这位男子在5300多年前就已死亡,但他的微生物组可能仍显示出生命的迹象。科学家已经成功从冰人奥茨的冷冻遗体中恢复了细菌、真菌和其他微生物。令人惊讶的是,一些古老的酵母菌甚至能够生长和繁殖,这提出了一个非凡的可能性:生命可能仍然存在于这位著名的木乃伊体内。
冰人奥茨于1991年被一对在Ötztal阿尔卑斯山脉徒步旅行的度假者意外发现,这座山脉横跨西奥地利和北意大利。当他们最初发现从冰中露出的尸体时,人们认为这是一位最近死亡的登山者的遗骸。
然而,随后的挖掘揭示,这位深度冷冻的尸体实际上是一位保存异常完好的男子,他大约在5300年前死亡。由于冰中的零下温度和脱水作用,他的身体保持了相对良好的状态,他的纹身皮肤、内脏器官和肌肉组织大部分仍然完好。
在一项新研究中,Eurac Research的研究人员着手记录与奥茨遗体相关的微生物群落。通过使用来自木乃伊的皮肤拭子、组织碎片和融水样本,研究团队对栖息在木乃伊体内的各种微生物进行了编目,为曾经占据他皮肤、肠道和身体缝隙的真菌和细菌提供了一个罕见的观察窗口。
有趣的是,奥茨微生物组成的一部分与在其他古代人类遗骸中发现的肠道群落非常相似,但在现代工业化社会中生活的人群中却很少被检测到。
最引人注目的是对2019年采集样本中的嗜冷酵母菌——Phenoliferia、Glaciozyma、Goffeauzyma和Mrakia的分析。研究人员表示,他们"相当确信"其中一些酵母菌仍然存活,尽管它们已经被冻结了5300年。
"我们实际上在实验室中培养了这些酵母菌——我们从奥茨身体样本中培养出了活的菌落。你无法否认一个正在生长的菌落,"主要作者、在意大利Eurac Research研究古代DNA的微生物学家Mohamed Sarhan告诉IFLScience。
"在胃里发现一种活酵母菌的那一刻让我们停下了脚步。"
Mohamed Sarhan
研究团队在史前酵母菌的遗传物质中发现了额外的证据。古代DNA通常被碎片化并严重受损,但2019年回收的酵母DNA由较长的片段组成,显示出比2010年采集的样本明显更少的降解迹象。
据研究人员称,这种模式仅通过"被动保存"难以解释,反而表明存在来自活跃分裂细胞的新合成DNA。
此外,特别是一种名为Glaciozyma的酵母菌在过去十年中变得明显更加丰富,同时显示出DNA损伤水平降低。
"Glaciozyma在2010年至2019年间相对丰度的急剧增加本身就是复制的证据——休眠或死亡的细胞不会增殖,"Sarhan评论道。
虽然微生物的存在并不完全令人惊讶——科学家之前已经在奥茨的样本中检测到它们——但研究人员对发现的代谢活性程度感到震惊。
"我们一直怀疑当前的存储条件——零下六摄氏度,近100%的湿度——可能不像之前假设的那样在生物学上是惰性的。适应寒冷的微生物,特别是嗜冷酵母菌,已知在自然冰川环境中能在零下温度保持活性,因此在奥茨身上发现它们并不完全出乎意料,"Sarhan说。
"真正让我们惊讶的是活性程度。例如,酵母菌Glaciozyma从2010年的一个微不足道的存在到2019年完全主导了酵母菌群落——仅仅九年时间内的这种剧烈增殖确实令人震惊。在胃里发现一种活酵母菌的那一刻也让我们停下了脚步,"他补充道。
问题是这种情况是否独特。当然,很少有人能说自己会在冰川顶部死亡并冻结数千年,然后在5300多年后被科学家研究。然而,研究人员认为,奥茨的微生物组远非单一特例。
"我们强烈怀疑奥茨并非独一无二——他只是研究得最透彻的一个。保存他的条件——寒冷和低氧——并非阿尔卑斯山所独有。来自西伯利亚、阿拉斯加和北极的永久冻土木乃伊,以及从南美洲泥炭沼泽和高海拔冰川中回收的遗骸,都具有许多相同的保存特征,"Sarhan解释道。
"他本质上作为一个概念验证——证明古代木乃伊是动态的生物系统,而非冻结的'快照'。我们希望我们的研究能激励对世界各地其他保存完好的古代遗体进行类似的微生物组研究,"他总结道。
这项研究发表在《Microbiome》期刊上。
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