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人类考古记录中充满了犬类的粪便

在一个有7000年历史的中国农庄发现的犬类粪便。图片来源:JADA KO

在一个有7000年历史的中国农庄发现的犬类粪便。图片来源:JADA KO

(神秘的地球uux.cn报道)据中国科学报(徐锐):如今已是美国史密森学会下属国家自然历史博物馆考古学家的Melinda Zeder,始终忘不了早年的一次考察经历。

据《科学》报道,1981年,当时还是研究生的Zeder正在整理伊朗西南部一个旧石器时代洞穴中的动物骨骼,突然她发现了一块无法辨认的碎片。

“当你难以区分石头和骨头时,就把舌头放在上面来辨别!盳eder说,如果碎片是骨头,它会粘住舌头。Zeder确实那样做了,但碎片并不粘舌,却开始溶解。她非常不解,向更有经验的同事求助。那名同事笑了:“那是鬣狗的粪便!

这种饱经沧桑的古老粪便可以历经数千年不毁,甚至能够保留其原始的形状和颜色?脊叛Ъ彝ǔ?梢愿荽笮『推渌粜郧秩死嗪投锏姆啾。但事实证明,狗的粪便很难与人类的排泄物区别开来,这可能会阻碍研究人员重建古人的饮食习惯。

哈佛大学分子考古学家Christina Warinner和同事开发出一种基于人工智能的工具,他们声称这种工具能够准确区分人类和狗的“古粪便”。在分析了数千年来的十几个样本后,他们得出了一个令人惊讶的结论:考古记录中充满了犬类的粪便。

Warinner向世界各地的考古学家索取古代人类粪便样本的初衷,是为了研究栖息在人类肠道中占比最大的微生物群——细菌是如何随着时间的推移而改变的。它们会在人类的粪便中留下痕迹。

然而,Warinner收到的样本使她十分困惑:“我们原以为收到的一定都是人类粪便,但得到的数据却很奇怪!

由于有些人吃狗肉,所以人类的古粪便中可能含有犬类遗传物质;犬类的粪便中也可能含有人类DNA,因为犬类有时会吃人类的粪便。但是,当Warinner研究小组对样本(其中一些是粪化石)中的遗传物质进行分析时,发现一些样本含有大量的犬类DNA,它们只可能来自犬类。

为了找到更好的方法区分两者,Warinner求助于她的研究生、正在德国马普学会人类历史科学研究所攻读生物信息学博士学位的Maxime Borry。

Borry从粪便样本中收集了所有的DNA,其中不仅包括人类和犬类的遗传物质,还包括来自微生物、植物和主人肠道中的其他任何东西的基因序列。然后,他构建了一个机器学习程序,学习如何在现代人和犬类粪便样本的大量数据之间建立关联。

研究人员将得到的名为coproID的程序应用到13个样本中(样本范围从一个有7000年历史的中国农庄回收的粪便,到从英格兰南部一个有400年历史的家族采集的粪便)。他们还对7个对照样品(不含粪便但来自可能发现粪便的沉积物,包括古代垃圾堆和人类骨骼的盆腔等)进行了测试。

coproID将所有的对照样品归类为非粪便。Warinner研究小组近日在PeerJ报道称,他们还确认了7个样本的归属,其中5个是人类粪便,两个是犬科动物粪便。

最令人惊讶的发现是来自17世纪英国家庭的粪便样本。在20世纪80年代的一次翻修中,工人在屋顶附近发现了一个装有沉积物的壶。他们把它送到当地一个博物馆,并作为展品在那里放了几十年,标签显示“三个人的粪便”,但coproID报告说这些粪便并非来自人类,而属于一条狗。

Zeder希望这种新方法能够为人类和犬类关系的演变提供新的视角。15000多年前,人类驯养了狗,但具体是何时、何地、如何发生的,至今仍是个谜。

相关论文信息:https://doi.org/10.7717/peerj.9001

相关报道:科学家研发出能分辨人粪和狗粪的AI

(神秘的地球uux.cn报道)据俄罗斯卫星网:《新科学家》(New Scientist)杂志刊文称,科学家研发出新的人工智能技术,能分辨出考古发掘现场的粪便。

德国德国马克斯·普朗克研究所研究员发明了AI的这一特殊用法。

古代粪便或粪石富含人类先祖生活的信息,但考古现场找到的粪便既有可能是人的粪便,也有可能是狗的粪便,所以有必要采用人工智能技术。

人粪和狗粪甚至用DNA技术都难以分辨,狗粪中也能发现人类DNA的痕迹,因为狗常常嗅闻其他动物的粪便,包括人粪。

人粪中也有可能发现狗的DNA,因为古代很长一段时间里,吃狗都被认为是正常行为。

程序CorpoID能分析粪便中所有DNA。掌握足够样本资料后,该程序被用于分析古代粪便。为了增加AI的工作难度,科学家在识别样本中添加了土壤作为干扰项。

CorpoID优异地完成了任务,面对土壤样本,它成功识别其为“来源不明”,而在另外7次识别任务中准确辨别出了粪便所属。




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