通过重建距今10万年前的口腔宏基因组，一个国际研究团队发现，尼安德特人和现代人的微生物特征在营养代谢方面具有共同的功能适应。
在一项研究中周一出版在美国国家科学院院刊，研究人员分析了来自尼安德特人、晚更新世时代人类、现代人、黑猩猩、大猩猩和新世界吼猴的124个牙齿生物膜宏基因组，以研究口腔微生物群的全球多样性、变异和进化。
他们发现，在非洲原始人的进化过程中，结构类群的核心微生物群一直保持着，而且人类也与吼猴共享这些微生物群，这表明，在大约4000万年前卡鼻-白鼻动物分裂之前，它们就已经是重要的口腔成分。
然而，他们的分析也揭示了尼安德特人和现代人的微生物特征高度相似，并且在营养代谢方面具有共同的功能适应。其中包括口腔链球菌获得唾液淀粉酶结合能力，这显然是人类这表明微生物与宿主的饮食共同适应。
此外，研究人员在尼安德特人和旧石器时代晚期现代人的口腔细菌中发现了共同的遗传多样性的证据，这是他们在后来的现代人群中没有观察到的，这为人类进化、人类微生物群的祖先状态以及理解微生物健康和疾病的时间框架提供了见解。
“我们的研究结果向我强调了尼安德特人和现代人是多么相似。不仅它们的DNA显示出密切的相互关系，而且它们似乎也有非常相似的微生物群，”第一作者詹姆斯·菲罗斯·耶茨在一封电子邮件中写道，他是马克斯·普朗克人类历史科学研究所考古遗传学系的博士生。“这与许多普遍认为尼安德特人与我们截然不同的观点形成了鲜明对比。考虑到细菌的进化速度比宿主快得多，以及它们对宿主行为和饮食变化的快速适应能力，我很高兴看到从尼安德特人微生物群落的分析中可以收集到更多的信息。”
研究人员生成并分析了8个来自现代现代人的牙石宏基因组，29个来自大猩猩，20个来自黑猩猩，13个来自尼安德特人，5个来自吼猴，20个来自农业时代前的考古现代人类，14个来自抗生素时代前的考古现代人类。他们还将先前发表的来自一只黑猩猩、四个尼安德特人和10个现代人类的微生物组数据添加到他们的数据集中。
他们测试了原始人口腔微生物群是否反映了宿主系统发育，发现非洲原始人口腔微生物群的主要分类和功能差异仅微弱地反映了宿主关系。研究人员说，相反，这些微生物群更有可能受到其他生理、饮食或行为因素的影响。
聚类结果表明，演石宏基因组倾向于按宿主属聚类，证实了组内相似性，但这些关系与宿主系统发育存在差异。例如，吼猴和大猩猩在同一个进化支中，而一个子集人类和黑猩猩聚集在一起。总的来说，大猩猩和吼猴的特征是有氧和兼性厌氧类群的广泛多样性，而黑猩猩有更高水平的专性厌氧类群。尼安德特人一直属于现代人类的多样性。
他们还比较了尼安德特人和现代人的微生物特征，发现两者口腔微生物组结构高度一致人类，不受地域、时期、饮食和生活方式的影响。他们特别检测到1.4万年前尼安德特人和旧石器时代晚期人类的核心类群中存在共同的遗传多样性，这也表明，在冰河时代的欧洲，这两个群体之间的混合和相互作用比之前认为的要早。
在一项分析中，研究人员确定人类口腔生物膜的特定变化与膳食淀粉的可用性有关。他们发现的链球菌种类人类研究人员说，在黑猩猩和非人灵长类动物样本中不存在的口腔生物膜，以其表达淀粉酶结合蛋白以捕获唾液ɑ-淀粉酶的能力而闻名，它们使用这种蛋白从饮食淀粉中获取营养，以及牙齿粘连。
α -淀粉酶是现代人类唾液中最丰富的酶，现代人类的α -淀粉酶表达水平高于任何其他原始人类。与大多数其他非人类灵长类动物相比，现代人类表现出较高的唾液ɑ-淀粉酶(AMY1)拷贝数变异，据估计，这种拷贝数扩张是在我们中更新世与尼安德特人分离后沿着现代人类谱系发生的。普遍的假设是，这种增加与现代人类进化史上对富含淀粉的食物的依赖增加有关。
在未来的研究中，其他古代微生物DNA的来源也可能会增加这一分析，尽管耶茨指出，牙结石是古代微生物群的最佳来源，因为它固有的矿化性质。
他说:“古粪便在考古记录中偶尔会被发现，并且已经被证明可以保存肠道微生物群的遗迹。”“对寒冷环境中的木乃伊或自然历史博物馆收藏的保存标本的进一步探索，也可能会发现一些更近期的古代微生物群落的潜在来源(例如，从保存的皮肤中)。但在这两种情况下，这些类型的标本都很罕见。因此，绝大多数古代微生物组的结果将来自矿化的生物膜，如牙石。”