(图片来源:Pixnio)
撰文 | 阿娴
审校 | 山矾
1991年,两名徒步旅行者在阿尔卑斯山厄茨塔尔山脉的一处冰川中发现了一具露出冰面的尸体。经过鉴定发现,这名男子生活在约公元前3300年,比埃及金字塔还早。 后来,人们给他起了一个广为人知的名字——冰人奥茨。
由于长期被冰雪覆盖,奥茨的皮肤、内脏、肌肉组织乃至胃里的最后一餐都保存得相当完整。他因此成为世界上保存最完好的天然木乃伊之一,也成为科学家研究古代人类生活的重要线索。
1991年9月,赫尔穆特·西蒙在冰川中发现了被冰封的奥茨冰人,并拍摄了照片。|wikimedia
过去几十年里,研究人员已经从奥茨身上获得了大量信息。例如,他大约46岁时去世,身高约1.6米,身上有60多处纹身;身体结实,随身带着铜斧和弓箭;他左肩有一处致命的箭伤,可能是在冲突中被射伤,最终失血而亡;他的最后一餐吃了野山羊肉、红鹿肉、谷物和脂肪类食物......
可以说,从身体结构到生活细节,科学家几乎将奥茨翻了个底朝天,似乎已经没有什么秘密可言。但前不久发表在《微生物组》期刊上的一项研究,又让这具5300岁的木乃伊登上了科学新闻头条。
为了防止遗体腐败,奥茨被放置在零下6摄氏度、湿度接近100%的人工冰室中,这个条件几乎模拟了他原本被冰川包裹的状态。|南蒂罗尔考古博物馆
这项研究的重点不再是“这个人是谁、怎么死的”,而是提出了一个更奇怪的问题:如果一具遗体在冰川中保存了5000多年,它的身体里是否还可能存在活着的微生物?
为了弄清楚这些微生物的情况,研究团队对奥茨的皮肤、肠道以及遗体解冻后的融水进行了大范围的采样。结果出人意料,他们从中分离出了四种极寒环境特有的酵母菌,分别名为冰川酵母属(Glaciozyma)、木拉克酵母属(Mrakia)、菲诺利弗酵母属(Phenoliferia)和戈夫酵母属(Goffeauzyma)。
这些并非普通的酵母菌,它们是仅在极地、冰川等极寒环境生存的特殊菌种。|参考资料[1]
这些酵母菌不仅没有随着宿主死去,反而依然顽强地活着。基因测序表明,这些酵母菌的DNA老化程度与奥茨体内确认的五千年前古微生物高度一致,说明它们不是后期污染的新住客,极有可能是奥茨死后不久从冰川环境中进入他体内的,待了5000多年。
这些菌种甚至还在悄悄进行着繁衍与物种竞争。研究团队调取了2010年和2019年两次采样的数据进行比较,结果发现冰川酵母在这9年间数量明显增加,甚至占了上风,逐渐成为整个酵母群落中的优势种,其DNA的降解程度也越来越低。
研究人员认为,如果这些变化真实反映了木乃伊内部的情况,那么至少部分酵母并非处于完全休眠状态,而是在极低温环境下以极其缓慢的速度生长和繁殖。
分离出的四种酵母细胞。|Eurac Research/Andrea De Giovanni
对于大多数生物来说,零下6摄氏度足以让生命活动几乎停滞。但一些生活在极地和冰川中的微生物早已进化出特殊的生存策略。它们能够在冰晶之间极薄的液态水膜中完成代谢,生长速度虽然缓慢,却并不会完全停止。奥茨如今所处的保存环境,与天然冰川有许多相似之处,这或许为这些耐寒酵母提供了继续生存的条件。
那么,在零下6度的现代博物馆冰库里,这些远古酵母靠吃什么维持生计?
奥茨刚被发现时,人们并不知道这是一具史前木乃伊,以为是徒步时不幸失踪的背包客。为了防止遗体腐败,工作人员曾在其表面喷洒苯酚进行消毒,抑制真菌生长。结果,苯酚不仅没有杀死这些同属真菌的酵母,反而成了其中几种菌株的食物,大快朵颐了三十多年。
图源网络
成功分离出活体酵母后,接下来的事情就朝着一个奇怪吃货的方向发展了。研究人员在接受采访时无奈地说:“你跟任何人提起你手上有活的酵母,对方的第一反应绝对是:能拿它做面包吗?”
于是,科学家们顺应民意,真的把这些酵母送进了厨房。
当然,为了卫生起见,用来烤面包的酵母并非直接从木乃伊身上刮下来,而是提取出来的菌株在实验室培养皿里繁衍了数代的子孙,物理层面上来看,和木乃伊本身早就没有直接关系了。在微生物学家的眼里,这只是一群生命力极其顽强的天然酵母。
仅为示意图,研究人员并没有传出相关的面包照片|图源网络
不过,让这些习惯了冰川极寒环境的酵母去发酵面团,并不是一件容易的事。
普通的天然酵母通常只需要一到两周就能培养出活跃的发酵种,而奥茨身上的这批冷适应酵母习惯了低温,一开始接触室温面团时根本毫无反应。研究团队足足花去了三个月的时间,在实验室的冰箱里反复调整温度和培养基,一点点“驯化”它们,最终才让面团成功膨胀了起来。
烤出来的面包不仅外观正常,研究人员更笑称味道“非常非常棒”,并表示——未来还打算用这些菌种来酿造啤酒。
参考资料:
[1]https://www.discovermagazine.com/unexpected-microbes-on-tzi-the-iceman-s-5-300-year-old-body-may-have-fed-on-chemicals-used-to-preserve-him-49190
[2]https://www.zmescience.com/science/news-science/otzi-iceman-yeast-bread/
[3]https://www.sciencealert.com/scientists-find-signs-of-active-life-in-tzi-the-iceman
[4]https://www.scientificamerican.com/article/otzi-the-murdered-icemans-microbiome-is-still-active/