将近6000年前,在今天的丹麦,一位新石器时代的工匠用一块鹿角或骨头制作了一枚戒指。在制作过程中,或者不久之后,这块材料断成了两截。它似乎被随手丢弃——也许是因为沮丧而放弃——放在了其他物品旁边,包括一根也被打断的木矛。
戒指就这样被遗留下来,随着时间的推移被碎屑和泥土掩埋,最终沉入海底。
近六个千年后,这枚戒指的故事终于得以重现:得益于一种了解过去的新方法,研究人员能够重构它的许多故事,甚至具体到提供原材料的动物物种。
虽然这本身就是一项成就,但重述这枚戒指的故事,也让我们得以一窥考古学、古人类学和古生物学领域因一项曾经鲜为人知的研究领域——古蛋白质组学——的进步而发生的戏剧性变化。
蛋白质颠覆了我们的过去
就像古DNA分析可以揭示生物的物种以及它与过去和现在其他种群的关系一样,古蛋白质组学也能从中提取化石和人造物的细微、分子级别的差异。
古老蛋白质所能揭示的信息量不如DNA中存储的数据广泛或详细。然而,蛋白质本身比遗传物质要坚固得多,遗传物质最多只能在理想的恒冷低湿环境中保存大约100万年。
而古老蛋白质则可以保存远远超过一百万年。它们也可以在各种气候条件下被提取和分析。
例如,在2019年,研究人员使用保存在格鲁吉亚共和国一个温带气候遗址的177万年前的犀牛牙齿中的古蛋白质,来修订该动物的进化谱系。
(此前研究成功从380万年前的鸵鸟蛋壳中提取了蛋白质,尽管提取只是成功的一半。该领域最近的技术改进在于能够更完整地读取古蛋白质,特别是从牙釉质中提取,然后将它们与其他的蛋白质组进行比较。)
同样在2019年,研究人员能够从有史以来最大的灵长类动物巨猿(Gigantopithecus)的化石牙齿中提取并读取古蛋白质。新的分析确定了该物种与其最接近的现代亲戚猩猩的关系。更重要的是,这项研究证明了其可行性:研究人员成功地从190万年前的巨猿牙齿中提取了蛋白质,而该牙齿来自中国南方的一个亚热带环境。这一成就证明了古蛋白质即使在炎热潮湿的环境中也能存活数百万年,而在这些环境中,古DNA的保质期估计只有10000年。
古蛋白质分析甚至在2019年一项里程碑式的宣布中发挥了作用,该宣布指出,多年前在青藏高原发现的一块部分下颌骨是丹尼索瓦人(Denisovan)的,他们是我们的一种进化近亲,此前仅在西伯利亚的一个地点被发现。目前正在对其他古人类(或我们灵长类谱系成员)化石中保存的古蛋白质进行进一步研究。
新技术验证了真实性
在对化石进行的开创性研究的背景下,关于丹麦戒指的新研究可能略显逊色,但它揭示了古蛋白质组学改变我们对遥远过去的理解的另一个重要途径。
现在可以研究人造物品,以了解是哪种动物提供了原材料,而这仅仅通过视觉分析往往无法看出。其他研究人员正在研究武器和工具上的残留物,以了解古代人类捕猎和食用了哪些动物。
当然,还需要进一步的完善。例如,这项新研究能够确定该戒指是由欧洲赤鹿(Cervus elaphus)制成的,在北美更具体地称为麋鹿。但测试以确定原材料是长骨还是鹿角尚不明确,尽管团队认为更有可能是鹿角。
将古蛋白质组学与微CT扫描相结合,就像分析戒指的团队所做的那样,使他们能够讲述人造物的更多故事。例如,戒指上缺乏微磨损表明它只被佩戴了很短的时间,或者根本没有佩戴——断裂表明它从未离开过工匠的工作空间。
除了用于分析戒指的尖端技术,老式的铁锹和铲子考古也发挥了至关重要的作用。丹麦斯尔特霍尔姆遗址在几个世纪以来一直被浅海覆盖,直到19世纪末进行了一项土地复垦项目。该地区的堤坝暴露了一个古老的定居点,其历史可追溯到大约6300年前,一直到大约5500年前,当时海水可能淹没了该遗址——这可能与淹没现在被称为道格尔岛(Doggerland)的欧洲地区的海平面缓慢上升有关。
如果斯尔特霍尔姆这个名字听起来很熟悉,你可能还记得该遗址最近的另一项发现:2019年,研究人员从一位居民丢弃的一块桦树焦油“口香糖”中,成功重构了她完整的基因组。
该戒指的分析发表在《英国皇家学会开放科学》(Royal Society Open Science)杂志上。














