借助高科技测序技术其创造性的理念和进化基因组学的发展，科学家在古老基因组研究中又迈出了扎实一步。
通过对格陵兰岛北部永冻层中的基因组采样，可以展现大约5万年前环境的景况
在今年6月举行的欧洲科学开放论坛（ESOF）上，一个从古老DNA中挖掘出新的信息的议题引起了大家的兴趣。丹麦自然历史博物馆生物遗传学研究中心主任埃斯科·威勒斯莱夫（Eske Willerslev），今年早些时候在《自然》杂志上发表了他的最新研究，再一次验证了“一个人的垃圾是另一个人的宝贝”这一俗语――即在进化基因组学研究中，“一个被污染的研究项目是另一个项目的宝贵信息。”
进化基因组学显“手段”
近期发表的两篇论文讨论了在蒙大拿州西部的一项发现，研究人员当年在克洛维斯人曾居住的北美平原上，挖掘出一个可追溯到大约1.3万年前的男婴遗骸。此事自1968年曝光以来，引起了人们的极大兴趣。尽管以前发现过许多克洛维斯人的遗物，但克洛维斯人留下的物理痕迹却鲜为人知。
事实上，在美洲地区所发现的人体遗骸中，蒙大拿州西部的这个遗址是唯一能让人直接看到克洛维斯人存放的工具――该遗址施工精心，特别引人注目。威勒斯莱夫描述道：“遗址顶部层层叠叠地堆放着超过一米厚的石制矛具。矛具曾被克洛维斯人视为最珍贵的财产，就像当今见有人在墓地上铺满了高达一米厚的iPad平板电脑的感觉。”
很显然，这是一个复杂社会所拥有的能力。克洛维斯人是何许人也，从何来?他们是何时出现在美洲大陆的，又与当今北美土著人有无历史渊源？考古学家、人类学家和其他学者为此争论了数十年。
大家知道，古DNA是出了名的难破解，因为当有机体死后会自行分解，其DNA逐渐被微生物DNA或其他以其为食的生物取代，最终，原始生物体基因组以碎片形式幸存下来。若从中挖掘有价值的信息，只能采用费时劳神的线粒体DNA方法加以研究。
随着新一代测序技术的出现,研究人员有能力对所有基因组分子进行测序，从而节省了大量的时间和费用。目前，威勒斯莱夫的实验室已经找到了证明今天的印第安人和其祖先有欧亚混血儿的证据――他们是旧石器时代晚期从西伯利亚迁移到美洲大陆来的人种。
哥本哈根大学副教授、同时供职于生物遗传研究中心的卢多维奇·奥兰多（Ludovic Orlando）称：“只是利用古DNA，通常你不知道该从何下手，但当你试图测序时，却发现它已经与其他DNA分解物中的物质混合在一起了。”但是，新一代测序方法可以让科学家们了解到其复杂的迁移模式等差异性。
粪便基因组数据助“探因”
在测序中，奥兰多所称的“混合”型DNA，通常是被污染了的遗传物质，他的目标是采用一种的新方法，试图回应这样一个不曾厘清的问题：数千年前的北极大型动物是因何原因消失的。
消失在1.2万年至1万年前的大型哺乳类动物，如猛犸象、乳齿象和树懒，其原因至今尚不得而知。一种流行的理论认为，是克洛维斯人猎杀了这些动物，导致其被灭绝；然而，另一种可能的解释是气候变化所致。根据后者的思路，即气候变暖造成了不可逆转的植被变化，是导致食草动物灭绝的原因，继而，食肉动物也跟着灭绝了。
真实情况究竟如何呢？威勒斯莱夫团队决定对保存在沉积物中的动植物DNA展开测序，以探究在过去5万年里究竟发生了什么。威勒斯莱夫说：“在对永冻层中动植物的DNA、废弃细胞，以及保存在沉积物中的粪便和尿液检索分析后，结果发现，5万年前并非由禾本草木植物主导，而是被非禾本草本植物所控制。后者是一种含有大量蛋白质的植物。然而，当2万年前世界进入末次冰期(末冰河期)后，记录显示，植物多样性呈巨大下降趋势，尽管一万年后气候又开始转暧，但此时的生态系统却不再具有垂青非禾草本植物的多样性和丰足生长的相关元素了。”
据来自粪便基因组的数据显示，是气候改变而非狩猎导致5万年前大型哺乳动物灭绝的原因。即主要食物为富含蛋白质的非禾本草木植物的大型哺乳类动物，当这些植物不再那么丰富后，那些以此为食的动物种群也渐渐地减少了。
“根据会后的反馈来看，”威勒斯莱夫说，“我感觉有些听众惊讶于我们现在已能从古代遗传学和古基因组学中检索到一些有价值的信息。相信在未来几年内，我们将见证或重写过去的历史，不论古代还是近代，这些都将得益于遗传学研究的发展。”
资料来源 American Scientist
责任编辑 则 鸣