在石器時代末期，在丹麥南部的一個小漁村裡，一位皮膚黝黑、有著棕色頭髮和銳利藍眼睛的女性咀嚼著一塊硬化的樺樹焦油。這個被現代考古學家稱為西爾特霍爾姆的村莊，靠近一個被沙洲屏障與波羅的海隔開的沿海瀉湖。在沙洲後方，這位女性和她的親人建造了魚梁來捕獲用骨頭尖端的長矛刺穿的魚。這位女性可能一直在揉搓焦油，直到它足夠柔韌，可以用來修復一件陶器或一件拋光的燧石工具——樺樹焦油是石器時代常見的粘合劑。或者她可能只是在享受相當於新石器時代的口香糖。無論如何，當她丟棄焦油時，它被沙子和淤泥層覆蓋了大約5700年，直到一個考古團隊發現了它。令人驚訝的是，他們能夠從樺樹焦油中提取出這位女性的完整基因組，以及她的口腔微生物組和她最近可能吃過的食物的DNA。
儘管在挖掘地點沒有發現人類遺骸，但樺樹焦油上的DNA揭示了這位女性的外貌、她吃的東西、她攜帶的細菌和病毒、她的人民可能來自哪裡，以及他們是否可能已經開始採用農業。這些結果，週二發表在《自然通訊》雜誌上，突出了咀嚼過的樺樹瀝青作為古代人類和微生物DNA來源的潛力，這些DNA可以用來揭示古代人口的歷史、健康狀況和生存策略。
“我們有這塊不起眼的樺樹瀝青疙瘩，是某人在數千年前丟棄的，突然我們能夠從中召喚出這個人，”哥本哈根大學的考古學家、該論文的通訊作者漢內斯·施羅德說。“能夠從這個小物件做到這一點真是太令人著迷了。”
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研究的共同主要作者、哥本哈根大學的生物考古學家泰斯·詹森最初是在瑞典的另一個挖掘地點工作時，產生了從樺樹中提取基因組資料的想法，並開始看到一些帶有牙齒印記的焦油塊。當時，“下一代測序技術開始徹底改變古代DNA研究，”他說。“我認為這些‘口香糖’可能是DNA的來源。”詹森的同事們從大約10000年前的樺樹焦油塊中提取了三名個體的部分DNA，並在5月份的《通訊生物學》上發表了他們的發現。
5月份發表的論文的主要作者、瑞典烏普薩拉大學的考古學家納塔莉婭·卡舒巴說，西爾特霍爾姆樺樹焦油樣本及其隱藏在其中的基因組資訊之所以能夠如此完好地儲存下來，很可能是因為它被埋在一個無氧環境中。卡舒巴沒有參與這項新研究，她說，如果考古學家能夠收集到更多古代微生物組樣本，他們就可以開始拼湊出與人類健康相關的細菌和病毒的進化史。“對於人類健康和環境的研究來說，這種型別的材料是無價之寶，”她說。
施羅德和他的同事從樣本中識別出了大量的微生物類群，其中一些是生活在人類體內和體表的微生物群落的一部分，通常是無害的，被稱為微生物組。研究小組在口香糖中發現的其他口腔細菌物種可能會導致牙周病。研究人員還發現，這位女性攜帶了EB病毒（一種非常常見的皰疹病毒家族成員）和幾種導致肺炎的病毒毒株。儘管他們成功識別出26種毒力因子，或者說使病原體更有效地感染宿主的分子，但他們無法確定這位女性的健康狀況。
研究小組確實確定她不耐乳糖，這在畜牧業出現之前的狩獵採集者中是很常見的。口香糖中含有榛子（榛屬）和綠頭鴨（綠頭鴨）的DNA痕跡，這位女性可能最近吃過這些東西，這些東西可能是狩獵採集者飲食中的主食。農業在相對較晚的時候才傳播到丹麥——大約在西爾特霍爾姆女性生活的時期傳入——但一旦傳入，它可能會很快流行起來。然而，考古學家尚不清楚該地區的狩獵採集者是否獨立地採用了農業，還是新來者將農業帶到了那裡。根據施羅德和他的同事的說法，西爾特霍爾姆女性的基因組表明她與當時居住在丹麥的農民群體沒有關係。她來自於一個考古學家稱之為西方狩獵採集者的基因群體，他們早在11700年前就透過南部路線開始在斯堪的納維亞半島定居。
農業的出現改變了人類的腸道和口腔微生物組，因為更多富含碳水化合物的食物變得可用。（在工業革命期間，當精製糖和植物油開始主導選單時，它們再次發生了變化。）賓夕法尼亞州立大學的古微生物學家勞拉·韋裡奇沒有參與這兩項研究，她說，很難從一塊咀嚼過的口香糖中得出關於西爾特霍爾姆女性飲食的廣泛結論，甚至無法得出她口腔微生物組的確切組成。定植在一個人牙齒上的細菌種群與在他們的唾液或舌頭上發現的細菌種群非常不同，因此從口香糖中提取的樣本“可能是所有這些不同型別的口腔微生物組的混合物，”韋裡奇說。“如果不進一步分析其他狩獵採集者，很難將該微生物組置於上下文中。”
韋裡奇說，這項研究可能會開啟研究古代人類及其微生物組進化史的新篇章。“我認為古代DNA領域，在未來，可以在人類基因組-人類微生物組的共同進化方面做出很多貢獻，”韋裡奇說。幸運的是，還沒有人試圖創造“口香糖組學”這個詞。