粪便中最古老的DNA包含尼安德特人的微生物组

生物学家马可·坎德拉（Marco Candela）和他的同事们最近对西班牙El Salt考古现场发现的5万年前尼安德特人粪便中的古代微生物DNA进行了测序。这些序列包括仍在我们肠道中生活的几种微生物的DNA，以及从当今城市居民中几乎消失的一些微生物的DNA。根据坎德拉和他的同事们的说法，他们的研究结果表明，至少在500,000年前（即该物种与尼安德特人的最后共同祖先的时代）以来，我们肠道的微观种群就与我们同在。

考古学家发现这些沉积物与曾经形成西班牙东部尼安德特人岩石掩体地板的沉积物混合在一起，发现了毫米大小的共腐殖质（化石粪便）和人类粪便的化学特征。一项更早的研究于2014年发表，该研究筛选了微小的辅酶，以寻找尼安德特人饮食的痕迹。 “据我们所知，这些样品代表了人类粪便中最古老的阳性鉴定，”坎德拉和他的同事们写道。

他们最近返回萨尔瓦多（El Salt）获取新样本，他们从曾经生活在尼安德特人的肠道中的细菌和其他微生物中搜寻了古代DNA的片段。为了清除可能的污染，Candela和他的同事们从更原始的现代序列中筛选出了旧的，显然已降解的古老DNA。沉积物中的大多数古代DNA来自生活在土壤和水中的细菌，这是更新世环境的遗物。但是其余的包括一些熟悉的同伴。

博洛尼亚大学的生物学家坎德拉告诉阿尔斯说：“现代传统（农村，狩猎采集者）种群的肠道微生物群与现代工业城市种群之间的差异可能比尼安德特人与现代传统种群之间的差异更大。”

人类和我们最亲密的近亲黑猩猩共享来自同一24个系统发育家族的微生物。为了区分人的肠道微生物组和黑猩猩的肠道微生物组，您必须查看每个家庭的微生物的属，种，有时甚至是菌株。每个猿猴都有一个独特的微生物生态系统，可以适应其免疫系统和饮食导致的特殊消化道环境。

但是，现代肠道微生物组中的一些关键参与者（即同一属和种现在正在肠道中游动，调节免疫系统并破坏纤维摄入）也居住在尼安德特人内部。

在El Salt拥有50,​​000年历史的充满粪便的沉积物中，Candela和他的同事们确定了人类肠道微生物组的几个关键成员，例如恰当命名的Faecalibacterium和讽刺性的Roseburia，它们都有助于将膳食纤维分解为人体可以代谢的较短化学物质。研究小组还发现了双歧杆菌属，它可以帮助消化牛奶中的糖分，并且在儿童早期免疫系统中也起着关键作用。他们写道，它是“当前最受关注的人类共生细菌之一，因为它作为健康肠道微生物组的生物标志物具有非常广阔的发展潜力”。

根据坎德拉及其同事的说法，这些发现表明，我们胃肠道疾患中一些最重要的成员-坎德拉及其同事所说的“基石分类群”与我们在一起的时间甚至超过了现代人类的生存时间。如果我们的物种和尼安德特人共享一个共同的肠道微生物核心成分，则表明那些基石分类群可能生活在两个物种共享的最后一个共同祖先的胆量中。

其中一些微生物，例如双歧杆菌属细菌，似乎从母亲传给了孩子。其他人则来自环境或与他人的密切接触。这些事情在现代城市环境中发生得并不多（在COVID-19大流行之前就是如此）。研究人类微生物组的科学家已经注意到，在几代人中，某些微生物已经从美国和欧洲等城市人口的肠道中消失。这主要是由于使用了某些药物和消毒剂。事实证明，一个闪闪发光的干净房子是一把双刃剑。

消失的细菌包括螺旋藻科的属，以及普雷沃菌属和Sesulfovibrio属。微生物组研究人员称它们为“老朋友”，而他们在El Salt长期埋葬的尼安德特人粪便中的存在表明这些微生物确实是非常老的朋友。

这就是坎德拉（Candela）在告诉阿尔斯（Ars）时的意思，即现代猎人与采集者的肠道微生物组与尼安德特人比在工业化城市中的现代人更多。在过去的几个世纪或几十年的工业化和城市化进程中，自从我们的物种从尼安德特人分居以来，我们的肠道微生物发生了更多变化。

坎德拉对Ars表示：“现代工业社会正在发生我们进化史上最戏剧性的肠道微生物组变化。”

尼安德特人的肠道微生物组除了强调我们在自己的胆量中正在丧失的生物多样性外，还提供了一些有关我们灭绝表亲如何生活的线索。

例如，存在诸如Roseburia，Ruminococcus和Faecalibacterium的纤维发酵属告诉Candela及其同事，植物在尼安德特人和我们最后的祖先-甚至可能是我们这个属的早期成员的饮食中起着重要作用。这是一条证据线，可以帮助补充古人类学家根据其他人参的牙齿以及在尼安德特人的某些地方发现的食物而了解的知识。

坎德拉（Candela）和他的同事们还注意到了来自拟杆菌，双歧杆菌和俗称Coprococcus的属的DNA，所有这些都有助于将胆固醇转变为像coprostanol的化合物，coprostanol是最早识别粪便沉积物的粪便生物标志物。 他们的存在表明，尼安德特人需要一些帮助，以从动物脂肪，肉和蛋等食物中代谢胆固醇。 这与古代或现代的人类饮食没有太大的区别（尽管现代工业化的人群可以将胆固醇水平提高到一个全新的水平）。 最后，世界上唯一的尼安德特人大便告诉了我们一些有趣但并不令人惊讶的事情：尼安德特人很像我们。 坎德拉对Ars表示：“我们一直期望如此，因为从进化的角度来看，这两个血统非常接近。”