古代谢组学研究为早期人类遗址提供了生物学和生态学方面的信息

《Nature》：Palaeometabolomes yield biological and ecological profiles at early human sites

古代谢组学研究通过分析化石哺乳动物硬组织中的代谢物，结合古土壤及鹰消化实验排除干扰，揭示了代谢物在硬组织中的保存机制（纳米级结构结合水保存），并复原了东非奥杜威峡谷Plio-Pleistocene时期环境特征，表明该区域环境较现代更湿润温暖，支持下 beds I 的淡水林地和 upper bed II 的干燥沼泽生态模型。

　　

摘要

代谢组学通过研究代谢过程中产生的化学化合物副产物（称为代谢物¹）来揭示生物体的内部功能、生理健康状况以及疾病情况，并提供有关其栖息地外部影响的证据。本文利用化石哺乳动物硬组织中的古代谢组数据，作为一种分子生态学方法，来探究古代生物与其环境之间的关系。研究样本来自东非、中非和南非的更新世至全新世时期的古人类遗址，包括坦桑尼亚奥杜威峡谷的六个化石、马拉维奇翁多层的一个化石以及南非马卡潘斯加特的一个化石。我们通过对古土壤的代谢组分析以及猫头鹰消化对啮齿动物骨骼的影响进行内源性评估，以做出合理的生态推断。胶原蛋白酶产生细菌的代谢物^{2表明了样品经历了成岩作用；而蛋白质组学技术则用于鉴定包括胶原蛋白在内的肽类物质的保存情况。内源性代谢物反映了生物体的生理功能，而外源性代谢物则揭示了环境特征（如土壤类型和植被覆盖情况），并有助于重建奥杜威峡谷的年降水量和温度范围：其中奥杜威峡谷第一层土壤对应淡水林地和草原环境3,4,5，而第二层土壤则对应干燥林地和沼泽环境6。所有研究地点的环境条件都比现今更为湿润和/或温暖。我们认为，保存在硬组织中的代谢物来源于血管渗出的血清滤液，这些液体被包裹在正在矿化的基质中，并很可能在硬组织微小的水分环境中存活下来，从而跨越了漫长的地质时间7。}