非常美味——用木乃伊体内的酵母做面包

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。

“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。

冰人奥茨图源：意大利南蒂罗尔考古博物馆

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（?tztal 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、也最着名的天然木乃伊（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”（?tzi），也叫“冰人奥茨”（?tzi 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？

为了寻找答桉，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。

当然，这并不意味着5300年前的细胞一直在持续生长。研究人员目前尚无法判断这些酵母究竟是数千年来始终以极低速度活动，还是长期休眠后在解冻过程中重新恢复活性。但无论哪种情况，它们都说明至少部分微生物并未彻底失去生命活性。

更值得关注的是，当研究人员将2010年与2019年的采样样本进行比较时，发现这些耐寒酵母的组成已经发生变化，其中一些能够分解苯酚（phenol）的种类明显增加。而苯酚恰恰是奥茨发现初期用于消毒保存的化学物质！研究人员推测，历史上的保存措施可能无意中筛选出了更适应当前环境的微生物群落。

除了发现古老酵母，新的问题也值得关注：这些耐寒微生物是否会缓慢侵蚀奥茨遗体？研究人员在部分菌株基因组中发现了脂肪酶（lipase）和蛋白酶（protease）相关基因，这意味着它们具备分解有机组织的潜力。

虽然目前尚无证据表明奥茨正在被明显降解，但研究人员认为仅靠温度和湿度控制已经不足以全面评估保存风险。他们建议未来建立长期微生物监测体系，定期追踪关键菌群变化，并结合多组学技术评估这些微生物是否真正处于活跃状态。

我们看到，在冰川、微生物和现代保存环境的共同作用下，这具木乃伊依然处于持续变化之中。正如研究人员在论文中指出的，“冰人奥茨并非静止的遗迹，而是一个动态的生物界面。”