犬类，比如这种古罗马犬，可能在考古记录中留下了它们的“印记”。图片来源：PAUL WILLIAMS/ALAMY STOCK PHOTO
如今已经是史密森学会旗下美国国家自然历史博物馆一名考古学家的Melinda Zeder，始终忘不了早年的一次考古经历。
1981年，当时还是研究生的Zeder正在整理位于伊朗西南部一个旧石器时代洞穴中的动物骨骼，突然她发现了一块无法辨认的碎片。
“当你难以区分石头和骨头时，就用舌头放在上面来辨别。”Zeder说，如果碎片是骨头，它会粘住舌头。Zeder确实那样做了，但碎片并不粘舌，却开始溶解。她非常不解，向更有经验的同事求助，那名同事笑了：“那是鬣狗的粪便。”
这种饱经岁月的古老粪便可以徘徊数千年不毁，它甚至能够保留其原始的形状和颜色。考古学家通常可以根据大小和其他属性区分人类和动物粪便。但事实证明，狗的粪便很难与人类的区别开来，这可能会阻碍研究人员重建古人的饮食习惯。
哈佛大学分子考古学家Christina Warinner和同事们开发出一种基于人工智能的工具，他们声称这种工具能够准确区分人类和狗的“古粪便”。在分析了数千年来的十几个样本后，他们得出了一个令人惊讶的结论：考古记录中充满了犬类的粪便。
Warinner向世界各地的考古学家索取古代人类粪便样本的初衷，是为了研究栖息在人类肠道中占比最大的微生物群——大量的细菌是如何随着时间的推移而改变的，它们会在人类的粪便中留下痕迹。
然而，Warinner收到的样本使她十分困惑：“我们原以为收到一定都是人类粪便，但是得到的数据却很奇怪。”
由于有些人吃犬类，所以人类的古粪便中可能含有犬类遗传物质；犬类的粪便中也可能含有人类DNA，因为犬类有时会吃人类的粪便。但是，当Warinner研究小组对样本（其中一些是粪化石）中的遗传物质进行分析时，发现一些样本含有大量的犬类DNA，它们只可能来自犬类。
为了找到更好的方法来区分两者，Warinner求助于她的研究生之一、正在德国马克斯·普朗克人类历史科学研究所攻读生物信息学博士学位的Maxime Borry。
Borry从粪便样本中收集了所有的DNA，其中不仅包括人类和犬类的遗传物质，还包括来自微生物、植物和主人肠道中其他任何东西的基因序列。然后，他构建了一个机器学习程序，学习如何在现代人和犬类粪便样本的大量数据之间建立关联进行区分。
研究人员将得到的命名为coproID的程序应用到13个样本中（样本范围从一个有7000年历史的中国农庄回收的粪便，到英格兰南部一个有400年历史的家中的粪便）。他们还对7个对照样品（不含粪便但来自可能发现粪便的地方的沉积物，包括古代垃圾堆和人类骨骼的盆腔等）进行了测试。
coproID将所有的对照样品归类为非粪便。Warinner研究小组近日在PeerJ报道称，他们还确认了7个样本的归属，其中5个是人类粪便，2个是犬科动物粪便。
最令人惊讶的发现之一是来自17世纪英国家庭的粪便样本。在20世纪80年代的一次翻修中，工人们在原来的屋顶附近发现了一个装有沉积物的壶。他们把它送到当地的一个博物馆，并作为展品在那里放了几十年，标签显示“三个人的粪便”，但是coproID报告说这些粪便并非人类的，而属于一只狗。
相关论文信息：https://doi.org/10.1126/science.abc2721
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