https://frosthead.com

Bubonic Plague Family Tree kaster lys over risikoen for nye utbrudd

Møt pesten av Justinian, svartedødens eldre, men like dødelig fetter. Da han ankom Konstantinopel rundt 540 e.Kr., drepte det opptil 100 millioner mennesker, bidro til Romerrikets fall og holdt seg i to århundrer. Og så forsvant den.

Relatert innhold

  • Plagepandemi kan ha blitt drevet av klima, ikke rotter
  • Madagaskar kjemper mot et Bubonic Plague-utbrudd
  • Black Plague Death Pit Dug Up i London
  • Svartedauden aldri forlatt - og det kan bekjempe våre beste forsvar
  • Journal of the Plague Years

I en artikkel publisert i går i The Lancet Infectious Diseases, har forskere rekonstruert genomet til dette gamle patogenet for første gang. Svartedauden og Justinian-pesten kom hver for seg separat fra den samme dødelige bakterien, Yersinia pestis .

På grunn av de lignende symptomene deres har forskere alltid koblet den tidligere pesten med svartedauden, men de har aldri bestemt avgjort hvordan de to pandemiene var relatert. Noen studier har til og med antydet at Justinian-pesten var et influensavirus.

En del av vanskeligheten med å feste den første pestens opprinnelse er at det kan være ganske vanskelig å finne rester av mennesker som døde av Justinian-pesten - mens forskere kan henvende seg til de grundige regjeringseiendommeregistreringene av massegravstedene til svarte dødsofrene, det finnes ingen slike poster for den forrige pesten. Undeterred, Dave Wagner, en biolog og Northern Arizona University og en medforfatter av papiret, jobbet med kolleger inkludert tyske arkeologer og fant fragmenter av Y. pestis i menneskelige levninger fra en kirkegård i 600-tallet i Bayern, Tyskland.

Moderne peststammer sporer deres slektslinje til svartedauden, så forskerne lurte på, er Justinian Pesten den samme bugten?

Forskere analyserte tenner fra to sett med rester fra dette gravstedet på en bayersk kirkegård. Forskere analyserte tenner fra to sett med rester fra dette gravstedet på en bayersk kirkegård. (Bilde: M. Harbeck / München Universitet)

For å finne ut hvordan denne Justinian-stammen passer inn i pestens slektstre, trengte de hele genomet. "Vi kan bruke [DNA-sekvensering] -teknikker for å reise dypere og dypere i tid for å avsløre genomene til gamle patogener, " sier Hendrik Poinar, en evolusjonsgenetiker ved McMaster University i Canada og en annen medforfatter. "Hvis svartedauden og justinianen er i slekt, " sier han, "er dette separate tilfeller, eller er det noe som hører med i fysiologien til feilen som gjør at den kan dukke opp igjen?"

Poinar's laboratorium analyserte tenner fra to bayerske lik begravet rundt 504 e.Kr. og 533 e.Kr. I gamle skjelettrester er det beste stedet å finne genetiske bevis på patogenet som drepte personen i tennene. "En tann er som en safe, " sier Poinar. Men ikke en ugjennomtrengelig safe; tenner inneholder også symbiotiske bakterier, jord sopp, andre patogener og individets eget DNA. Så forskerne fjernet kronen, grunnet opp tannmassen og søkte etter fragmenter av det gamle pestgenomet midt i søpla.

Heldigvis hentet de nok fragmenter til å brette sammen hele genomet til patogenet som var ansvarlig for Justinian Plague. Deretter sammenlignet de det rekonstruerte genomet med svartedauden og moderne belastninger.

Forskere analyserte denne eldgamle tannen fra restene av et Justinian pestoffer som ble avdekket i Tyskland på jakt etter pest-DNA. Forskere analyserte denne eldgamle tannen fra restene av et Justinian pestoffer som ble avdekket i Tyskland på jakt etter pest-DNA. (Bilde: McMaster University)

Funnene deres avslørte at selv om den kom først ut, døde Justinian Plague og er bare et fjernt fetter til svartedauden og belastningene den senere pandemien ble født. Justinian-pesten er nært beslektet med to stammer som lenge er kjent for å ha vedvart i kinesiske gnagerbestander, og antydet at den som svartedøden hadde sin opprinnelse i Asia og reiste til Europa sannsynligvis via den travleste handelsveien, Silkeveien. Men av en eller annen grunn var svartedøden mye mer vellykket ved at den overlevde og fortsatte å spre seg. Basert på forskernes avstamningsanalyser og tidligere studier, hoppet den fra Europa til Middelhavet og Afrika før han gikk tilbake til Kina.

Og der fikk den en tredje pandemi - rotter hjalp til med å spre denne formen for pest over hele kloden via menneskelige fraktveier, og det er her vi får de moderne belastningene som tilfeldigvis smitter mennesker i dag.

Francois Balloux, en genetiker ved University College London, bemerker at det ikke er så sjeldent at to stammer vises på den samme "klingen" eller grenen av et patogen-slektstre, men det som gjør at en belastning er mer sannsynlig å somle gjennom tiden mens en annen dør ute er et interessant spørsmål. "Det er ingen klar åpenbar kandidat for hvilke mutasjoner som kan gjøre en belastning mer vellykket eller mer virulent, " sier Balloux. Wagner og Poinar lette etter gener som kan innpode økt virulens, men ikke kom med noen store utfordrere.

Miljøfaktorer kan spille en rolle i å bestemme livssyklusen til en pest, da nedbør har en betydelig innvirkning på gnagepopulasjonene. Forfatterne bemerker at klima kan ha påvirket bommen og bysten av Justinian-pesten. Kraftige regnsesonger gikk foran alle tre pestepandemier, og av hver pest s slutt, klimaet hadde stabilisert seg. Men uten bevis som tyder på at klimaforskyvninger var mer alvorlige på slutten av Justinian-pesten, kan miljøfaktorer alene ikke tilstrekkelig forklare hvorfor belastningen forsvant.

Wagner påpeker også at menneskelig bevegelse økte mellom hver pandemi. Innen den tredje pandemien ga steamboat-teknologien mennesker mulighet til å reise rundt i kloden, som er nøyaktig hvordan moderne stammer ankom Madagaskar, der ikke rottepopulasjoner er mer utbredt. I USA sykler fortsatt lave nivåer av pest gjennom innfødte gnagerbestander, en relikvie av den tredje pandemien. Men de amerikanske sentrene for sykdomskontroll og -forebygging skjermer rutinemessige hunder og andre gnagere i sørvest i tilfelle noe utenom det vanlige dukker opp.

At de to gamle plagene dukket opp hver for seg over tid, betyr at en ny form for pest kan oppstå i fremtiden . "Det er bekymringsfullt, " sier Balloux. Med moderne reiser, kan en ny belastning av pesten synes det er mye lettere å hoppe over hele kloden. Men de siste hundre årene har forbedringer i hygiene, tilgjengeligheten av antibiotika og redusert i urbane rottepopulasjoner.

“Kan det være en annen pandemi? Gjerne, sier Wagner. "Men vi tror ikke at forholdene er modne mange steder i verden." Så vi er ikke inne på et månedlig Python- scenario snart.

Bubonic Plague Family Tree kaster lys over risikoen for nye utbrudd