讓AI聞了聞「古糞便」，結果發現考古記錄滿是狗糞味！

2023-03-31 09:21:57

大數據摘要

資料來源:科學

編輯:朱

一切都要追溯到1981年。

梅林達·澤德當時還是一名研究生。在伊朗西南部的一個舊石器時代的洞穴裡，她正在對動物骨骼進行分類，突然她發現了一個不明碎片。

「當你分不清石頭和骨頭時，舔它。如果是骨頭，你的舌頭會卡住。」澤德現在已經成為史密森尼國家自然歷史博物館的考古學家。她以這種方式分享她的經歷。

但重要的是，碎片沒有粘在上面，而是溶解在了佐德的舌頭上。

困惑的佐德跑去問他更有經驗的同事，他笑著說，「那是鬣狗的糞便。」

事實上，這種古老的排洩物可以保存幾千年，甚至它原來的形狀和顏色也可以被歷史所洗禮。考古學家通常也根據大小和其他屬性來區分人類和動物糞便。

然而，在更多的情況下，雖然骨頭和糞便可以通過舌頭來區分，但是很難詳細區分狗的糞便和人的糞便，這也給試圖重建古代人的飲食地圖的研究者帶來了很大的困難。

哈佛大學的分子考古學家克裡斯蒂娜·沃林(Christina Warinn)說:「當我發表演講時，我經常讓觀眾猜測人類糞便或狗糞便，但他們總是猜錯。」

現在沃林和他的同事開發了一種人工智慧工具，他們說這種工具可以準確地區分「古代排洩物」和狗。在分析了跨越數千年的十多個樣本後，他們得出了驚人的結論:考古記錄中充滿了狗屎。

人類排洩物？狗屎？

Zeder相信「你可以用這個工具做很多偉大的事情」，她稱這個新工作為「飛躍」她說，如果完善的話，這種方法可以幫助我們揭示狗馴化的關鍵裡程碑。

然而，當沃林向世界各地的考古學家詢問古代人類排洩物的樣本時，她並沒有考慮這些樣本。Warinner的研究主題是人類微生物群落(我們腸道中的大量細菌)如何隨時間變化。這種變化受到我們的居住地和飲食的影響，並且與包括關節炎和肥胖症在內的疾病有關。它們也會在我們的糞便中留下痕跡。

然而，沃林對她收到的樣品感到困惑。她說:「我們認為這些樣本是人類排洩物，但數據真的很奇怪。」

從一個有著7000年歷史的中國農業村莊中發現了狗糞。/安徽省文物考古研究所

因為有些人吃狗肉，古代的人類排洩物可能含有狗的遺傳物質。狗的排洩物中也可能含有人類DNA的痕跡，因為狗有時會吃人類的排洩物。但是，當沃林的團隊分析樣本中的遺傳物質(包括一些糞化石)時，有些樣本含有非常多的犬科動物的DNA，這些DNA只能來自犬科動物。

為了找到更好的方法來區分兩者，沃林求助於她的研究生馬克西姆·伯瑞，她正在馬克斯·普朗克人類歷史科學研究所攻讀生物信息學博士學位。博裡收集了糞便樣本中的所有DNA，不僅包括人和狗的遺傳物質，還包括樣本所有者腸道中的微生物、植物和任何其他物質的基因序列。然後，他利用現代人和狗的排洩物樣本建立了一個「機器學習」程序，可以建立大量數據之間的相關性。

研究人員將獲得的程序(稱為糞檢程序)應用於13個樣本，從從一個有7000年歷史的中國農業村莊回收的糞便到英格蘭南部一個有400年歷史的家庭的糞便。他們還測試了七個對照樣本，這些樣本不含糞便，但來自可以發現糞便的地方，包括古代垃圾場和人類骨骼的盆腔。

該程序將所有對照樣品歸類為不可能是糞便。該研究小組在PeerJ報導說，coproID還成功地鑑定了7種古代排洩物，其中5種是人類排洩物，2種是狗排洩物。沃林說，其他三個樣本的遺傳特徵表明它們也來自狗。

最令人驚訝的發現之一是從17世紀英國家庭收集的糞便樣本。在20世紀80年代的一次翻新中，工人們在屋頂附近遇到了一個帶有沉澱物的容器。他們把它送給了當地的一家博物館，並展出了幾十年。博物館稱之為「三個人的糞便」然而，coproID報告說糞便實際上來自狗。

阿伯丁大學的考古學家凱特·布裡頓笑著說:「沒有人知道糞便是如何到達屋頂的。」她懷疑一些後中世紀的主人懶得遛狗，或者第一個發現糞便的裝飾者在惡作劇。

「人狗關係」的進化可以通過食物的進化來揭示。

澤德希望這種新方法能為人類和狗之間關係的進化提供一個新的視角。

我們在15，000多年前馴養了狗，但是確切的時間、地點和發生方式仍然是個謎。她說，在某個時間點，當人類開始在餐桌上餵他們剩菜時，我們的犬類朋友開始從食肉狼進化成雜食狗。用糞便鑑定狗的微生物群和基因組可以揭示人類和狗之間關係的一個裡程碑，以便加工和加工這些新食物。

「能夠追蹤這些進化過程真的很令人興奮，」她說。