麦——大约在西尔特霍尔姆女性生活的时期传入——但一旦传入，它可能会很快流行起来。然而，考古学家尚不清楚该地区的狩猎采集者是否独立地采用了农业，还是新来者将农业带到了那里。根据施罗德和他的同事的说法，西尔特霍尔姆女性的基因组表明她与当时居住在丹麦的农民群体没有关系。她来自于一个考古学家称之为西方狩猎采集者的基因群体，他们早在11700年前就通过南部路线开始在斯堪的纳维亚半岛定居。
农业的出现改变了人类的肠道和口腔微生物组，因为更多富含碳水化合物的食物变得可用。（在工业革命期间，当精制糖和植物油开始主导菜单时，它们再次发生了变化。）宾夕法尼亚州立大学的古微生物学家劳拉·韦里奇没有参与这两项研究，她说，很难从一块咀嚼过的口香糖中得出关于西尔特霍尔姆女性饮食的广泛结论，甚至无法得出她口腔微生物组的确切组成。定植在一个人牙齿上的细菌种群与在他们的唾液或舌头上发现的细菌种群非常不同，因此从口香糖中提取的样本“可能是所有这些不同类型的口腔微生物组的混合物，”韦里奇说。“如果不进一步分析其他狩猎采集者，很难将该微生物组置于上下文中。”
韦里奇说，这项研究可能会开启研究古代人类及其微生物组进化史的新篇章。“我认为古代DNA领域，在未来，可以在人类基因组-人类微生物组的共同进化方面做出很多贡献，”韦里奇说。幸运的是，还没有人试图创造“口香糖组学”这个词。