来自中国安徽省小孙岗考古遗址的 H35（灰坑编号 35）粪化石。图片来源：Jada Ko，安徽省文物考古研究所提供
识别古代粪便来源的新方法使这一考古发现提供了更多信息。
考古记录中到处都是粪便，这是了解古代健康和饮食、寄生虫进化以及微生物组生态和进化的潜在金矿。研究人员的主要问题是确定谁的粪便正在接受检查。最近发表在PeerJ杂志上的一项研究 由马克斯普朗克人类历史科学研究所 (MPI-SHH) 的 Maxime Borry 和 Christina Warinner 领导，展示了“CoproID：推断古粪便来源的可靠方法”。
机器学习可实现可靠分类
几千年后，很难确定特定粪便的来源。区分人和狗的粪便特别困难：它们的大小和形状相似，出现在相同的考古遗址，并且具有相似的成分。此外，许多古代社会的菜单上都有狗，而我们的犬类朋友倾向于以人类粪便为食，因此简单的基因测试会出现问题，因为这样的分析可以返回两个物种的 DNA。
墨西哥杜兰戈 Rio Zape 谷的 Cueva de los Muertos Chiquitos 考古遗址粪石中苋菜花粉粒的扫描电子显微镜 (SEM) 照片。学分：卡尔·莱因哈德
为了获得古粪便中包含的见解，研究人员开发了 coproID（粪化石识别）。该方法将古代宿主 DNA 的分析与对现代粪便中微生物组进行训练的机器学习软件相结合。来自 MPI-SHH、哈佛大学和俄克拉荷马大学的研究人员团队将 coproID 应用于新测序的和以前发布的数据集，能够可靠地预测古代粪便的来源，表明宿主 DNA 和独特的生活在人和狗体内的微生物菌落可以准确区分它们的粪便。
分类功能提供对消化系统健康的洞察
“我们研究的一个意外发现是认识到考古记录中充满了狗屎，”该研究的资深作者 Christina Warinner 教授说。但 Warinner 也期待 coproID 有更广泛的应用，尤其是在法医学、生态学和微生物科学领域。
来自墨西哥杜兰戈里奥萨佩谷的 Cueva de los Muertos Chiquitos 考古遗址的粪化石中南瓜花粉粒的扫描电子显微镜 (SEM) 图片。学分：卡尔·莱因哈德
准确识别考古粪便来源的能力可以直接调查人类肠道微生物组结构和功能的变化，研究人员希望这将有助于深入了解食物不耐受和人类健康中的许多其他问题。 “识别人类粪化石应该是古代人类微生物组分析的第一步，”该研究的第一作者 Maxime Borry 说。
“有了关于非西方化农村狗肠道宏基因组的额外数据，我们将能够更好地将更古老的狗粪便归类为实际上是犬科动物，而不是‘不确定’，”Borry 补充道。随着人和狗微生物组数据目录的增长，coproID 将继续改进其分类，并更好地帮助研究人员在一系列地理和历史背景下遇到古粪便。
参考：“CoproID 使用微生物组组成和宿主 DNA 含量预测粪化石和古粪便的来源”，Maxime Borry、Bryan Cordova、Angela Perri、Marsha Wibowo、Tanvi Prasad Honap、Jada Ko、Jie Yu、Kate Britton、Linus Girdland-Flink , Robert C. Power, Ingelise Stuijts, Domingo C. Salazar-García, Courtney Hofman, Richard Hagan, Thérèse Samdapawindé Kagoné, Nicolas Meda, Helene Carabin, David Jacobson, Karl Reinhard, Cecil Lewis, Aleksandar Kostic, Choongwon Jeong, Alexander Herbig, Alexander Hübner 和 Christina Warinner，2020 年 4 月 17 日，PeerJ .
DOI：10.7717/peerj.9001
