辛辛那提大学生物学教授大卫·伦茨站在危地马拉蒂卡尔的金字塔前。 加州大学/照片

古老的玛雅城市提卡尔是一个繁华的大都市，居住着数以万计的人口。

该市包括道路、铺面广场、高耸的金字塔、寺庙和宫殿，以及数千户居民住宅，这些都以农业为支撑。

现在辛辛那提大学的研究人员说，提卡尔的水库——城市饮用水的重要来源——排列着树木和野生植被，这些树木和野生植被本来会在繁忙的城市中心提供风景秀丽的自然美景。

加州大学研究人员开发了一个新系统，分析提卡尔寺庙和宫殿水库沉积物中的古代植物DNA，以确定1000多年前生活在其河岸的30多种树木、草、藤蔓和开花植物。他们的发现描绘了一片郁郁葱葱的野生绿洲。

"几乎所有的市中心都铺平了。在旱季，天气会变得相当炎热，"加州大学艺术与科学学院生物学教授、古植物学家大卫·伦茨说的。

他说："因此，在水库沿线会有一些好凉爽的地方，这是有道理的。"看着水和树木，看国王和他们的家人去一定很美。

伦茨和他的研究小组提出了四个假设，即在最重要的水库里，植物可能生长了什么：玛雅人在那里种植玉米或南瓜等作物吗？还是他们种植了像在墨西哥普伦大坝类似的水库发现的果树？

也许他们在水库里排成一排， 用猫尾来符合他们的绰号"伦茨指出，睡莲经常装饰古代玛雅绘画。

伦茨说："纵观玛雅的肖像，睡莲代表了水世界和上述世界之间的连续性。"这是他们的神话的一部分。

但研究人员发现，几乎没有证据支持这些假设。相反，他们找到了证据支持第四个观点：玛雅人允许堤坝保持不受干扰的森林。这将有助于防止侵蚀，并提供药用或食用植物和水果。

研究人员发现了各种植物生活在含水层上的证据，包括像白菜树皮和塔高100英尺的拉蒙这样的树木。伦茨说，拉蒙是危地马拉主要的热带雨林物种。

辛辛那提大学的研究人员尼古拉斯·邓宁、弗农·斯卡伯勒和大卫·伦茨收集沉积物样本进行DNA分析。利维·格拉齐奥索·塞拉：/照片

"为什么你会发现水库周围的拉蒙是一种好奇心。答案是，他们让这片森林完好无损，"伦茨说。"提卡尔的气候恶劣。一年有五个月没下雨的时候，生存就很难了。这个水库本来是他们生活的字体。因此，他们有时会保护这些地方，不砍伐树木，并保留一个神圣的树林。

在原产于该地区的数十种植物中，他们发现了野生洋葱、无花果、野生樱桃和两种草的证据。伦茨说，草籽可能是通过参观水禽引入水库的。在旱季和干旱期间，草会在水库边缘大量繁殖。

"提卡尔发生了一系列毁灭性的干旱。随着水位的下降，他们看到蓝绿藻的盛开，产生有毒物质，"伦茨说。"干旱对草地来说很棒，但对生活在水库岸边的森林植物来说则不过如此。

这些野生区域相当于公园吗？

"我认为他们是。我不知道他们会有多公开，"伦茨说。"这是一个神圣的地区，城市被寺庙和宫殿包围。我不知道，如果平民会一直那么受欢迎。

蒂卡尔是危地马拉北部梅索阿梅里卡的权力、宗教和贸易的繁荣之地，在1200多年前达到其影响力的顶峰。如今，文化和考古遗址是一个风景秀丽的国家公园，四周环绕着原始雨林。

但1000多年前，这个地区看起来会大不相同。市中心不是热带雨林，而是被需要支撑6万人或更多人所需的玉米、豆类和南瓜的房屋和农田所包围。在鼎盛时期，蒂卡尔的人口比宾夕法尼亚州的威尔克斯-巴雷还要多：大西洋城，新泽西州;或佛罗里达州彭萨科拉。

加州大学地理学教授兼研究合著者尼古拉斯·邓宁说：鉴于蒂卡尔市兴衰期间发生的有记录且广泛的森林砍伐，该市一片完整的森林的存在将十分突出。

邓宁说："这不会是一个公园，大概50米乘50米。"但它与城市中心区的周边地区形成了鲜明的对比，该地区基本上完全铺满了石膏，许多建筑都涂上了红色。

他说，这些水库作为重要的水源，其意义将超出其价值。

邓宁说："鉴于玛雅人是一种森林文化，其宇宙学包括许多森林元素（例如，支撑天空的某些神圣树木），在城市中心有一个毗邻神圣泉水的神圣树林，这是一个极其有力的象征——有点像宇宙的微型部分。"另一方面，古代玛雅城市整体上非常绿色。

提卡尔让今天的城市花园蒙羞。

蒂卡尔的金字塔从危地马拉的热带雨林中升起。学分：大卫·伦茨

邓宁说："远离提卡尔的中央片区，大部分土地要么是管理树木，要么是农作物。"几乎每个家庭建筑群都有重要的花园。玛雅市居民消费的大量食物可能是在城市本身或其直接腹地种植的。没有什么比现代西方城市更像。

伦茨说，此前，研究人员通过研究古代花粉或木炭，了解了古代提卡尔生长的作物和野生植物。在他们的研究中，加州大学转向下一代DNA测序，这种测序可以识别出植物和动物，甚至还有少量的DNA链。

加州大学植物学家和研究合著者埃里克·特佩说："通常情况下，下一代工作需要高质量、高浓度的DNA。"提卡尔样品质量差，浓度极低。

微生物学家艾莉森·韦斯，加州大学医学院教授，和三一汉密尔顿，现在在明尼苏达大学，承担了分析古代微生物DNA从水库的沉积物样本的任务。

韦斯在她的实验室里研究致病性大肠杆菌和人类微生物群系。她的最新研究检查了癌症患者的化疗如何损害消化系统的保护衬里。但是她喜欢所有的科学，她说，她渴望接受新的挑战。

"DNA是古老的，所以它往往会随着时间的小序列而退化，"韦斯说。

在佛罗里达快速基因组学公司的帮助下，加州大学的科学家开发出一种新型探测器，在沉积物样本中选择植物DNA。他们能够从叶绿体中放大小链DNA，叶绿体是进行光合作用的植物结构。然后，研究人员可以将古老的提卡尔样本与已知植物物种的DNA进行匹配，就像科学家放大核糖体DNA来识别细菌物种一样。

"分析是相当具有挑战性的，因为我们是第一个这样做，"韦斯说。"细菌核糖核酸有一个数据库。没有这方面的数据库。我们必须逐个进行序列搜索一般数据库，以找到最佳匹配项。

特佩说："这个项目有点暗淡。"我们不期待得到任何结果。事实上，我们能够了解蒂卡尔水库周围的植被，在我看来，这是一个惊人的成功，也是我们希望适用于其他玛雅遗址的概念证明。

加州大学研究人员现在可以以一种充满希望的新方式研究古代世界。

"我们很高兴我们取得了成功，"韦斯说。"花了很长时间才弄清楚如何做到这一点，并确保它不是垃圾数据，垃圾数据。现在能够从这些沉积物研究中更多地了解古代人是非常令人兴奋的。