克里斯蒂娜·瓦林纳在她的办公室里见到的最好的牙齿，是那些牙釉质上固定着像利马豆大小的牙菌斑块的牙齿。瓦林纳不是牙医，尽管她使用一些相同的工具。她是俄克拉荷马大学的人类学家，她对维京人和石器时代的农民进行了迟来了几个世纪的牙齿清洁，以刮取关于人类曾经如何生活的细节。
新鲜、粘稠的牙菌斑会吸附口腔中的所有东西，当它硬化时，它可以包裹植物碎片、花粉、细菌、淀粉、肉类、木炭、纺织纤维等等。正如科学家最近了解到的，化石牙菌斑是考古记录中DNA最丰富的来源。“古代DNA面临的最大挑战之一是缺乏足够的可供研究的材料，”瓦林纳说。牙菌斑消除了这个问题：它每毫克的核酸含量比任何其他已知来源高出100到1000倍。
瓦林纳实验室的首要任务是汇编一份DNA清单，该清单建立在博物馆收藏和来自世界各地考古遗址的尸体上发现的牙菌斑基础上。现在的目标是寻找越来越古老和多样化的患者，以 выяснить 人类健康和饮食习惯在整个历史中是如何变化的。
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三个牙菌斑项目
乳牙
如果没有定期刷牙和使用牙线，牙菌斑会在牙齿上化石化，并充当个人饮食中短暂碎片的时间胶囊。例如，在牛奶纸盒进入垃圾箱很久之后，一种极其持久且丰富的牛奶蛋白，称为β-乳球蛋白，可能仍然留在饮用者的牙齿上。瓦林纳的实验室在古代遗骸的牙菌斑中寻找这种蛋白质，以了解为什么许多人类群体可以食用新鲜牛奶而不会生病，即使所有其他哺乳动物在婴儿期后都缺乏消化牛奶的能力。对乳制品的耐受性在几种不同的文化中出现，但科学家们争论它最早在我们的物种中何时进化出来。牙菌斑分析可以揭示在考古遗址中究竟是谁在喝牛奶，以及这种液体来自哪种动物——是牛、绵羊还是骆驼。这种方法消除了一些其他考古方法的模糊性，例如在古代陶器上寻找牛奶脂肪。去年，瓦林纳的团队通过对欧洲和西南亚部分地区青铜时代早期的牙菌斑中的β-乳球蛋白进行测序，发现了饮用牛奶的第一个直接证据。现在，研究人员正在检查来自新石器时代的牙菌斑样本，那时人类首次驯养动物。
味觉净化剂
无论一个人对口腔卫生的投入如何，每个人都在他的牙齿表面携带数百种细菌。去年，瓦林纳和她的同事发现，尽管过去1000年中卫生和饮食发生了变化，但来自德国中世纪墓地的骨骼具有非常现代的口腔微生物群。中世纪的牙菌斑含有与牙周炎相关的细菌，牙周炎是一种常见的牙龈疾病，会导致牙齿脱落，并且在今天近50%的美国成年人中发生。为了更好地了解人类何时开始容易患上这种牙科疾病——以及它们可能如何与饮食、环境和文化等因素相关联——瓦林纳的实验室现在正在刮取可以追溯到石器时代以及人类最近的近亲黑猩猩的牙菌斑。
填补空缺
埋在冻土中的骨骼可以产生保存非常完好的遗传物质。迄今为止测序的最古老的完整基因组（70万年）来自加拿大西北部永久冻土中发现的马腿骨。已测序的最古老的人类基因组（45000年）是从西伯利亚发现的股骨中提取的。但并非所有生物样本都在天然冷冻柜中发现。致密矿化的牙菌斑可能是冷冻区内外完整DNA的理想来源，因为它比多孔骨骼更坚硬。迄今为止，瓦林纳的团队已经可靠地从长达10000年的牙菌斑样本中提取了DNA和蛋白质。现在，科学家们正在努力收集来自更久远时代的遗传物质。瓦林纳知道的最古老的保存完好的牙菌斑样本超过800万年，取自猩猩祖先的化石。