1981年，當時還是研究生的梅琳達‧澤德（Melinda Zeder，現為史密森學會國家自然歷史博物館考古學家）在伊朗西南部的舊石器時代山洞整理動物骨頭時，發現了一塊她無法辨識的碎片，她說：「當分不清是石頭還是骨頭時，我們會把舌頭放在上面，如果是骨頭就會黏住。」

 

　　結果這塊碎片沒有黏住，而是開始在澤德的舌頭上溶解。她疑惑地望向更有經驗的同事，詢問這是怎麼一回事，同事笑著回答：「哦！這是鬣狗的糞便。」

 

　　這些古老糞便可以存留數千年，甚至保持原本的形狀和顏色。考古學家通常依據大小和其他特徵來區分人類或動物糞便。但事實證明，狗和人類的糞便難以區分──科學家想釐清古代人的飲食結構，卻被這個問題難倒。

 

　　哈佛大學的分子考古學家克里斯蒂娜‧沃林納（Christina Warinner）說：「演講時我會讓聽眾去猜，但他們總是猜錯。」現在，沃林納和同事開發出以人工智慧判斷的新工具，能準確分出人類和狗的「古代糞便」。在分析橫跨數千年的十幾種樣本後，他們得出一個驚人的結論：考古遺跡裡到處都是狗糞。

 

　　澤德說：「你能夠用這個工具做很多很棒的事情，如果加以改進還可能協助揭開狗被人類馴化的關鍵里程碑。」

 

 

　　當沃林納開始向世界各地的考古學家詢問古代人類糞便的樣本時，她沒有想到那麼多。她研究人類微生物群系──大量存在於人體腸道內的細菌──如何隨著時間發生變化，這些變化受生活地點和飲食影響，並與關節炎和肥胖等疾病相關，在人類糞便中留下痕跡。

 

　　然而，沃林納所收到的樣品令她感到困惑，她說：「我們以為全部樣本都來自人類，但我們分析出來的資料很奇怪。」

 

　　由於有些人類會吃狗肉，因此人類的古代糞便中可能含有狗的遺傳物質痕跡；狗的糞便中也可能含有人類的遺傳物質痕跡，因為狗有時會吃人類糞便。當沃林納的團隊分析糞便中的遺傳物質時──其中一些是化石形式的糞便──少數樣本中含有大量狗的遺傳物質，因此推斷它們只可能來自狗。

 

　　為了找到更容易區分兩者的方法，沃林納向研究生馬克辛‧博利（Maxime Borry）求助，博利在馬克斯普朗克人類歷史科學研究所（Max Planck Institute for the Science of Human History）攻讀生物資訊學博士，他蒐集了所有糞便樣本的DNA，其中不僅包括人類和狗的遺傳物質，還包括來自兩者腸道內的微生物、植物和其他東西的序列。然後，在人類和狗糞便的現代樣本上訓練機器學習程式。

 

　　研究者將程式命名為「coproID」應用在13個考古樣本上，樣本範圍從7000年前中國農村的糞便到英格蘭南部400年前的老房子。他們還測試了七個對照樣本：不含糞便的沉積物，但來自可能發現糞便的地方，例如古代的垃圾堆和人類骨骼的盆腔。

 

　　該程式將所有對照樣本歸類成「不太可能」為糞便樣本。研究團隊在《PeerJ》的論文指出，他們很有把握確定了七個古代糞便，其中五個來自人類，兩個來自狗。沃林納表示，另外三個樣本的基因圖譜也表明它們來自犬科動物。

 

 

　　最驚奇的發現是17世紀英國家庭的樣本。在1980年代的翻修時，裝修工人在屋頂附近發現一個有「沉積物」的室內盆栽，隨後把它送往當地博物館。幾十年來，上面都貼著「三個人類糞便化石」的標籤，但根據程式的鑑定顯示，這些糞便其實來自一隻狗。

 

　　將樣本寄給沃林納的亞伯丁大學考古學家凱特‧布里頓（Kate Britton）笑著說：「誰知道它怎麼會出現在那裡？」她懷疑可能是當時的主人太懶不想帶狗出門散步，或者是裝修工人的惡作劇。

 

　　澤德希望這種新的鑑定方法能為人類與狗的關係演變提供新的見解。15000多年前，人類馴養了狗，但具體是何時、何地和如何發生至今仍是個謎。在某種程度上，狗從食肉的狼演化成雜食性的狗是因為人類開始餵食殘羹剩飯，而利用糞便標記狗的微生物群系──然後是基因組──如何演化來處理這些新食物，或許能揭開人類與狗的關係演進。

 

　　不過，哥本哈根大學的分子地質考古學家艾娜拉‧西斯蒂加（Ainara Sistiaga）認為，這個新方法還沒有完全準備好。西斯蒂加研究從恐龍到尼安德特人的所有動物的糞便，他指出用於訓練機器辨識糞便化石的犬類數據，完全來自現代吃飼料的西方寵物狗──這在古代幾乎不可能出現。這或許就是為什麼程式很難辨識出狗糞便的原因，她說：「我們輸入的資料越多，這個工具才會越有用。」

 

 

原文出處：Science Mag