冰人奥茨的微生物秘密：5,300年前的肠道菌群与冰川酵母仍存活

在阿尔卑斯山的冰川中沉睡了超过5,300年的冰人奥茨（Ötzi），其体内隐藏着一个跨越时空的微生物世界。一项由欧洲科学院（Eurac Research）领衔、发表于《Microbiome》期刊的最新研究，以前所未有的分辨率揭示了这位史前冰人的微生物组图谱，成功区分了哪些微生物是奥茨生前的“原住民”，哪些是在其死后数千年间“入侵”的“殖民者”。研究团队不仅确认了奥茨肠道中保留了珍贵的古代肠道菌群痕迹，更意外发现了一群高度特化的、适应寒冷的酵母菌，它们可能自冰川时代起便与奥茨相伴至今。

跨越五千年的微生物“考古”

这项研究的规模极为广泛。科学家们分析了奥茨表面的冰层、从其体内收集的融水、以及大量的拭子样本。他们还整合了此前对奥茨肠道组织和胃内容物的研究数据。为了更精确地厘清环境因素的影响，研究团队特别检测了1991年奥茨被发现时，从发现地点采集并冷冻保存的一份土壤样本。通过多组学分析，研究人员在奥茨的肠道组织和胃内容物中找到了其原始肠道微生物组的遗传痕迹。这一微生物群落在2019年的一项研究中首次被描述，它与已知的早期人类肠道细菌高度相似，而这些细菌在现代工业化社会的人群中已极为罕见。这使得奥茨成为了研究过去人类微生物组的一个异常珍贵的窗口。

冰川中的“活化石”：冷适应酵母的发现

最令人惊奇的发现来自一群新被鉴定的酵母菌。这些酵母从奥茨的皮肤样本、木乃伊内部的融水以及胃内容物中被分离出来。它们是高度特化的嗜冷微生物，其基因序列与在南极洲等极寒地区发现的菌株密切相关，这强烈暗示它们起源于奥茨被埋葬的冰川环境。研究团队同时检测到了这些酵母的严重降解（古代）和保存完好（现代）的DNA，表明它们并非仅仅来自遥远的过去，而是可能以休眠状态，在当前的保存条件下（恒温-6°C，相对湿度99%）持续存活了数千年。Eurac Research木乃伊研究所主任Frank Maixner指出：“我们在这里看到了连续性。这些酵母陪伴着奥茨走过了数千年的漫长旅程。”他强调，这一结果说明奥茨木乃伊“不是一个静态的遗物，而是一个动态的生物系统。”

保存与入侵：人类干预的意外后果

研究还揭示了一个引人深思的细节：早期的保存处理可能无意中促进了某些微生物的生长。在发现的四种酵母菌中，有三种拥有能够分解苯酚的基因。苯酚是一种在奥茨被发现后，用于清除其表面真菌生长的化学物质。这些酵母可能将苯酚作为了食物来源。首席作者、微生物学家Mohamed S. Sarhan解释道：“一具木乃伊的微生物组是独一无二的，因为我们同时面对的是超过5,000年前的古老微生物，以及自发现以来被引入的现代微生物。” 这一发现对木乃伊的长期保存提出了新的挑战。南蒂罗尔考古博物馆馆长Elisabeth Vallazza表示：“目前的保存条件非常稳定，密切的微生物学监测确保了木乃伊不受损害。但为了将其保存给更多后代，进一步的研究和全面的保护工作必不可少。” 该研究的共同作者、保存专家Marco Samadelli补充道：“我们对冰川木乃伊的保存条件尚未完全理解。这项研究极大地扩展了我们在这方面的知识。” 除了改进保存技术，这些冷适应微生物还可能具有实际应用价值，例如用于低温发酵等节能工业过程。