虱胶中保存的DNA揭示木乃伊秘密

2022-06-11吴青

大自然探索 2022年4期

吴青

任何有通过放大镜逮虱子体验的人都知道，雌性头虱用于把虱卵黏附在人类毛发上的黏合剂是多么有效。一旦虱卵粘在了毛发上，想把它们弄下来就很困难。科学家曾经发现，哪怕过了1万年，虱卵仍然死死贴在古人的毛发上。

有科学家2022年1月宣布，他们通过研究发现了虱子的黏合剂——虱胶的不凡之处。

他们发现，虱胶竟然能完好保存它所包裹的任何生物材料，其中包括虱子的人类宿主的DNA。这项研究令人想起著名科幻影片《侏罗纪公园》中的情节。在该影片中，吸食恐龙血液的蚊子后来被封闭在琥珀中，科学家从这些蚊子体内提取到了恐龙的DNA，由此克隆出恐龙，让恐龙再度徜徉在地球上。

恐龙在电影《侏罗纪公园》中复活

在这项新研究中，科学家的研究对象是阿根廷安第斯山上2000～1500年前的古人干尸（木乃伊）。雌性虱子从其繁殖器官分泌黏合剂，用于把自己的卵子附着在人类毛发上。在此过程中，人类的一些头皮细胞被包裹在了虱胶中。科学家从虱胶中提取这些人类细胞并测定其基因组，发现这些古人并非是当地人，而是来自遥远的他乡。他们还发现，虱胶保存DNA的能力堪比牙齿保存DNA的能力，更比其他常见的DNA来源（例如头骨中密度高的岩骨）的保存能力好。这意味着，进入古人毛发、衣物和其他织物中的虱子可能为辨识其人类宿主提供珍贵的DNA样本。

更重要的是，这项新的研究方法让科学家能够不使用侵入性或破坏性的技术就能提取和研究DNA。而采用侵入性的技术，例如钻开头骨来提取保存在古人遗骸中的DNA，常常会引发相关族群的担忧。

虱胶示意图

这项新研究的目的，是通过探索南美洲木乃伊来进一步了解南美大陆的人居历史。为该研究提供头虱的两具木乃伊，来自位于今天阿根廷圣胡安省的安第斯山上的一个已有两千年历史的洞穴，这里也是一个古人类住地。在这个寒冷、干燥的地区，哪怕是山谷也有近3000米的海拔，人类干尸及其体表寄生虫由此得到完好保存。

在这项研究开始时，科学家只是推测（而非确切知道）在虱胶中可能存在DNA。运用一种能与DNA结合的染剂，并采用一种特殊的成像技术，科学家发现了保存在虱胶中的人类细胞核。接着，他们把一根管子插入虱胶中提取DNA样本。从这些样本可以看出这些木乃伊和两千年前居住在亚马孙地区的人们之间的基因联系。居住在当今阿根廷安第斯山上的安希尔塔人，其实原本生活在位于今天亚马孙地区的委内瑞拉和哥伦比亚雨林中，但后来迁徙到了阿根廷。这类信息有助于科学家还原南美洲的史前（有文字记录之前的）历史，这些历史在阿根廷尤其复杂。因为殖民等因素，几百年来，当地许多原住民族已被灭绝、驱逐或同化。

为了证实自己的发现，科学家还检测了这些虱卵本身的DNA，并与其他已知虱子群体的虱卵DNA比较，结果发现这些虱子也都是随其人类宿主从亚马孙地区迁徙到安第斯山上的。由此，完全独立的两条线——人类DNA和虱卵DNA表明了完全相同的进化史。

因为虱胶能保存它所包裹的所有生物材料，所以科学家在虱胶中也发现了既不属于人类也不属于虱子的DNA。科学家在虱胶中除了发现多种细菌的菌株外，还发现了最早的默克尔细胞多瘤病毒。这种直到2008年才被发现的病毒会导致皮肤癌。科学家推测，头虱在这种病毒的传播中可能也起了作用。

科学家还检测了虱卵形态以及虱卵附着方式与人类宿主之间的关联。例如，在寒冷环境中，虱子在人类宿主身上产卵的位置总是靠近温暖的头皮。由于受检测的虱卵几乎都位于木乃伊的头皮上，因此科学家判断这些古人生活在寒冷环境中，而环境状况在他们的死亡背景中也是重要因素。

总而言之，这项新研究有多方面的重要意义。首先，科学家能够从虱胶这样看似微不足道的初始材料测序基因组。其次，头虱至少有助于我们了解古人类的迁徙，还可能帮助我们了解更多的古代信息。

大量证据表明，人类祖先与虱子共存了至少好几百万年时间，而科学家现在才刚开始通过探索虱子的基因组来了解虱子的移动、传播以及与灵长类一起的演化情况，例如人类从何时开始穿衣服。可以肯定，虱子将会告诉我们更多有关人类历史的信息。

科学家通过对木乃伊和考古遗址的调查，发现许多古代人群中都存在頭虱和衣虱，而且这些虱子的种类很多。科学家甚至还发现了古代南美洲人用于清理虱子的梳子。对科学家来说，幸运的是这些梳子不怎么有效，从而让古代木乃伊头上的虱子和虱胶保存至今。

在一些博物馆和私人收藏中不乏虱子，这些虱子散落在毛发、织物和衣物中。考古学家对其中许多考古材料的背景情况完全不了解，这是因为这些材料是多年中在不同时间从不同遗址采集的，具体的对应情况早已不明。但这些材料上的虱卵在其人类宿主被历史彻底遗忘后仍旧存在，为考古学家了解古人的更多情况提供了一种可能，即把虱卵与某个具体的人对上号。