共享森林-考古木材里还有DNA吗？这些古老的遗传密码能告诉我们什么？

考古木材里还有DNA吗？这些古老的遗传密码能告诉我们什么？

我们都知道，脱氧核糖核酸也就是DNA是生命体的核心遗传物质，如同构建生命蓝图的“密码本”。对于一棵生机勃勃的活树来说，这“密码本”主要存在于生活的细胞中。具体到树干内部，情况就很有趣了：靠近树皮的边材区域，只有负责储存养分的薄壁细胞还保持着生命活力，含有完整的DNA。而更靠近树干中心的心材，其木质部细胞则普遍发生死亡。随着木质部细胞的程序化死亡，受水解、氧化及微生物等因子的持续作用，完整的DNA分子链会降解为小片段。有意思的是，部分降解后的DNA小碎片并不会完全消失，它们可能会像微小的贴纸一样，附着在木材细胞壁上。

一、考古木材里还有DNA吗？

当我们谈论考古木材时，指的是那些历经沧桑、从古代遗存至今的木质材料。它们是自然（如树种、生长环境）与社会（如人类加工、使用方式）双重历史的见证者。因保存环境，比如海洋、陆地及地上古建等的差异，保存形式主要包括出土干态、出土饱水和地上古建干态木材。这些截然不同的“时间胶囊”环境——包括温度高低、氧气多少、酸碱度变化以及埋藏时间的漫长度量——对残存的DNA碎片构成了更严峻的挑战。在这些因素的影响下，考古木材细胞DNA片段会进一步降解并发生化学损伤，主要表现为含氮碱基脱氨基、脱嘌呤以及脱嘧啶等。尽管木材古DNA发生了降解和损伤情况，但我们仍然能够通过液相杂交捕获、序列拼接、系统发育分析等手段来获取木材DNA序列信息。

二、通过考古木材细胞中残存的DNA片段，我们能得到什么信息？

首先，针对考古木材DNA开展木材分子考古研究，可以解读先民认知与利用森林资源方式。举个例子。故宫木结构古建筑中承重构件比如柱子很多是使用了楠木（木材名称），那到底是使用了楠属（Phoebe）的哪个树种呢？在我国本土的楠属树种有34种3变种，主要分布于四川、湖北、贵州等省区。古DNA研究表明，故宫古建筑木构件“楠木”样本以楠木（Phoebe zhennan）和细叶楠（Phoebe hui）这两个树种为主。这也表明在尚未形成系统的植物分类学框架条件下，我国先民亦能通过生产生活的经验智慧准确认知和掌握木材的类别及主要特性，并对其进行充分利用，体现了当时社会在林业、交通运输和建筑等方面的高度文明。其次，木材分子考古是复原历史时期地域性森林植被类型和物种多样性的重要方法。随着考古手段的不断发展，木质遗存考古发现数量显著增加。通过综合分子考古学、木材解剖学等方法手段，对木质遗存开展大尺度范围的种属鉴定，可以在一定程度上弥补孢粉数据所提供信息的局限，为重构历史时期地域性木本植物种类提供直接证据。再者，木材分子考古也是重建古代树木应对气候和生境变化的微进化反应的重要手段。

木质文物承载着自然生态与人类文明的双重信息，记录了气候变迁、生境演化以及人类生业行为的历史。近年来，随着我国对考古研究的日益重视，通过强化木材分子考古等多学科交叉，推动了新理论、技术与方法在木材学及考古学领域的融合应用。这为木质文物的树种精准识别、科学保护与利用，以及重建历史时期森林植被、环境气候与人类活动的耦合关系，提供了至关重要的科学支撑。

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

本文作者：焦立超 中国林业科学研究院木材工业研究所 副研究员

创作团队：中国林学会·森态未来科普团队

审核专家：殷亚方 研究员 中国林业科学研究院木材工业研究所

郭娟 研究员 中国林业科学研究院木材工业研究所"

出品：中国科协科普部

联合出品：中国林学会

支持单位：中国林业科学院

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司