科学家们在一个有 5000 年历史的狩猎采集者的遗骸中发现了已知最早的鼠疫菌株。
该研究的资深作者、德国基尔大学的生物化学家和考古学家 Ben Krause-Kyora在一份声明中说,这一“惊人”的发现将鼠疫细菌(鼠疫杆菌)的首次出现推迟了 2000 多年。他补充说,这个日期可能接近细菌首次进化的时间。
携带瘟疫的狩猎采集者被称为“RV 2039”,是一名 20 至 30 岁的男子,是从拉脱维亚波罗的海附近的一处墓地挖掘出遗骸的四人之一。对该男子牙齿和骨骼样本的分析表明,他很可能是被疾病埋葬的人中唯一的一个。研究人员使用基因组测序重建了该细菌的基因组,并认为该细菌可能是大约 7,000 年前出现的谱系的一部分,即在鼠疫耶尔森氏菌与前身假结核耶尔森氏菌分离后不久。
分析还显示,大多数致命疾病的关键基因已经存在,即使在其历史的早期阶段也是如此。“令人惊讶的是,我们已经在这个早期菌株中或多或少地看到了鼠疫杆菌的完整基因组,只有少数基因缺失。但即使是基因环境的微小变化也会对毒力产生巨大影响,”克劳斯-基奥拉说。
现代瘟疫变种包含一个新发现的古老菌株所缺乏的重要东西——一种使跳蚤能够携带疾病的基因。这种适应极大地增加了鼠疫细菌感染人类宿主、进入人体并传播到淋巴结的速度,在那里它会迅速复制。然后宿主会在他们的皮肤上形成疼痛的、充满脓液的淋巴结——腺鼠疫由此得名。
但是将跳蚤作为传播手段的转变需要疾病杀死宿主:旧宿主的死亡会鼓励跳蚤转移到新宿主并传播疾病。研究人员推测,这种新基因是导致瘟疫变得更加致命的原因。
由于这种鼠疫耶尔森氏菌的早期菌株尚未通过跳蚤传播,因此科学家们认为,这种细菌最初是通过啮齿动物咬伤进入狩猎采集者的身体的,这可能来自海狸,这是瘟疫前身假结核耶尔森氏菌和在该地点记录的遗骸最多的物种。到达那里后,疾病的进程相当缓慢,细菌在该男子的血液中缓慢大量积聚,直到他死亡。
细菌将继续引起的三种大流行是人类历史上最致命的生物事件之一。第一次大流行,查士丁尼瘟疫(大约发生在公元 542 年至 750 年之间)可能导致地中海人口在 6 世纪末减少了 40%。由这种疾病引起的第二次也是最臭名昭著的大流行是 14 世纪的欧洲黑死病,它造成大约2500 万人死亡——占欧洲人口的 33% 到 50%。第三次鲜为人知的大流行始于 1855 年的中国云南省,仅在印度和中国就造成超过 1200 万人死亡。
埋周围RV 2039的人都没有被感染,他被小心地放置在他的坟墓,两个指示,他没有携带疾病的后期,高度传染性的版本。但由于它存在于他的血液中,科学家们仍然认为鼠疫细菌可能会杀死他。
这座古老的细菌慢慢地复制和啮齿动物对人类传递的想法是由事实带动,科学家们发现感染了其他古代骨骼鼠疫耶尔森氏菌在其他地点,那里的人们过着非常不同的生活方式。“传输的孤例,从动物到人可以解释当这些古老的患病人被发现在不同的社会环境中,我们看到它是在草原牧民,狩猎采集谁是钓鱼社团,和农民社区-完全不同的社会设置但总是自发出现鼠疫杆菌的情况下,”克劳斯- Kyora说。
早期瘟疫是一种作用缓慢、毒性较小的疾病,这对有关欧洲和亚洲文明发展的理论提出了严峻挑战。
其中一种理论认为,瘟疫是导致西欧人口在新石器时代末期大幅下降的原因。据 Live Science 先前报道,2019 年,现代瑞典的一座坟墓中包含 78 具匆忙掩埋的尸体,其年代与 RV 2039大致相同,属于一名女性的一组骨骼和牙齿也含有鼠疫细菌碎片。
事实上,在欧亚大陆各地的遗址中都发现了含有鼠疫细菌痕迹的遗骸,其年代与五到六千年前新石器时代人口的迅速下降相吻合。
另一种理论认为,瘟疫是在 6,100 至 5,400 年前存在于欧洲的包含 10,000 至 20,000 人的“大型定居点”中进化而来的。但新的研究表明,鼠疫杆菌可能早在 7400 年前就与假结核杆菌分离了,当时欧洲人口的增长还没有超出稀疏定居点的集合。
这次人口崩溃的谜团,以及它是否是由早期的瘟疫引起的,尚未完全解开。研究人员认为,他们的工作可能打开进一步调查鼠疫的历史,提供不只是对疾病的发展有价值的见解,但对早期人类的历史和基因组学。
“不同的病原体和人类基因组总是一起进化。我们知道鼠疫杆菌很可能在短时间内杀死了一半的欧洲人口,因此它应该对人类基因组产生重大影响,”克劳斯-基拉说。“不过在那之前,我们看到的主要成交在我们的免疫基因在新石器时代的结束,它可能是我们看到在当时的病原体景观显著改变。”