研究人員利用多種採樣技術,以確定哪些微生物在冰人奧茨(Ötzi)生前居住在他體內,哪些則是在他死後才出現的。後者可能是在遺體仍凍結於冰川中時,或是在現代保存處理三十多年期間所形成的微生物群落。
從內部組織中回收的基因物質,包含了奧茨生前腸道菌群的一部分。研究團隊還有一項意外的發現:適應寒冷的酵母菌,這些酵母菌很可能來自冰川,並一直存活至今。這些微生物未來可能在工業製程中 prove useful。
這項研究結果發表於期刊《Microbiome》上。
追溯奧茨的古代與現代微生物
這項調查涵蓋了廣泛的樣本。研究人員檢測了從木乃伊表面採集的冰塊、體內的融水,以及使用多個拭子收集的物質。他們也利用了先前關於腸道組織和胃內容物的數據。
為了識別可能的環境來源,科學家們檢視了 1991 年在奧茨遺體被發現時,從挖掘地點採集的一份土壤樣本。該樣本自採集以來一直處於冷凍狀態。
研究人員在奧茨的腸道和胃內容物中,都發現了其原始腸道微生物群落的基因證據。這個微生物群落最早是在 2019 年與 Eurac Research 合作進行的一項研究中被記錄下來的。
奧茨的腸道菌群,與已知的早期人類群落的有限微生物群落非常相似。其中許多細菌在現代工業化社會的居民身上很少見。因此,這具木乃伊提供了一個獨特的窗口,讓我們得以窺見曾經棲息在人體內的微生物群落。
來自冰川的適應寒冷酵母菌
新識別出的酵母菌來自皮膚樣本、木乃伊內部的融水和胃內容物樣本。這些高度特化的生物體適應了在寒冷環境中生存。
基因測試顯示,這些酵母菌與在極端寒冷地區(包括南極洲)發現的菌株有關。這種關聯支持了它們起源於冰川,並可能與奧茨一同存在了數千年之久的說法。
科學家們同時偵測到高度降解(古代)和保存良好(現代)的 DNA。這種組合表明,這些微生物不僅僅是遙遠過去的生物殘骸。它們在木乃伊目前的儲存條件下持續存在,包括攝氏零下六度的溫度和高濕度。有些可能以休眠狀態存活。
Eurac Research 木乃伊研究中心主任 Frank Maixner 解釋說:「我們在這裡看到了連續性:這些酵母菌陪伴奧茨走過了漫長的千年旅程。」
根據 Maixner 的說法,研究結果顯示,這具木乃伊「不是一個靜態的遺物,而是一個動態的生物系統。」
過去的保存處理可能餵養了某些酵母菌
早期的保存處理可能無意中為某些微生物創造了有利的條件。四種酵母菌中有三種具有分解酚的能力。
奧茨遺體被發現後,酚被用來清除木乃伊表面的真菌生長。這些酵母菌可能能夠利用這種物質作為食物來源。
微生物學家兼首席作者 Mohamed S. Sarhan 表示:「木乃伊的微生物群落是獨一無二的,因為我們處理的是超過 5000 年的微生物,同時也處理自發現以來引入的現代微生物。」
為後代保護奧茨
南蒂羅爾考古博物館負責木乃伊的保存,並持續監測其狀況。
負責木乃伊保存的南蒂羅爾考古博物館館長 Elisabeth Vallazza 評論道:「木乃伊目前的保存條件非常穩定,嚴密的微生物監測確保木乃伊不會受到損害。但為了將其保存給更多後代,肯定需要進一步的研究和全面的保存工作。」
科學家們仍然不完全了解冰川木乃伊為何能在如此長的時期內保持保存狀態。
保存專家兼共同作者 Marco Samadelli 強調:「冰川木乃伊的保存條件尚未完全了解。這項研究擴展了我們在這方面的知識。」
在低溫工業中的潛在應用
這項研究可能為改善奧茨和其他古代遺體的保存方法做出貢獻。它也可能帶來考古學以外的實際應用。
適應寒冷的微生物可以在許多其他物種會減慢或停止活動的溫度下發揮作用。因此,它們可以支持需要較少能源的工業製程,包括在低溫下進行的發酵。