ABOUT THE SPEAKER
Christina Warinner - Archaeological geneticist
Christina Warinner is a researcher at the University of Zurich, where she studies how humans have co-evolved with environments, diets and disease.

Why you should listen

Tna analyzes DNA from the bones and teeth of ancient people to study human evolution in response to changes in infectious disease, diet and the environment over the last 10,000 years. Using samples from ancient skeletons and mummies, she investigates how and why lactase persistence, alcohol intolerance and HIv-resistance have evolved in different populations around the world. As an archaeogeneticist, she’s particularly interested in bridging the gap between archaeology, anthropology and the biomedical sciences.

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Christina Warinner | Speaker | TED.com
TED2012

Christina Warinner: Tracking ancient diseases using ... plaque

Christina Warinner: 利用牙菌斑追蹤古老疾病

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想像一下,我們可以從古老的原始人到現在的人類,了解研究有關人類疾病的歷史。但要如何進行?TED的伙伴Christina Warinner是考古學遺傳學家,她發現了一個驚奇的新工具—牙菌斑化石中的微生物DNA。
- Archaeological geneticist
Christina Warinner is a researcher at the University of Zurich, where she studies how humans have co-evolved with environments, diets and disease. Full bio

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00:15
Have you ever wondered想知道
0
0
2000
各位是否想過,
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what is inside your dental牙齒 plaque牌匾?
1
2000
3000
在各位的牙菌斑裡藏著什麼?
00:20
Probably大概 not, but people like me do.
2
5000
2000
可能沒有,但像我一樣的人會想這個問題。
00:22
I'm an archeological考古學的 geneticist遺傳學家
3
7000
2000
我是一位考古學遺傳學家。
00:24
at the Center中央 for Evolutionary發展的 Medicine醫學
4
9000
2000
我任職於蘇黎世大學的
00:26
at the University大學 of Zurich蘇黎世,
5
11000
2000
醫藥發展中心
00:28
and I study研究 the origins起源 and evolution演化 of human人的 health健康 and disease疾病
6
13000
3000
我針對古人類骨骼和木乃伊遺骸
00:31
by conducting開展 genetic遺傳 research研究
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16000
2000
進行基因研究
00:33
on the skeletal骨骼 and mummified木乃伊 remains遺跡 of ancient humans人類.
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18000
3000
了解人類健康和疾病的起源和演化
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And through通過 this work, I hope希望 to better understand理解
9
21000
3000
透過此研究,我希望能更加了解
00:39
the evolutionary發展的 vulnerabilities漏洞 of our bodies身體,
10
24000
2000
我們的身體在進化上缺陷
00:41
so that we can improve提高
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26000
3000
我們也得以改善
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and better manage管理 our health健康 in the future未來.
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29000
2000
並在未來管理我們的健康狀況。
00:46
There are different不同 ways方法 to approach途徑 evolutionary發展的 medicine醫學,
13
31000
3000
要改進研發醫藥有各種不同的方法
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and one way is to extract提取 human人的 DNA脫氧核糖核酸
14
34000
2000
其中一種就是從骨骼化石中
00:51
from ancient bones骨頭.
15
36000
2000
提取人類的DNA
00:53
And from these extracts提取物,
16
38000
2000
從這些提取出的DNA
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we can reconstruct重建 the human人的 genome基因組 at different不同 points in time
17
40000
3000
我們可以重建不同時期的人類的基因組
00:58
and look for changes變化 that might威力 be related有關 to adaptations改編,
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43000
3000
並尋找可能因適應而產生的變化
01:01
risk風險 factors因素 and inherited遺傳 diseases疾病.
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46000
3000
風險因素和遺傳疾病。
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But this is only one half of the story故事.
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49000
3000
但這只是故事的其中一部份。
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The most important重要 health健康 challenges挑戰 today今天
21
52000
3000
今天對於健康最大的挑戰
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are not caused造成 by simple簡單 mutations突變 in our genome基因組,
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55000
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並非我們基因組裡產生的簡單基因突變,
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but rather result結果 from a complex複雜 and dynamic動態 interplay相互作用
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58000
3000
而是遺傳變異,飲食,
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between之間 genetic遺傳 variation變異,
24
61000
2000
微生物,寄生蟲
01:18
diet飲食, microbes微生物 and parasites寄生蟲
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63000
2000
和我們的免疫系統之間
01:20
and our immune免疫的 response響應.
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65000
2000
所造成複雜的和動態的相互作用。
01:22
All of these diseases疾病
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67000
2000
這所有的疾病
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have a strong強大 evolutionary發展的 component零件
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69000
2000
有很強的進化因子。
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that directly relates涉及 to the fact事實
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71000
2000
這直接和一個事實有關,
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that we live生活 today今天 in a very different不同 environment環境
30
73000
2000
就是我們生活在一個和我們身體相比,
01:30
than the ones那些 in which哪一個 our bodies身體 evolved進化.
31
75000
3000
是一個更加不同的環境中。
01:33
And in order訂購 to understand理解 these diseases疾病,
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78000
2000
為了要了解這些疾病,
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we need to move移動 past過去 studies學習 of the human人的 genome基因組 alone單獨
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80000
3000
我們需要將過去研究人類基因組,
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and towards a more holistic整體 approach途徑
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83000
2000
改為更加全方位的去研究
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to human人的 health健康 in the past過去.
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85000
2000
過去的人類健康情況。
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But there are a lot of challenges挑戰 for this.
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87000
2000
但這是相當大的挑戰
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And first of all, what do we even study研究?
37
89000
3000
首先,我們要研究什麼?
01:47
Skeletons骷髏 are ubiquitous普及; they're found發現 all over the place地點.
38
92000
3000
骨頭無所不在,到處都能發現。
01:50
But of course課程, all of the soft柔軟的 tissue組織 has decomposed分解,
39
95000
3000
當然,所有的軟組織都被分解掉了;
01:53
and the skeleton骨架 itself本身
40
98000
2000
而骨頭本身,
01:55
has limited有限 health健康 information信息.
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100000
2000
健康的資訊有限。
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Mummies木乃伊 are a great source資源 of information信息,
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102000
2000
木乃伊是很好的資料來源,
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except that they're really geographically地理 limited有限
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104000
3000
但他們有地域限制,
02:02
and limited有限 in time as well.
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107000
2000
和時間上的限制。
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Coprolites糞化石 are fossilized化石 human人的 feces,
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109000
3000
糞化石是人類糞便化石,
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and they're actually其實 extremely非常 interesting有趣.
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112000
2000
它們實際上是非常有趣。
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You can learn學習 a lot about ancient diet飲食 and intestinal disease疾病,
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114000
3000
你可以從中學到很多關於古代飲食和腸道疾病,
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but they are very rare罕見.
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117000
2000
但他們非常罕見。
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(Laughter笑聲)
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119000
3000
(笑聲)
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So to address地址 this problem問題,
50
122000
2000
為了解決此問題,
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I put together一起 a team球隊 of international國際 researchers研究人員
51
124000
2000
我組了一個國際團隊。
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in Switzerland瑞士, Denmark丹麥 and the U.K.
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126000
2000
有來自瑞士、丹麥和英國的研究員,
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to study研究 a very poorly不好 studied研究, little known已知 material材料
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128000
6000
研究幾乎沒人研究,也鮮為人知的物質。
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that's found發現 on people everywhere到處.
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134000
2000
此物質能在任何人身上找到
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It's a type類型 of fossilized化石 dental牙齒 plaque牌匾
55
136000
3000
那是牙菌斑化石,
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that is called officially正式 dental牙齒 calculus結石.
56
139000
3000
正常也被稱為牙結石。
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Many許多 of you may可能 know it by the term術語 tartar韃靼.
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142000
2000
很多人可能都知道那是長期牙垢。
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It's what the dentist牙醫 cleans清理 off your teeth
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144000
2000
那也是各位每次去看牙醫,
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every一切 time that you go in for a visit訪問.
59
146000
2000
牙醫會幫各位清洗掉的東西。
02:43
And in a typical典型 dentistry牙科 visit訪問,
60
148000
2000
在典型的牙醫診斷中,
02:45
you may可能 have about 15 to 30 milligrams毫克 removed去除.
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150000
3000
你可能有大約15至30毫克的牙結石會被清理掉。
02:48
But in ancient times before tooth brushing刷牙,
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153000
3000
但在古代有刷牙習慣之前,
02:51
up to 600 milligrams毫克 might威力 have built內置 up on the teeth
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156000
3000
一個人一輩子,大約有高達600毫克的牙結石
02:54
over a lifetime一生.
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159000
2000
可能會附著在牙齒上。
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And what's really important重要 about dental牙齒 calculus結石
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161000
3000
而牙結石的重要性
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is that it fossilizes留下化石 just like the rest休息 of the skeleton骨架,
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164000
3000
在於它就像留下來的骨架化石的其餘部分。
03:02
it's abundant豐富 in quantity數量 before the present當下 day
67
167000
3000
它是目前數量上最豐富的,
03:05
and it's ubiquitous普及 worldwide全世界.
68
170000
2000
而且無所不在。
03:07
We find it in every一切 population人口 around the world世界 at all time periods
69
172000
3000
我們能在數萬年前的每一個時期
03:10
going back tens of thousands數千 of years年份.
70
175000
2000
世界各地各種族群的人身上找到。
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And we even find it in neanderthals尼安德特人 and animals動物.
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177000
3000
我們甚至也在尼安德特人與動物身上找到。
03:15
And so previous以前 studies學習
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180000
2000
先前的研究,
03:17
had only focused重點 on microscopy顯微鏡.
73
182000
2000
只聚焦顯微鏡下的事物。
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They'd他們會 looked看著 at dental牙齒 calculus結石 under a microscope顯微鏡,
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184000
2000
研究員透過顯微鏡觀看牙結石,
03:21
and what they had found發現 was things like pollen花粉
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186000
3000
他們發現了類似花粉的東西
03:24
and plant starches澱粉,
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189000
2000
和植物澱粉;
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and they'd他們會 found發現 muscle肌肉 cells細胞 from animal動物 meats肉類
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191000
2000
他們也發現動物肉類中的肌肉細胞,
03:28
and bacteria.
78
193000
2000
還有細菌。
03:30
And so what my team球隊 of researchers研究人員, what we wanted to do,
79
195000
3000
所以我的研究團隊想做的事,
03:33
is say, can we apply應用
80
198000
2000
是我們能否運用
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genetic遺傳 and proteomic蛋白質組學 technology技術
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200000
2000
基因和蛋白質技術
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to go after DNA脫氧核糖核酸 and proteins蛋白質,
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202000
2000
追蹤DNA和蛋白質,
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and from this can we get better taxonomic分類 resolution解析度
83
204000
3000
從結果中得出更好的分類方法,
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to really understand理解 what's going on?
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207000
2000
進而了解其中奧妙。
03:44
And what we found發現
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209000
2000
我們得到的結果是
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is that we can find many許多 commensal共生 and pathogenic bacteria
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211000
2000
找到許多共生和致病的細菌
03:48
that inhabited居住 the nasal鼻音 passages通道 and mouth.
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213000
3000
生活在鼻腔和口腔裡。
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We also have found發現 immune免疫的 proteins蛋白質
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216000
3000
我們還發現
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related有關 to infection感染 and inflammation
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219000
3000
和感染及發炎症狀有關的免疫蛋白,
03:57
and proteins蛋白質 and DNA脫氧核糖核酸 related有關 to diet飲食.
90
222000
3000
還有與飲食有關的蛋白質和DNA。
04:00
But what was surprising奇怪 to us, and also quite相當 exciting扣人心弦,
91
225000
3000
但令我們驚訝還有相當興奮的是
04:03
is we also found發現 bacteria
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228000
2000
我們發現了
04:05
that normally一般 inhabit居住於 upper respiratory呼吸 systems系統.
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230000
2000
細菌通常生活在上呼吸道系統。
04:07
So it gives us virtual虛擬 access訪問 to the lungs,
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232000
3000
因此,這給了我們到肺部的模擬路徑,
04:10
which哪一個 is where many許多 important重要 diseases疾病 reside居住.
95
235000
3000
這是許多重要疾病的病源。
04:13
And we also found發現 bacteria
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238000
2000
我們也發現了
04:15
that normally一般 inhabit居住於 the gut腸道.
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240000
2000
細菌通常生活在腸道。
04:17
And so we can also now virtually實質上 gain獲得 access訪問
98
242000
3000
所以我們幾乎也可以了解
04:20
to this even more distant遙遠 organ器官 system系統
99
245000
2000
這更遙遠的器官系統。
04:22
that, from the skeleton骨架 alone單獨,
100
247000
2000
這和骨骼相比,
04:24
has long decomposed分解.
101
249000
2000
是早已分解的部分。
04:26
And so by applying應用 ancient DNA脫氧核糖核酸 sequencing測序
102
251000
2000
利用古代DNA測序
04:28
and protein蛋白 mass spectrometry technologies技術
103
253000
2000
和蛋白質質譜技術,
04:30
to ancient dental牙齒 calculus結石,
104
255000
2000
應用在研究古老的牙結石,
04:32
we can generate生成 immense巨大 quantities數量 of data數據
105
257000
3000
我們可以得到大量的數據。
04:35
that then we can use to begin開始 to reconstruct重建 a detailed詳細 picture圖片
106
260000
3000
然後我們就可以開始重建出
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of the dynamic動態 interplay相互作用
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263000
2000
數千年前
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between之間 diet飲食, infection感染 and immunity免疫
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265000
2000
飲食,感染和免疫
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thousands數千 of years年份 ago.
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267000
2000
動態相互作用的詳細的圖片。
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So what started開始 out as an idea理念,
110
269000
2000
而我們最初由概念,
04:46
is now being存在 implemented實施
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271000
2000
到現在可以實行這概念,
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to churn攪動 out millions百萬 of sequences序列
112
273000
2000
得到很多的結論,
04:50
that we can use to investigate調查
113
275000
2000
我們可以用來探討
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the long-term長期 evolutionary發展的 history歷史 of human人的 health健康 and disease疾病,
114
277000
3000
在長期的進化的過程中人類的健康和疾病,
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right down to the genetic遺傳 code of individual個人 pathogens病原體.
115
280000
3000
數百萬的個別病原體的遺傳序列代碼。
04:58
And from this information信息
116
283000
2000
從此份資料中,
05:00
we can learn學習 about how pathogens病原體 evolve發展
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285000
2000
我們可以了解致病菌的進化方式,
05:02
and also why they continue繼續 to make us sick生病.
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287000
3000
還有了解為何致病菌能持續讓我們生病。
05:05
And I hope希望 I have convinced相信 you
119
290000
2000
另外我也希望可以說服各位
05:07
of the value of dental牙齒 calculus結石.
120
292000
2000
關於牙結石的重要性。
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And as a final最後 parting離別 thought,
121
294000
2000
最後在此
05:11
on behalf代表 of future未來 archeologists考古學家,
122
296000
3000
我代表對未來的考古學家,
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I would like to ask you to please think twice兩次
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299000
3000
和各位說在各位回家刷牙前
05:17
before you go home and brush your teeth.
124
302000
2000
請先三思。
05:19
(Applause掌聲)
125
304000
2000
(掌聲)
05:21
Thank you.
126
306000
2000
謝謝各位。
05:23
(Applause掌聲)
127
308000
2000
(掌聲)
Translated by Joyce Chou
Reviewed by Ching Sze

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Christina Warinner is a researcher at the University of Zurich, where she studies how humans have co-evolved with environments, diets and disease.

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