研究古人的大便有什么用？

三联生活周刊 · 公众号 · 杂志 · 2021-05-24 12:17

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*本文为「三联生活周刊」原创内容

文｜袁越

研究古人留下的东西，无论是化石、基因还是服装用具，都相当于一次历史的穿越，可以帮助我们更好地了解人类这个物种的进化过程。

美国哈佛大学医学院的微生物学教授亚历山大·科斯蒂奇（Aleksandar Kostic）也打算来一次这样的穿越，只不过他的这次穿越是“有味道”的，因为他研究的是古人留下的粪便。

《延禧攻略》剧照

科斯蒂奇和同事们找到了8份历史久远的人类粪便样本，它们全都来自墨西哥和美国犹他州的山洞里，因为气候干燥而保存完好。碳-14测年结果显示这些样本的年龄在1000～2000年之间，不但早于工业革命，甚至早于哥伦布发现美洲大陆的时间。只要分析一下其中的成分，再和今天的粪便样本进行对比，科学家们就能知道人类在这1000多年的时间里究竟发生了怎样的变化。

虽然粪便中值得分析的成分很多，但科斯蒂奇只关心一样东西，那就是肠道菌群。这是当今健康研究领域的热点之一，很多工业化时代特有的慢性病，包括高血压、糖尿病、肥胖症、抑郁症和自免疫疾病等等，都和肠道菌群失调有着密切的关系。

因为缺乏古代样本，此前的肠道菌群研究者们只能去非洲或者亚马孙雨林收集那些至今依然过着狩猎采集生活的原始部落居民的粪便，结果发现这些人的肠道菌群种类要比生活在现代化城市里的人丰富得多。不过，这么做虽然可以区分出不同的食物和生活方式对肠道菌群的影响，但却无法完全排除生活环境的因素，因为最近这几百年来的工业化进程对于地球环境的影响实在是太大了，即使是非洲和美洲的丛林也无法幸免。

于是，这8份来自1000多年前的粪便样本便有了用武之地。

研究人员从这8份样本中提取到了大量DNA，从中找到了498个古代微生物基因组。为了避免其他细菌的污染，研究人员又通过分析这些基因组的结构特征，挑出了181个最有可能属于肠道菌群的细菌基因组，然后和现代人的肠道菌群基因组做了对比。

对比结果显示，古人的肠道菌群中几乎不含有抗生素耐药基因，而现代人当中这样的基因非常多，这一点当然很好理解。

《憨豆先生》剧照

反之，研究人员发现这8份样本当中有38%的基因组都是现代人当中根本找不到的，比如一种密螺旋体菌在所有8份古代样本中全都存在，但即使在今天的狩猎采集人群当中也找不到了，说明它很可能已经从地球上消失了。

研究人员将研究结果写成论文，发表在2021年5月12日出版的《自然》（Nature）杂志上。科斯蒂奇认为，这个结果说明在过去的1000多年里，人类的肠道菌群经历了一次大灭绝事件，我们很可能再也回不到过去了。

《熊出没》剧照

对于生命个体来说，1000年的时间似乎很长，但对于生物进化来说，1000年的时间却又很短，我们的身体根本来不及适应这种变化，也许这就是为什么今天的人罹患各种慢性疾病的比例越来越高的原因所在。

如果进一步研究证实了这一点，也许我们可以从这些古代粪便样本中提取出完整的肠道菌群基因组，再通过基因工程的手段让那些已经灭绝的菌种恢复生机。没准未来将会出现一种新型的“粪便”疗法，通过接种已灭绝的人类肠道菌群来治疗各种现代慢性病。

（本文刊载于《三联生活周刊》2021年21期）

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本文作者：袁越

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