長(cháng)期以來(lái)，大多數考古學(xué)家都認為埋藏考古發(fā)現的沉積物是挖掘過(guò)程中不重要的副產(chǎn)品。然而，最近幾年的研究表明，沉積物中可能含有古老的生物分子，包括DNA。萊比錫馬克斯·普朗克進(jìn)化人類(lèi)學(xué)研究所研究員、該研究的高級作者馬蒂亞斯·邁耶說(shuō)：“從沉積物中提取古代人類(lèi)和動(dòng)物DNA，為研究古代人類(lèi)和其他生物在骨骼遺骸稀少或缺失的地點(diǎn)的地理和時(shí)間分布提供了令人振奮的新機會(huì )?！?。

為了研究沉積物中DNA的來(lái)源，馬克斯·普朗克的研究人員與一個(gè)國際地質(zhì)考古學(xué)家小組合作，在微觀(guān)尺度上研究沉積物中的DNA保存。該小組是應用地質(zhì)技術(shù)重建沉積物和遺址形成的考古學(xué)家。他們使用了未受干擾的沉積物塊，這些沉積物塊之前已從考古現場(chǎng)移除，并浸泡在合成塑料（聚酯）樹(shù)脂中。將硬化塊帶到實(shí)驗室，切片進(jìn)行顯微成像和基因分析。

研究人員成功地從非洲、亞洲、歐洲和北美的一組沉積物中提取了DNA，這些沉積物早在40年前就準備好了?！氨M管這些基因塊通常被儲存在塑料中數十年，但它們是古代DNA（包括起源于人類(lèi)的DNA）的極好來(lái)源，這一事實(shí)提供了一個(gè)巨大的未開(kāi)發(fā)基因信息庫。這項研究開(kāi)啟了古代DNA研究的新紀元，將重新訪(fǎng)問(wèn)實(shí)驗室中儲存的樣本，允許分析長(cháng)期以來(lái)一直被回填的位點(diǎn)，這將有助于在大流行的世界里，考慮到旅行限制和地點(diǎn)不易接近，這一點(diǎn)尤其重要，”澳大利亞弗林德斯大學(xué)的邁克·莫利說(shuō)，他領(lǐng)導了一些地質(zhì)考古分析。

沉積物基質(zhì)中微量殘留物的豐度

科學(xué)家們使用了杰尼索瓦洞穴的沉積物塊，該洞穴位于西伯利亞中南部的阿爾泰山脈，在那里，尼安德特人、杰尼索瓦人和現代人的古代DNA被提取出來(lái)，并表明小的有機顆粒產(chǎn)生的DNA比隨機取樣的沉積物多。Vera Aldeias說(shuō)：“這清楚地表明，從杰尼索瓦洞穴沉積物中提取古哺乳動(dòng)物DNA的高成功率來(lái)自沉積物基質(zhì)中豐富的微量殘留物，而不是來(lái)自糞便、體液或分解細胞組織中游離的細胞外DNA，這些細胞組織可能吸附在礦物顆粒上?！?，葡萄牙阿爾加維大學(xué)的研究和研究者合著(zhù)者。莫利說(shuō)：“這項研究更接近于準確了解古代DNA在沉積物中的保存位置和保存條件?！?。

研究中描述的方法允許對沉積物進(jìn)行高度定域的微尺度采樣，以進(jìn)行DNA分析，并表明古DNA（aDNA）在沉積物中的分布并不均勻；而且特定的沉積物特征比其他特征更有利于古DNA的保存?！皩⒊练e物aDNA與考古微觀(guān)環(huán)境聯(lián)系起來(lái)，意味著(zhù)我們還可以解決沉積沉積物之間aDNA物理運動(dòng)的可能性，”德國森肯堡人類(lèi)進(jìn)化與古環(huán)境中心的研究員蘇珊·門(mén)策說(shuō)。

這項研究的主要作者迪揚多·馬西拉尼（Diyendo Massilani）僅能從幾毫克的沉積物中提取大量尼安德特人DNA。他可以確定留下DNA的個(gè)體的性別，并表明他們屬于一個(gè)尼安德特人的群體，該尼安德特人的基因組以前是從洞穴中發(fā)現的一塊骨頭碎片重建而來(lái)的。他說(shuō)：“這些塑料嵌入沉積物的小樣本中的尼安德特人DNA比我們通常在松散材料中發(fā)現的要集中得多?！??！巴ㄟ^(guò)這種方法，未來(lái)將有可能從一小塊固化沉積物中分析許多不同古代人類(lèi)個(gè)體的DNA。想到這一點(diǎn)很有趣，因為他們在數萬(wàn)年前把這個(gè)洞穴用作廁所?！?