• Kamień nazębny zdradza intymne sekrety dawnych ludzi.
• Nasi praprzodkowie krzyżowali się z Neandertalczykami.
• Ślady po prehistorycznej diecie w bakteryjnym DNA z kamienia nazębnego.
• Streptoccocus zawsze "lubił" dietę bogatą w skrobię.

Porównując skamieniałą płytkę nazębną ludzi i Neandertalczyków sorzed 100 tys. lat z kamieniem pobranym z uzębienia szympansów, goryli i wyjców, miedzynarodowy zespół naukowców opracowuje historię naturalną mikrobiomu jamy ustnej.

Analiza kamienia nazębnego od ponad 120 osobników reprezentujących kluczowe punkty ewolucji naczelnych i człowieka ujawniła zaskakujące odkrycia na temat zachowań  prehistorycznych ludzi.

Naukowiec dochodzeniowiec bada mikrobiom jamy ustnej

Tyle, że praca z DNA, sprzed  kilkudziesięciu lub setek tysięcy lat, jest skomplikowana. Podobnie jak archeolodzy, rekonstruujący zepsute naczynia, archeogenetycy muszą poskładać fragmenty starożytnych genomów, aby zrekonstruować pełny obraz przeszłości.

Naukowcy  na potrzeby tego badania musieli opracować nowe narzędzia i metody analizy genetycznej miliardów fragmentów DNA i zidentyfikować martwe od dawna  zbiorowiska bakterii zachowanych w kamieniu nazębnym.

Korzystając z tych narzędzi, naukowcy zrekonstruowali  mikrobiom jamy ustnej Neandertalczyka z jaskini Pešturina w Serbii, najstarszy mikrobiom jamy ustnej sprzed 100 tys. lat.

- Udało nam się wykazać, że bakteryjne DNA z mikrobiomu jamy ustnej zachowuje się co najmniej dwa razy dłużej niż wcześniej sądzono - powiedział James Fellows Yates,  doktorant z Instytutu Maxa Plancka oraz Science of Human History (MPI-SHH).

Narzędzia i techniki opracowane w tym badaniu otwierają nowe możliwości odpowiedzi na  pytania w dziedzinie  archeologii drobnoustrojów.

Bakterie ludzi i Neandertalczyków zaskakująco podobne

W skamieniałej płytce nazębnej naukowcy zidentyfikowali 10 grup bakterii, które budowały  mikrobiom jamy ustnej naczelnych od ponad 40 mln lat i nadal są wspólne dla ludzi i małp naczelnych.

Wiadomo, że wiele z tych bakterii pełni ważne, korzystne funkcje w jamie ustnej i pomaga w  utrzymaniu zdrowych dziąseł i zębów. Zaskakująca liczba tych bakterii jest tak słabo zbadana, że ​​nie powstały do tej pory nawet ich nazwy gatunkowe.

- To, że wiele najważniejszych taksonów jest słabo scharakteryzowanych, stanowi zaskoczenie dla mikrobiologów jamy ustnej - powiedział dr Floyd Dewhirst, z Instytutu Forsytha, współautor badania.

Chociaż ludzie mają  wiele bakterii jamy ustnej wspólnych z innymi naczelnymi, jednak mikrobiomy jamy ustnej ludzi i Neandertalczyków są najbardziej podobne. Niewielkie różnice odkryto na poziomie nawet nie gatunków, ale szczepów bakteryjnych.

Bakterie zostają w rodzinie, nawet mieszanej

Mikrobiom jamy ustnej kształtuje się we wczesnym dzieciństwie i w dużej części jest "zapożyczany" od opiekunów. Zatem ta bakteryjna wspólnota odzwierciedla fakt, że nasi praprzodkowie krzyżowali się z Neandertalczykami i pewnie wspólnie wychowywali potomstwo. Czego dowody znajdowano już w postaci DNA Neandertalczyków w genomie współczesnego człowieka.

Naukowcy odkryli, że szczepy bakterii podobne do szczepów występujących u Neandertalczyków znikły z mikrobiomu ludzkiego  już u14 tys. lat temu pod koniec ostatniej epoki lodowcowej, po okresie, w którym nastąpiła znaczna zmiana europejskiej populacji .

Jedną z największych niespodzianek było odkrycie, że podgrupa bakterii Streptococcus obecnych zarówno u współczesnych ludzi, jak i u Neandertalczyków, wydaje się specjalnie przystosowana do spożywania skrobi we wczesnym stadium ewolucji rodzaju Homo - stwierdzili naukowcy.

Sugeruje to, że żywność bogata w skrobię stała się ważna w diecie człowieka na długo przed rozwojem rolnictwa, a nawet przed pojawieniem się współczesnych ludzi.

Pokarmy bogate w skrobię, takie jak korzenie, bulwy i nasiona, są bogatym źródłem energii, a wcześniejsze badania wskazywały, że zmiana w pradawnej diecie na bogatą w skrobię mogła stymulować wykształcenie się dużego mózgu, który charakteryzuje nasz gatunek - stwierdzili naukowcy.

- Odtworzenie tego, co było w menu najstarszych przodków, jest trudnym wyzwaniem, ale nasze ustne bakterie mogą zawierać ważne wskazówki pomagające zrozumieć wczesne zmiany, dzięki którym jesteśmy tak wyjątkowymi istotami- powiedziała prof. Christina Warinner, z Uniwersytetu Harvarda i MPI-SHH.

Genomy bakterii ewoluują znacznie szybciej niż ludzki genom, przez co nasz mikrobiom jest szczególnie czułym wskaźnikiem głównych wydarzeń w odległej i niedawnej ewolucyjnej przeszłości - podkreśla Warinner.