用5300年前木乃伊体内的酵母做面包赛先生
冰人奥茨死了5300年，可他体内的微生物还活着。科学家不仅将其中的耐寒酵母成功培养了出来，还用它们做了面包。
冰人奥茨图源：意大利南蒂罗尔考古博物馆
“非常非常美味！”
不久前，意大利Eurac研究中心的研究人员用培养出的酵母自制了酸面包，他们对这个味道赞不绝口。酸面包常有，但这酵母可不一般，因为它来自5300年前的一具木乃伊。
没错，是木乃伊。
故事还要从1991年9月说起。当时，两名来自德国的登山者在阿尔卑斯山奥茨塔尔山脉（Ötztal Alps）发现了一具被冰雪包裹的人体遗骸。起初，他们以为这是一名去世的现代登山者，后来考古学家确认这名男子生活在约5300年前的铜器时代。由于长期埋藏于高山冰川环境中，这具遗体得以自然保存下来，成为目前欧洲已知最古老、也最著名的天然木乃伊（mummy）之一。
因为发现地点位于厄茨塔尔山脉，木乃伊被起名为“奥茨”（Ötzi），也叫“冰人奥茨”（Ötzi the Ice man）。自1998年以来，奥茨一直在意大利博的南蒂罗尔考古博物馆展出。
过去30多年里，奥茨几乎成为考古学界研究最充分的人类个体之一，他被广泛检查、测量、X光照射和年代测定。科学家们知道了很多关于他的事情：大约45岁，死于箭伤（谋杀）；生前携带铜斧、弓箭和燧石匕首；身上有纹身（61处！）；临死前吃过野山羊、鹿肉和小麦制成的食物。甚至连他的死亡季节都被大致确定下来：植物学家根据奥茨随身桦树皮容器中的花粉和枫树叶片，推测他死于初夏时节。[1-2]
今年6月3日，发表在《微生物组》（Microbiome）上的一项研究还系统研究了他体内的微生物群落。[3]
是的，有的人死了，但他（体内的微生物）还活着。5300年过去了，奥茨身上的这些微生物怎么样了？
三个时代的微生物
奥茨被发现后，一直被保存在意大利南蒂罗尔考古博物馆专门建造的冷藏舱中。为了尽量模拟冰川环境，保存条件被设定为零下6摄氏度、相对湿度99%。长期以来，人们普遍认为这样的环境足以阻止绝大多数微生物活动。
奥茨被保存在意大利南蒂罗尔考古博物馆（左）一个特制的冷藏室中，游客可以通过一个小窗口观赏（右）图源：南蒂罗尔考古博物馆
经过数十年的精心监测，科学家们很关注现有保存条件：这样是否真的能够阻止微生物生长，还是反而允许了适应寒冷环境的微生物进行缓慢的代谢活动？
为了寻找答案，来自意大利Eurac研究中心的研究团队对奥茨进行了迄今最全面的微生物调查。研究人员在严格无菌条件下将奥茨短暂解冻至4摄氏度，并采集了融化产生的水样、皮肤拭子、组织样本以及周围环境样本。同时他们还分析了发现地点的土壤、博物馆空气以及用于维持湿度的喷雾水。
随后，他们利用扩增子分析（amplicon-based profiling）、宏基因组鸟枪法测序（shotgun metagenomics）和微生物靶向培养（targeted cultivation）等方法对这些样本进行系统分析，对奥茨及其保存环境相关微生物群落的分类组成、功能潜力和可培养比例做了全面的微生物学评估。
研究人员在奥茨遗体内部及表面识别出三个截然不同的微生物群落，他们在论文中指出，奥茨身上的微生物并不来自同一个时代，而是由这三个不同来源共同构成。
第一类是奥茨生前携带的古老肠道细菌。研究人员在木乃伊内部组织中发现了多种古老厌氧菌，包括人罗姆布茨菌（Romboutsia hominis）、布氏瘤胃球菌（Ruminococcus bromii）等典型肠道菌群。这些细菌的DNA带有明显的古DNA损伤特征，证明它们已经保存了数千年。这些菌群与现代工业化社会常见肠道微生物并不完全相同，更接近一些非工业化人群中的肠道生态系统。研究人员认为这为研究铜器时代人类肠道微生物提供了难得的窗口。
第二类是遗体埋藏地冰川环境中的微生物。奥茨死亡后长期埋藏在冰雪之中，来自冰川和高山环境的耐寒细菌和酵母逐渐进入遗体。研究人员指出，奥茨死后并非始终处于完全冻结状态，而是可能在最初约1500年间经历过多次融化与再冻结过程。这些阶段性的融冰事件为冰川环境中的微生物进入遗体提供了机会，它们并非奥茨生前拥有的微生物，但也不是现代污染，而是在数千年的冰封过程中与遗体共同存在的“冰川居民”。
第三类则是现代博物馆保存过程中历经三十年而引入的现代微生物。研究人员发现，长期用于保持湿度的喷雾水中富集了一批环境细菌，这些细菌如今已经成为奥茨体表微生物群的重要组成部分。在过去三十多年的保存过程中，人类的保护措施本身也在持续塑造奥茨表面的微生物生态。
不过，对于研究团队来说，这项工作的出发点并非寻找“复活”的古代微生物，而是评估奥茨当前的保存状态。作为世界上最重要的天然木乃伊之一，奥茨被长期保存在接近冰川环境的冷藏舱内。研究人员希望知道这些保存条件是否真的阻止了微生物活动，还是正在塑造一个新的微生物生态系统。
他们可能仍然活着！
最引人关注的发现来自几种耐寒酵母菌。研究团队从奥茨皮肤、胃部以及体内融冰水中分离出了4种耐寒酵母，包括Glaciozyma watsonii、Mrakia robertii、Phenoliferia glacialis和Goffeauzyma sp.。
这些酵母不仅能够被检测到DNA，而且还能在实验室中重新培养。甚至，研究人员把培养出来的酵母用于制作酸面包（用天然酵母发酵制作的传统面包）！按照研究团队成员在媒体采访中的说法，这些酵母发酵出的面包味道“非常非常美味”[4]。很不可思议吧，部分耐寒酵母并非仅以DNA痕迹的形式存在，而是保留了在实验室条件下恢复生长和繁殖的能力。
