你好，这是本兔的第
71
篇推送。
理论上讲，关于过去人类行为的最有意思的问题，都可以通过分析保存下来的
生物分子
来解决。这些生物分子，其中的
碳十四
含量可以告知我们绝对年代，
古DNA
可以提取遗传进化的信息，
稳定同位素
可以了解迁徙模式，哺乳和食性，等等（第2章）。
然而，在大多数环境中，生物大分子并不能保存下来，未炭化的有机物很容易降解，主要是微生物的作用。但是也有一些特殊的环境，比如寒冰中、干旱的沙漠里，有机物保存得相对较好，因为生物活性较低（第3章）。
通过研究特殊条件下保存的生物分子，我们可以了解到关于古代人类活动的很多信息。但是，如果只有这种特殊的信息来源，就不可能建立起区域的、系统的研究方法来利用生物分子解决问题。为了进行系统研究，我们需要能够分析来自很多遗址和/或同一遗址的不同地点的生物分子，即使大部分有机物都已经降解了。
在通常条件下，
生物分子
能够避免生物和化学降解的唯一可能，就是位于一些
保护龛
中。我们已经知道若干这样的保护龛，本章的重点就是介绍它们。
寻找并利用保护龛中保存的生物分子，需要对保存它们的物质结构、保存条件、以及分析微量残留物的方法都有所了解。因此这项工作的挑战性不仅在于找到这些受保护的分子，还要能够分析这些“珍贵的”
微量
遗存。
在过去的30年中，分子生物学领域的分析手段有了长足的进展，这对分子生物考古学也有很大的影响。最好的例子就是如今的技术可以使得我们从化石中提取古DNA，并在每个细胞只有若干基因拷贝的情况下进行测序。
/*再次提醒这是2010的书，如今我们已经能从沉积物中提取DNA，测序技术更是突飞猛进*/
在几年前，这还像是一个无法突破的技术壁垒，人们还只能够对线粒体DNA进行测序，因为线粒体基因在每个细胞中有好几百个拷贝
/*相比细胞核DNA只有两套*/
。
如今我们有尼安德特人的细胞核DNA的很多序列。
/*
*/
但是，这些技术突破只有在DNA保存良好的条件下才有作用，即DNA中仍保存有原本的序列信息。例如，上文中检测到的尼安德特人特有的DNA变异中有90%其实来自原本DNA的破损带来的“假象”，而非真实的基因变异的结果。
俗话说”Garbage in is garbage out”
/*突然觉得应该征集一个这句话的信达雅翻译，有兴趣的朋友欢迎留言*/
，这句话在我们企图利用技术手段从越来越少的材料中提取信息的今天变得更加有道理。一个直观的设想是：仅存下来的少量物质要代表原本的大量材料，可见它们经受过大量的降解。然而情况并不总是这样。如果有分子能够保存下来的原因是它们位于相对稳定的保护龛中，那么我们不仅将有保存下来的分子可供研究，并且它们是保存完好的，这将是梦想成真的事情。
我非常乐观并且期待分子生物考古学能够在将来成为考古学主流的一个重要部分。
/*碳十四还没进入主流呢，您先等等*/
如果这是真的，那么考古学家们将会投入更多的精力在寻找保存良好的生物分子上，从中寻找重要的考古学问题的答案。保存良好的生物分子可能存在于：
蛋壳
、
软体动物壳体
、
骨骼
、
牙齿
，以及
陶器残片
。如果能够发现保存良好的样品，它们将价值无穷。
分子生物考古学的诸多话题可见下面这本书的第四章的讨论。
/*
*/
保存下来的生物分子中包含考古学所关心的多种信息，包括：
遗传
信息（DNA，蛋白质），
新陈代谢
相关的信息（多糖，脂肪酸等小的不易降解的分子），
古食谱
（脂肪酸，多糖，蛋白质），以及
碳十四
年代（所有未被污染的生物分子）。
它们的应用会根据提取足够信息所需要的保存状况，以及对污染的容忍程度而有所差异。例如，DNA分析可以在有污染存在的情况下进行，但是碳十四则不行
/*因为碳十四是色盲*/
。而研究对象DNA分子本身需要尽可能好地保存，但是对碳十四测年来说，目标分子的保存状态就没有那么重要
/*还是因为碳十四色盲*/
。但是，如果分子保存地足够好，并且污染相对少的话，对所有的应用都是有好处的。
DNA
蕴藏在DNA的四个碱基序列中的遗传信息，对于研究分子进化和生物种属之间的亲缘关系都是非常重要的。事实上，一般这个序列本身并不是研究的主要兴趣，而是不同样品的序列之间的区别。这些区别反映了随着时间发展出的变异，有一些变异显示出了相对其他个体的优势。因此利用古DNA序列的关键，是识别出这些变异。
变异在生物演化中是自发的，而它们在种群中是否得到保持，则取决于它们为个体带来优势，劣势，还是毫无影响。DNA某个特定位点发生变异的概率并不是随机的，而是受到DNA构型的影响。
/*
*/
利用古DNA研究生物演化的一个关键难题在于，那些在个体生命进程中倾向于发生达尔文变异的相对弱的位点，在成岩过程中也更加容易发生变化。
/*同上文*/
因此，如何区分成岩作用对DNA的破坏与达尔文变异本身，这是一个重大的挑战。尽管有一些经验规则，但是这一问题还没有绝对的解决方法。目前最好的方法，尽管只能部分解决问题，就是定位并分析那些受成岩作用影响最小的DNA片段。
分子生物学领域的革命性突破，一般都涉及更强大的工具的开发，使得我们能选择特定的DNA区域进行复制，当富集了足够的材料之后，可以用酶切割，每次释放一个核苷酸，通过分析释放的核苷酸序列，可以确定DNA的序列。
/*这简直是toooooold*/
/*
*/
这对现代DNA和古DNA同样适用。关于古DNA的一个问题是，复制DNA的酶
/*PCR的P*/
不能区分原本的核苷酸和成岩作用改变过的核苷酸。
/*这现在都不是事儿了*/
有些相对没有辨别能力，即使是原本DNA分子受到严重破坏，也能够成功复制。有一些辨别能力好的，只复制保存好的DNA。
/*
*/
这些
/*眼神好的DNA聚合酶*/
显然是我们想要的酶，如果DNA保存得好的话。
最终的结论仍然是，原本的DNA分子要保存得尽可能好。
蛋白质
决定蛋白质20个氨基酸序列的信息由DNA编码。因此蛋白质中的氨基酸序列，基本上是DNA中的核苷酸序列的一种翻译。因此，氨基酸序列的信息也能够向我们提供重要的遗传信息，关于生物演化和种属亲缘关系。
然而，古代蛋白质中保存的氨基酸序列，比DNA中的核苷酸序列更难以测定。并不存在复制蛋白质的技术，使得我们能够提取、纯化并对古代蛋白质进行测序。这即使是在有几千种蛋白质的活细胞中，或者几百种蛋白质的骨骼组织中，都是很难的。对于古代细胞或者组织就更难了，因为它们不仅包含保存下来的完整蛋白质，还包含了蛋白质的降解产物。
只有最近，基于质谱仪的新的测序技术被开发出来，第一例完整测序的古蛋白质。
/*
*/
在可以预见的将来，古蛋白质测序不太可能取代古DNA的测序。
/*十年后，老专家招了两个学生，都是学生物的，一个做DNA测序，一个做蛋白质测序。一个犹太人，一个阿拉伯人，俩人在实验室拆猪头（现代的，鲜血淋淋那种）吓得其他人都不敢进去*/
更多的蛋白质可能会被很好地测序，如果能找到保存完好的分子的话。保存问题仍然无法逃避。
多糖
单糖分子脱水缩合成为复杂的多糖链。单糖分子的序列也是由基因决定的，但是并非直接决定，而是一系列酶共同作用的结果。此外，测定这个序列是非常困难的，即使面对现代的生物样本。在可以预见的将来，古代多糖链的测序也是几乎不可能的。
磷脂
磷脂是动物脂肪、植物油、蜡、以及一些树脂的主要成分。它们也是细胞膜的主要成分，并且用于储存能量。
“磷脂”一词也用于指代那些疏水的小分子。它们有的是一些更大的、不稳定的分子的组成单元。
有很多不同的磷脂分子，其中一些仅来自有限的几种来源，如植物蜡，蜂蜡，动物脂肪。因此，某一些磷脂分子组合的存在，可以指示曾经存在过某些有机材料。
许多磷脂分子相对稳定，与DNA、蛋白质等大分子相比，它们不易受到成岩作用和微生物的影响。这也是考古学家对它们感兴趣的主要原因。
分析考古背景下的磷脂分子通常被称作“残留物分析”。
其他
有很多生物分子，能够出于特殊的原因保存下来，如皮肤（羊皮卷、皮革）和骨骼中的蛋白质，动物蹄和角中的角蛋白，淀粉中的多糖，木材和树皮，几丁质，孢粉，树脂中的复杂芳香族聚合物（柯巴脂、橡胶、琥珀），等等。在12章中会讨论它们中一些的红外光谱。
分子生物考古学这一领域起源于20世纪50年代，人们开发了一些技术可以分析少量的氨基酸。
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*/
随后，有利用氨基酸组成分析的研究显示，骨骼和贝壳中的蛋白质可以保存上百万年。
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*/
当时的研究者同时做了进行了体外实验，分析了这些分子的稳定性，从而在理论上预测它们可以存活的年限。这种双管齐下的措施的研究对象从单个氨基酸分子发展到多肽，乃至整个蛋白质。
/*
*/
在20世纪70年代末期和80年代初期，分子生物考古学的焦点从蛋白质转移到了DNA。
/*
*/
研究古DNA的推动力在于新的强大的分析技术的发展。
也是大约在同一时期，关于陶器残留物分析开始了。
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*/
回顾一下，寻找保存下来的生物大分子并对它们的结构和序列进行表征，这样的工作似乎主要是被新的分析技术推动。
关于这些研究的发现，不论他们具体研究的是什么分子，总体可以概括两点。
1，随着分析技术的进步和分析人员对排除污染越来越重视，我们可以发现越来越老的包含生物分子的化石记录。
2，关于分子存活时间的预测基于它们的稳定性（热力学考虑），而这通常被证明是错的，人们持续发现更老的分子。
对我们的启示是，
生物分子的存活不仅是由它的稳定性所决定，同时受到它埋藏的微环境的影响
。埋藏时间并不是一个关于保存状况的良好指标。因此寻找保存良好的生物分子的工作重点，应该放在寻找有助于保存的微环境（保护龛）上。一个推论是，如果在分子存活率和年代之间有一个粗略的相关关系的话，那么它们所存在的微环境应当是开放的。
在本章中，将会讨论三种保护龛，生物大分子在其中保存得相对较好：
-
包裹生物晶体之中，
-
捕获在交互生长的生物晶体之间，
-
吸附在陶器表面空隙之内。
第一个是非常封闭的，第二个也是封闭的，但是随着时间增长可能不稳定，第三个是开放的，但是相对受到保护。
