Seit Jahrhunderten untersuchen Archäologen die Zähne antiker menschlicher Schädel, um Details darüber zu erhalten, wie sie lebten und was sie aßen. Um an diese wertvollen Überreste zu gelangen, würden sie typischerweise die Plaque, die die Zähne bedeckte, abkratzen und entfernen.
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Es stellt sich heraus, dass sie wissenschaftliche Schätze verworfen haben. Wissenschaftler erfahren, dass versteinerte Zahnbeläge viel über unsere Vorfahren aussagen können - von der Frage, wie der Verzehr von Fleisch unsere Mundgesundheit verändert, wie Neandertaler Heilpflanzen verwendeten und sogar wie sie mit ihren menschlichen Verwandten interagierten.
Während Wissenschaftler seit Jahrzehnten in der Lage sind, DNA aus Knochen zu gewinnen, kann uns dieses genetische Material nichts über das Mikrobiom - oder die Bakteriengemeinschaft - sagen, mit dem die alte Person lebte. Laut Laura Weyrich, Paläomikrobiologin am Australian Center for Ancient DNA, haben wir erst dank der jüngsten Fortschritte bei der genetischen Sequenzierung und einer neuen Erkenntnis für die Ausscheidungen, die wir hinterlassen haben, Hinweise auf Zahnbelag und versteinerten Kot gefunden.
Auf der Suche nach Mikrobiom-DNA in Zahnbelag "ist ein brandneues Forschungsgebiet", sagt Weyrich. Vor vier Jahren veröffentlichten sie und ihr Team eine der ersten Studien, die sich auf versteinerten Zahnbelag stützten, um zu untersuchen, wie sich die oralen Mikrobiome des Menschen nach zwei Jahren verändert haben Wichtige Ereignisse in der Geschichte der Menschheit: der Aufstieg der Landwirtschaft vor 10.000 Jahren und das Aufkommen der industriellen Revolution im 19. Jahrhundert.
Nach der Sequenzierung der DNA von Bakterien in der Plaque stellten sie fest, dass die Verlagerung auf die Landwirtschaft das orale Mikrobiom verändert zu haben schien, um es für krankheitsverursachende Mikroben empfänglicher zu machen. Währenddessen verringerte die industrielle Revolution die Vielfalt des oralen Mikrobioms. Beide Verschiebungen könnten zu den vielen oralen Erkrankungen beigetragen haben, mit denen wir jetzt leben.
"Es hat sehr gut funktioniert, also haben wir gesagt, wohin können wir damit gehen?", Sagt Weyrich. "Die offensichtliche Antwort war Neandertaler - lassen Sie uns groß gehen."
Seitdem haben die Forscher zwei Paare von Neandertaler-Skeletten im Alter von 42.000 bis 50.000 Jahren an zwei verschiedenen Orten aufgespürt: in Zentralbelgien und in Nordspanien. Basierend auf genetischen Analysen stellten sie fest, dass sich die Mikrobiome der beiden Gemeinschaften drastisch unterscheiden, je nachdem, wo sie lebten und, was noch wichtiger ist, was sie aßen. Die Ergebnisse wurden gestern in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht .
Die belgischen Neandertaler scheinen eine "klassische" fleischreiche Neandertaler-Diät zu sich genommen zu haben, die auf der DNA von Schafen, Wollmammuts und anderen Tieren basiert, die in ihrer Gedenktafel gefunden wurden, sagt Weyrich. Dies ließ ihr orales Mikrobiom ganz anders aussehen als die in Spanien lebenden Neandertaler, die offenbar eine viel vegetarischere Jäger-Sammler-Diät mit Pinienkernen und Pilzen zu sich nahmen.
"Es widerspricht wirklich der klassischen Sichtweise des fleischfressenden Höhlenmenschen", sagt Weyrich. "Es deutet darauf hin, dass Neandertaler viel mehr auf die Umwelt und ihre Ökologie eingestellt waren" - das heißt, dass sie sich an eine Vielzahl unterschiedlicher Umgebungen und verfügbarer Lebensmittel anpassen konnten, ähnlich wie moderne Menschen.
Interessanterweise, so sagt Weyrich, scheinen die oralen Mikrobiome der spanischen Neandertaler den Schimpansen, unseren genetischen Vorfahren der Jäger und Sammler, viel näher zu sein. Dies deutet darauf hin, dass dieses Mikrobiom, das von einem Jäger und Sammler, meistens vegetarisch, verursacht wurde, möglicherweise das "Kern" -Mikrobiom für Hominiden war, aus dem sich moderne menschliche Mikrobiome entwickelt haben.
"Es ist wirklich Fleisch, das das Mikrobiom beim Menschen zum ersten Mal verändert", sagt Weyrich.
Weyrich sagt, dass diese Neandertaler insgesamt eine ausgezeichnete Mundgesundheit hatten, obwohl sie noch nie eine Zahnbürste benutzt hatten. "Sie sind makellos", sagt Weyrich über die Zähne, die sie untersucht hat. "Sie wären sehr gesund gewesen." Weyrich meint, das klingt vielleicht überraschend, aber die Ergebnisse entsprachen denen des Teams aus dem Jahr 2013.
Eine Ausnahme war einer der spanischen Neandertaler. Dieser Mann litt an einem Zahnabszess und einer Art Durchfall, sagt Weyrich, was dem Team die Gelegenheit bot, herauszufinden, was ihm Schmerzen und Beschwerden verursachte. Nach eingehender Sequenzierung seines Mikrobioms fand das Team Hinweise darauf, dass der Neandertaler Medikamente einnimmt, darunter den Pilz, der Penicillin und den Hauptbestandteil von Aspirin bildet, um sich selbst zu behandeln.
"Es ist wirklich bemerkenswert, darüber nachzudenken, was ein Neandertaler über seine Umgebung wusste und wie er die Dinge um sich herum gebrauchen kann", sagt Weyrich.
Nach der Sequenzierung des abszesskranken Neanderthalers hatten Weyrich und ihr Team auch das älteste Mikrobengenom, das bisher gefunden wurde. Durch den Vergleich des 48.000 Jahre alten Genoms der Mikrobe Methanobrevibacter oralis mit ihrem heutigen Genom konnten die Forscher zurückverfolgen, wann dieser Archaeenstamm von dem beim Menschen vorkommenden Stamm abwich, und stellten fest, dass er nur etwa 125.000 Jahre alt war nachdem sich Menschen und Neandertaler vor etwa 600.000 Jahren zu spalten begannen.
Dies lässt nicht nur darauf schließen, dass Neandertaler diese Mikrobe vom Menschen bekommen haben, sagt Weyrich. es impliziert auch etwas Überraschendes an der Natur der Wechselwirkungen zwischen ihnen. Während Wissenschaftler jetzt sicher sind, dass sich Menschen und Neandertaler irgendwann vermischt haben, deutet die Tatsache, dass sie anscheinend Spucke teilten, darauf hin, dass ihre Interaktionen freundlicher waren, als manche angenommen haben.
Für zukünftige Forschungen plant Weyrich, sich an den Fossilien anderer antiker Menschen und menschlicher Vorfahren zu orientieren, um herauszufinden, was noch mehr gewonnen werden kann. "Es ist das erste Mal, dass jemand ein Mikrobiom in einer ausgestorbenen Art sequenzieren konnte", sagt Weyrich. "Ich denke, wir werden diese Studie immer und immer wieder machen, aber mit verschiedenen Gruppen von [menschlichen Vorfahren]."
Darüber hinaus, so Weyrich, könnten diese uralten zahnmedizinischen Erkenntnisse dem modernen Menschen helfen, sich unserer eigenen Gesundheit zu stellen. Sie hofft insbesondere, dass die Forscher stärker darüber nachdenken werden, warum Menschen mit so vielen Gesundheitsproblemen kämpfen, die für Neandertaler unbekannt gewesen wären.
"Es ist wirklich bizarr zu denken, dass moderne Menschen ihre Zähne aus dem Gesicht haben", sagt Weyrich. "Wenn du an Wölfe oder sonst etwas denkst, würden sie nicht überleben, wenn ihre Zähne nicht in ihrem Mund bleiben könnten. ... Wir sollten nicht erwarten, dass das normal ist."
