Coproliti H35 (pozzo di cenere numero 35) dal sito archeologico di Xiaosungang, provincia di Anhui, Cina. Credito:Jada Ko, per gentile concessione dell'Istituto provinciale di archeologia e reliquie culturali dell'Anhui
Il nuovo metodo per discernere le fonti delle feci antiche rende questa scoperta archeologica molto più istruttiva.
La documentazione archeologica è disseminata di feci, una potenziale miniera d'oro per approfondimenti sulla salute e la dieta antiche, sull'evoluzione dei parassiti e sull'ecologia e l'evoluzione del microbioma. Il problema principale per i ricercatori è determinare quali feci sono sotto esame. Un recente studio pubblicato sulla rivista PeerJ , guidato da Maxime Borry e Christina Warinner del Max Planck Institute for the Science of Human History (MPI-SHH), presenta "CoproID:un metodo affidabile per dedurre le fonti delle paleofeci".
Il machine learning consente una classificazione affidabile
Dopo migliaia di anni, la fonte di un particolare pezzo di feci può essere difficile da determinare. È particolarmente difficile distinguere le feci umane da quelle canine:sono simili per dimensioni e forma, si trovano negli stessi siti archeologici e hanno composizioni simili. Inoltre, i cani erano nel menu di molte società antiche e i nostri amici canini hanno la tendenza a rovistare sulle feci umane, rendendo così problematici semplici test genetici, poiché tali analisi possono restituire il DNA di entrambe le specie.
Immagine al microscopio elettronico a scansione (SEM) di un granello di polline di amaranto in coprolite dal sito archeologico di Cueva de los Muertos Chiquitos, Rio Zape Valley, Durango, Messico. Credito:Karl Reinhard
Per accedere alle intuizioni contenute nelle paleofeci, i ricercatori hanno sviluppato coproID (identificazione della coprolite). Il metodo combina l'analisi dell'antico DNA ospite con un software di apprendimento automatico addestrato sui microbiomi all'interno delle feci moderne. Applicando coproID sia ai set di dati appena sequenziati che a quelli precedentemente pubblicati, il team di ricercatori dell'MPI-SHH, dell'Università di Harvard e dell'Università dell'Oklahoma è stato in grado di prevedere in modo affidabile le fonti delle feci antiche, dimostrando che una combinazione di DNA dell'ospite e il distinto le colonie di microbi che vivono all'interno dell'uomo e del cane consentono di distinguere accuratamente le loro feci.
La capacità di classificazione fornisce approfondimenti sulla salute dell'apparato digerente
"Una scoperta inaspettata del nostro studio è la realizzazione che la documentazione archeologica è piena di cacca di cane", afferma la professoressa Christina Warinner, autrice senior dello studio. Ma Warinner prevede anche che coproID abbia applicazioni più ampie, specialmente nei campi della medicina legale, dell'ecologia e delle scienze del microbioma.
Immagine al microscopio elettronico a scansione (SEM) di un granello di polline di zucca in coprolite dal sito archeologico di Cueva de los Muertos Chiquitos, Rio Zape Valley, Durango, Messico. Credito:Karl Reinhard
La capacità di identificare con precisione la fonte delle feci archeologiche consente l'indagine diretta dei cambiamenti nella struttura e nella funzione del microbioma intestinale umano nel tempo, che i ricercatori sperano forniranno approfondimenti sulle intolleranze alimentari e su una miriade di altri problemi nella salute umana. "L'identificazione dei coproliti umani dovrebbe essere il primo passo per l'analisi del microbioma umano antico", afferma il primo autore dello studio, Maxime Borry.
"Con dati aggiuntivi sui metagenomi intestinali dei cani rurali non occidentalizzati, saremo in grado di classificare meglio le feci di cane ancora più antiche come canine, invece di "incerte", aggiunge Borry. Man mano che il catalogo dei dati sul microbioma umano e canino cresce, coproID continuerà a migliorare le sue classificazioni e ad aiutare meglio i ricercatori che incontrano le paleofeci in una vasta gamma di contesti geografici e storici.
Riferimento:"CoproID predice la fonte di coproliti e paleofeci utilizzando la composizione del microbioma e il contenuto del DNA dell'ospite" di 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 e Christina Warinner, 17 aprile 2020, PeerJ .
DOI:10.7717/peerj.9001
