孩提時期最大的噩夢之一便是去看牙醫,疼痛的雙頰,醫生拿著鑽頭似的東西在嘴裡探尋,吱吱作響的聲音彷彿在口中建造或鑿出一個個坑道。但是你知道嗎?古老哺乳動物也會有牙痛的問題!肇事者就是這些口腔內細菌。
這項9月2日發表於《Cell》的《Ancient host-associated microbes obtained from mammoth remains》利用總體基因體定序(metagenomic screening)分析了來自483隻猛獁象牙齒、頭骨與皮膚樣本的古代微生物DNA,透過系統發育推論與現代細菌比較,辨識出古代微生物的種類。
總基因體分析學(metagenomics)
簡單來說,總基因體學就像是把河邊的一瓢水拿來檢測,不去挑選其中的特定生物,而是把水裡所有的 DNA 一起定序。
它的特點在於,分析的對象不是單一 DNA 樣本,而是整個環境中能夠取得的所有 DNA。透過這樣的定序方式,研究者可以直接獲得一個「全景式」的視角,去了解環境裡完整的微生物群落基因體,而不必像傳統方法那樣,先將單一生物分離、純化並在實驗室培養後再研究。
古代微生物群落
研究團隊利用總基因體學分析、汙染物過濾、DNA損傷分析與系統發育推論,共鑑定出310種與猛獁象總之相關的微生物,雖然其中大部分微生物是環境菌或死後才定殖得細菌,但研究人員仍成功找出六個與宿主相關的微生物譜系,其中部分可能造成猛獁象的疾病,包含:
- 放線桿菌屬(Actinobacillus) :推測是猛瑪象口腔微生物的一部分
- 巴斯德桿菌屬(Pasteurella):與2020年造成波札那與辛巴威多頭非洲象死亡有關。該病原菌會先感染象的口腔,之後進入血液,引發致命的敗血症。
除此之外,團隊還重建了 丹毒絲菌屬(Erysipelothrix) 的基因組,這個菌株來自四隻長毛象與一隻 110 萬年前的草原猛獁象。這是目前發現最古老的宿主相關微生物 DNA。不同於僅見於牙齒細胞的其他細菌,丹毒絲菌在長毛象樣本中甚至出現在骨骼組織中。
猛獁象健康受到這些微生物影響的實際情況,僅憑基因分析仍難以完全釐清;然而,這項研究首次揭示了古代動物的微生物群落,不僅為理解古代微生物與健康、疾病之間的關聯奠定基礎,也為後續的古生態與演化研究開啟了新的方向。
























