عُلماء ينجحون في تسلسل الحمض النووي من جبنة تعود إلى 3,600 عام

دُفن سكان الصحراء في العصر البرونزي الذين استخرجوا من قبورهم في ما يعرف الآن بشمال غرب الصين مع جبن مبعثر على رؤوسهم وأعناقهم ربما كوجبة خفيفة معبأة للحياة الآخرة.

بعد مرور عقد من الزمن على اكتشاف الألبان على بقايا سليمة بشكل لافت للنظر محنطة بسبب الظروف القاحلة لصحراء تاكلامكان القاحلة، استخرج العلماء الحمض النووي من الجبن الذي يبلغ عمره 3600 عام، وهو الأقدم في السجل الأثري.

وكشف التحليل عن كيفية صنع شعب شياوهي للجبن، مما يدل على الطريقة التي سخر بها البشر الميكروبات لتحسين طعامهم وكيف يمكن استخدام الميكروبات لتتبع التأثيرات الثقافية عبر العصور.

قالت كريستينا وارنر، الأستاذة المساعدة في العلوم الاجتماعية والأنثروبولوجيا في جامعة هارفارد، إن النتائج التي نُشرت يوم الأربعاء في مجلة Cell، تفتح "حدودًا جديدة في دراسات الحمض النووي القديم"، حيث "لم يكن من الممكن تصور هذا النوع من الأبحاث حتى قبل عقد من الزمن". لم تشارك وارنر في البحث.

وقالت: "يتم إنتاج الأطعمة المخمرة اليوم بشكل كبير باستخدام عدد قليل من سلالات البكتيريا والخمائر التجارية المزروعة في المختبر في الغالب".

"لا يُعرف سوى القليل عن المجموعة المتنوعة من الميكروبات المتوارثة التي كان الناس يستخدمونها في الماضي لإنتاج الأطعمة الأكثر شهرة اليوم بدءًا من الخبز إلى الجبن ومن البيرة إلى النبيذ."

حدد فريق بقيادة عالم الجينات القديمة الصيني تشياومي فو الحمض النووي للماعز والماشية في عينات من الجبن. كما تمكن الباحثون أيضًا من تحديد تسلسل الحمض النووي للميكروبات الموجودة في الجبن، مما يؤكد أنه كان جبن الكفير، وهو نوع من الجبن لا يزال يُصنع ويؤكل على نطاق واسع حتى اليوم. يشغل فو منصب مدير مختبر الحمض النووي القديم في معهد علم الحفريات الفقارية وعلم الإنسان القديم في بكين.

كيف صنع شعب الصحراء الغامض الكفير

عُثر على المئات من الأفراد المحنطين في تسعينيات القرن العشرين فيما يعرف بمقبرة شياوهي في حوض تاريم، وهي منطقة صحراوية غير مضيافة في منطقة شينجيانغ الصينية. محفوظة بشكل طبيعي بفعل هواء الصحراء الجاف، ويمكن تمييز ملامح وجوههم ولون شعرهم بوضوح على الرغم من أن عمرهم يصل إلى 4000 سنة.

لطالما حيرت المومياوات المسماة بمومياوات حوض تاريم التي دفنت بملابس منسوجة وملبدة في مقابر قوارب غير عادية، وقد حيرت هذه المومياوات التي يطلق عليها اسم مومياوات حوض تاريم وتشكيلة التأثيرات الثقافية التي كانت عليها علماء الآثار منذ فترة طويلة. وعلى الرغم من انتماء هؤلاء الأفراد إلى مجموعة معزولة وراثياً، إلا أنهم اعتنقوا أفكاراً وتقنيات جديدة، وفقاً لدراسة أجريت في أكتوبر 2021.

أشار البحث الجديد إلى أن شعب شياوهي لم يخلطوا أنواعًا مختلفة من الحليب الحيواني عند صنع الكفير، وهي ممارسة شائعة في صناعة الجبن التقليدية في الشرق الأوسط واليونان، على الرغم من عدم وضوح السبب.

قال تايلور هيرميس، الأستاذ المساعد في قسم الأنثروبولوجيا في جامعة أركنساس، الذي لم يشارك في البحث: "كان شعب شياوهي يصنع الجبن بنفس الطريقة التي يصنع بها المنتجون التقليديون جبن الكفير اليوم، باستخدام حبوب الكفير المصنوعة مسبقًا (على غرار أم الكمبوتشا أو مقبلات الخبز) التي تم تناقلها من خلال العائلة والأصدقاء والتواصل الاجتماعي الآخر".

وأضاف هيرميس: "هذا ما يجعل الدراسة مهمة للغاية يمكننا أن نرى كيف تم تناقل هذه السلع الميكروبية وانتشارها في جميع أنحاء آسيا".

تطور بكتيريا البروبيوتيك

اكتشف فريق فو أن عينات الجبن الثلاث المأخوذة من المقابر تحتوي على أنواع بكتيرية وفطرية، بما في ذلك بكتيريا لاكتوباسيلوس كفيرانوفاسينس وبيتشيا كودريافزيفي على التوالي، وكلاهما موجودان عادة في حبوب الكفير الحالية. هذه الحبوب هي مزيج من البكتيريا البروبيوتيك والخميرة التي تخمر الحليب إلى جبن الكفير.

كما قامت فو وزملاؤها أيضًا بتسلسل الجينات البكتيرية في جبن الكفير القديم، مما كشف عن رؤى حول كيفية تطور بكتيريا البروبيوتيك على مدى 3600 عام مضت.

وتوجد اليوم مجموعتان رئيسيتان من بكتيريا اللاكتوباسيلوس إحداهما نشأت في روسيا والأخرى من التبت، وهي منطقة ذاتية الحكم في الصين، وفقًا للدراسة. ويستخدم النوع الروسي على نطاق واسع على مستوى العالم، بما في ذلك في الولايات المتحدة واليابان والدول الأوروبية، لصنع الزبادي والجبن.

عندما قارنت "فو" وزملاؤها بين بكتيريا "لاكتوباسيلوس كفيرانوفاسيانس" من جبن الكفير القديم مع الأنواع الحديثة، وجدوا أنها كانت مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بمجموعة أقل شيوعًا من بكتيريا "لاكتوباسيلوس" التي نشأت في التبت.

وقال فو إن أصول البكتيريا تتحدى الاعتقاد السائد منذ فترة طويلة بأن الكفير بدأ فقط في منطقة جبال القوقاز.

"هذه دراسة غير مسبوقة، تسمح لنا بمراقبة كيفية تطور البكتيريا على مدى 3000 سنة الماضية. وعلاوة على ذلك، من خلال فحص منتجات الألبان، حصلنا على صورة أوضح عن حياة البشر القدماء وتفاعلاتهم مع العالم." قال فو في بيان. "هذه هي البداية فقط."

قال هيرميس إنه كان من اللافت للنظر ليس فقط أن الجبن قد نجا، بل كان من الممكن تحديد تسلسل الحمض النووي من المواد الغذائية. وأضاف: "إن تحليل الحمض النووي القديم، وخاصة على الميكروبات، محفوف بالمشاكل التقنية، ومعظمها ناجم عن التلوث بالبكتيريا الحديثة".

متى بدأت صناعة الجبن حقًا؟

قال وارنر إنه لم يكن من المستغرب أن يقوم شعب شياوهي بتخمير الجبن. وقد جعلت هذه العملية الحليب أكثر سهولة في الهضم، حيث كانت الميكروبات تنتج حمض اللاكتيك الذي يتسبب في تخثر الحليب ويشكل أساس الجبن.

وقالت: "في غياب التبريد، من المستحيل بشكل أساسي تخزين الحليب لأكثر من بضع ساعات مع حدوث تخمير تلقائي، لذا من المحتمل أنه لم يكن هناك وقت استخدم فيه الحليب والألبان دون تخمير".

وأضافت: "ومع ذلك، أصبح الناس بمرور الوقت أفضل في التحكم في التخمير واختيار ميكروبات معينة تنتج التأثيرات المرغوبة في إنتاج الألبان".

وفي حين أن منتج الألبان الذي عُثر عليه مع المومياوات هو أقدم جبن سليم في السجل الأثري، إلا أن أدلة أخرى مثل البروتينات الحيوانية في كلس الأسنان البشرية وبقايا الحليب على الفخار تشير إلى أن صناعة الجبن نشأت قبل ذلك بكثير، على الأرجح منذ أكثر من 9000 سنة في الأناضول أو بلاد الشام، كما أشارت وارنر.

قال ويليام تايلور، الأستاذ المساعد في علم الإنسان في جامعة كولورادو بولدر وأمين علم الآثار في متحف التاريخ الطبيعي في الكلية، إن التحليل الجيني الذي أجراه الفريق كان رائدًا حقًا.

وقال تايلور، الذي لم يشارك في البحث: "إنه لأمر مدهش أن نرى مدى تعقيد المنتجات التي كان الناس يصنعونها، والتي عادةً لا يتم حفظها في السجل الأثري".

"تُظهر لنا هذه الاكتشافات المذهلة أن الجبن ومنتجات الألبان الأخرى كانت حقًا أساسًا لأسلوب حياة كامل سيستمر في الأهمية لآلاف السنين ولا يزال جزءًا كبيرًا من الحياة اليوم."