H35 (アッシュ ピット番号 35) 中国安徽省小松港遺跡からの糞石。クレジット:Jada Ko、安徽省文化遺物考古学研究所の厚意による
古代の糞便の出所を識別する新しい方法により、この考古学的発見ははるかに有益なものになります.
考古学的記録には糞が散らばっており、古代の健康と食事、寄生虫の進化、マイクロバイオームの生態と進化に関する洞察の潜在的な金鉱です。研究者にとっての主な問題は、誰の糞便が検査されているかを判断することです。ジャーナル PeerJ に掲載された最近の研究 Max Planck Institute for the Science of Human History (MPI-SHH) の Maxime Borry と Christina Warinner が率いる は、「CoproID:古糞の出所を推測する信頼できる方法」を提示します。
機械学習による信頼性の高い分類
何千年も経つと、特定の糞便の出所を特定するのが困難になる場合があります。人間と犬の糞を区別することは特に困難です。それらはサイズと形状が類似しており、同じ考古学的遺跡で発生し、類似の組成を持っています。さらに、犬は多くの古代社会のメニューにあり、私たちの犬の友人は人間の糞をあさる傾向があり、そのため単純な遺伝子検査は問題を引き起こします。そのような分析は両方の種からの DNA を返す可能性があるからです.
Cueva de los Muertos Chiquitos 遺跡、Rio Zape Valley、Durango、Mexico からの coprolite 中のアマランス花粉粒の走査型電子顕微鏡 (SEM) 写真。クレジット:Karl Reinhard
古糞に含まれる洞察にアクセスするために、研究者は coproID (coprolite identification) を開発しました。この方法は、古代の宿主 DNA の分析と、現代の糞便内のマイクロバイオームで訓練された機械学習ソフトウェアを組み合わせたものです。新しく配列決定されたデータセットと以前に公開されたデータセットの両方に coproID を適用することで、MPI-SHH、ハーバード大学、およびオクラホマ大学の研究者チームは、古代の糞便の起源を確実に予測することができました。人間と犬の体内に生息する微生物のコロニーにより、糞便を正確に区別することができます。
消化器の健康に関する洞察を提供する分類機能
「私たちの研究の予想外の発見の 1 つは、考古学的記録が犬の糞でいっぱいであるという認識です」と、この研究の上級著者であるクリスティーナ ワーナー教授は述べています。しかし、Warinner はまた、特に法医学、生態学、マイクロバイオーム科学の分野で、coproID がより幅広い用途を持つことを期待しています.
メキシコ、デュランゴのリオ ザペ バレーにあるクエバ デ ロス ムエルトス チキトス遺跡のコプロライトに含まれるカボチャの花粉粒の走査型電子顕微鏡 (SEM) 画像。クレジット:Karl Reinhard
考古学的な糞便の出所を正確に特定する能力により、人間の腸内微生物叢の構造と機能の変化を経時的に直接調査することが可能になり、研究者は食物不耐症や人間の健康における他の多くの問題についての洞察を提供することを望んでいます. 「人間のコプロライトを特定することは、古代の人間のマイクロバイオーム分析の最初のステップであるべきです」と、この研究の第一著者である Maxime Borry は言います。
「西洋化されていない田舎の犬の腸のメタゲノムに関する追加データがあれば、『不確実』ではなく、さらに古い犬の糞を実際に犬のものとして分類できるようになるでしょう」と Borry 氏は付け加えます。人間と犬のマイクロバイオーム データのカタログが増えるにつれて、coproID はその分類を改善し続け、さまざまな地理的および歴史的文脈で古糞に遭遇する研究者をより適切に支援します。
参照:「CoproID は、マイクロバイオーム組成と宿主 DNA 含有量を使用して糞便と古糞便の発生源を予測します」Maxime Borry 、Bryan Cordova、Angela Perri、Marsha Wibowo、Tanvi Prasad Honap、Jada Ko、Jie Yu、Kate Britton、Linus Girdland-Flink 著、ロバート・C・パワー、インゲリース・ステュイツ、ドミンゴ・C・サラザール＝ガルシア、コートニー・ホフマン、リチャード・ヘイガン、テレーズ・サムダパウィンデ・カゴネ、ニコラス・メダ、ヘレン・カラビン、デヴィッド・ジェイコブソン、カール・ラインハルト、セシル・ルイス、アレクサンダー・コスティック、チュンウォン・ジョン、アレクサンダー・ハービッグ、 Alexander Hübner および Christina Warinner、2020 年 4 月 17 日、PeerJ .
DOI:10.7717/peerj.9001
