https://frosthead.com

Pesten infiserte mennesker 3.300 år tidligere enn tenkt

Pesten er en av historiens mest beryktede mordere - men det ser ut til at vi har undervurdert dens forferdelige toll. DNA-bevis tyder på at pest-forårsaker bakterier smittet mennesker tusenvis av år tidligere enn tidligere antatt og sannsynligvis forårsaket utallige flere dødsfall.

Relatert innhold

  • Spør Smithsonian: Er verden på grunn av nok et stort pestutbrudd?
  • Se hvordan pesten feide gjennom London
  • Plagepandemi kan ha blitt drevet av klima, ikke rotter

Genomstudien avslører også mye om hvordan pesten utviklet seg fra en relativt godartet bakterie til en effektiv drapsmann som ville ødelegge hele kloden.

Tre ødeleggende utbrudd er tidligere blitt koblet til pesten av historiske poster og DNA-studier. Den første pandemien begynte med pesten av Justinian rundt 541 e.Kr. og drepte opptil 100 millioner mennesker. Den andre pandemien inkluderte svartedauden fra 1300-tallet, som var ansvarlig for å drepe rundt 30 til 50 prosent av europeere. Og den tredje pandemien, som oppsto i Kina på 1850-tallet, varte til midten av 1900-tallet.

Men da forskere sekvenserte DNA fra tennene til mennesker fra bronsealderen fra Eurasia, fant de genetiske tegn på bakterien som forårsaker pest, Yersinia pestis, hos 7 av 101 testede individer. Det betyr at pesten smittet mennesker for minst 4.800 år siden - omtrent 3.300 år tidligere enn det som er kjent fra den historiske referansen.

Spesielt bemerket teamet også at bakterien i løpet av de tidlige århundrene ennå ikke hadde skaffet seg små, men viktige genetiske mutasjoner som ga opphav til legendariske skjold.

"Pestbakterien ligner veldig på forfederen, bakterien Y. pseudotuberculosis, " forklarer medforfatter Simon Rasmussen, Tekniske Universitet i Danmark. “Men den forfederen er ikke så skadelig. Hvis du spiser det, vil du føle deg dårlig, men du dør ikke av den. Så hvordan kan en bakterie som er skadelig, men ikke dødelig, utvikle seg til en av de mest dødelige som noen gang har eksistert for mennesker? ”

Historiske pestepandemier som svartedauden ble for det meste spredd da mennesker delte nære kvarterer med rotter som hadde infiserte lopper. Når en loppe drikker et infisert dyrs blod, kommer pestbakteriene inn i loppens tarm, der de ikke bare vokser, men også blokkerer tarmen slik at loppen blir ekstremt sulten. Dette oppfordrer loppen til å rekke ut og bite flere verter - og dermed levere flere pestbakterier.

Pestoffer så langt tilbake som i jernalderen ble smittet med Y. pestis- bakterier som har genet Yersinia-murintoksin, eller ymt, som er nødvendig for at skadedyret skal overleve i tarmen til en loppe. Men den nye genanalysen, som vises denne uken i Cell, viser at bakterier i bronsealderen manglet denne mutasjonen, noe som bidro til å finne et viktig evolusjonsmoment.

"Her kan vi direkte identifisere når dette skjedde, da denne bakterien gikk fra å ikke kunne leve i lopper til denne veldig viktige delen av livsstilen. Det forteller oss mye om hvordan en sykdomsfremkallende bakterie utvikler seg til å bli enda farligere, sier Rasmussen.

pest-flea.jpg Et skannende elektronmikrografbilde av en loppe. (The Centers for Disease Control and Prevention)

De mer eldgamle bakteriene manglet også en mutasjon som gjorde at infeksjonen spredte seg fra lungene til andre vev som lymfeknuter, konstaterer Rasmussen.

"Så på den tiden har vi en slags mellompest, " sier han. "Disse stammene i bronsealderen kunne ikke forårsake bubonic pest, men de forårsaket septicemic pest i blodet og pneumonic pest i lungene, som du kan overføre gjennom luften når du nyser eller hoster."

Tidligere i år publiserte Wyndham Lathem, mikrobiolog ved Northwestern University Feinberg School of Medicine, og kollegene en studie som viste hvordan ikke-så-dødelige bakterier kan ha blitt pesten. De brukte musemodeller av Y. pestis- infeksjon for å vise at det var mulig at bakterien opprinnelig forårsaket respirasjonsformen av sykdommen før den skaffet seg mutasjonene som skapte bubonic pest og overføring med lopper.

"Det jeg ble spent på å lese denne studien, er at vi nå har bevis som støtter den hypotesen, " sier Lathem. "Hvis disse stammene i bronsealderen ikke kan overføres med lopper, men allikevel smitter mennesker, hva er den sannsynlige sykdommen de vil få? Jeg tror det er veldig sannsynlig at det ville være en pneumonisk pest. ”

Det er ikke å si at bronsealderversjonen av sykdommen var mindre farlig, legger Rasmussen til. “Når du får pneumonisk pest, er den nesten 100 prosent dødelig. Selv i dag må du behandle innen 24 timer, ellers er det bare farvel. Da var det selvfølgelig like dødelig og folk visste ikke engang at de hadde fanget en sykdom eller hvor den kom fra. Det må ha vært veldig skremmende ”

Likevel var det sannsynlig at luftbåren overføring ikke kunne produsere den typen masseplager som historien senere var vitne til, kanskje drap i en skala av landsbyer i stedet for på tvers av kontinenter, antyder David Wagner fra Nord-Arizona universitet, som nylig jobbet med å sekvensere Y. pestis genom fra det sjette århundre pesten av Justinian.

"Når jeg tenker på pest, tenker jeg på det som en sykdom hos gnagere og lopper, " sier han. “Men hva betydde det at det ikke hadde loppebåren overføring for hendelser med sykdommer hos mennesker? Det betydde sannsynligvis at det var mindre vanlig, og jeg tror det sier noe om viktigheten av loppetransmisjon under de store pandemiene. "

42-69595006.jpg Sett sist mars jobber en arkeolog ved en massegravplass som er funnet under et supermarked i Paris som kan inneholde ofre for svartedauden. (PHILIPPE WOJAZER / Reuters / Corbis)

Rasmussen og kollegene brukte også dataene sine for å spore pesten til dens genetiske røtter. I følge beregningene deres var den felles stamfaren til alle kjente Y. pestis- stammer en del av menneskets historie for 5 783 år siden.

"Den alderen sammenfaller virkelig med tiden da folk begynner å bo i byer, " konstaterer Rasmussen. "Det er et slags smeltedigelmiljø med mange mennesker og dyr i hus, og veldig dårlig hygiene. Folk har tenkt lenge at dette miljøet kan ha hjulpet til for å starte utviklingen av mange av disse veldig smittsomme menneskelige sykdommer. ”

Ytterligere sporing av tidslinjen for pestutvikling kan avsløre om sykdommen var involvert i historiske menneskelige migrasjoner. For eksempel avdekket en fersk populasjonsgenomikkundersøkelse av bronsealder-eurasere av mange av disse samme forfatterne en dynamisk periode med store migrasjoner som bidro til å forme den nåværende demografien i både Europa og Asia.

“Ble en tilstrømning av mennesker kanskje sykdom inn? Eller flyktet folk fra sykdom? "Spør Rasmussen." Vi kan selvfølgelig ikke bevise noe om dette for øyeblikket, men vi kan legge frem en teori om at pesten var involvert i disse folkevandringene. ”

Og fordi sykdomsutviklingen pågår, er denne typen forskning av interesse utover historiske hendelser, legger Lathem til.

"Vi fortsetter å lære at små genetiske endringer kan ha stor innvirkning på menneskers helse og sykdom, " sier han. "Vi har her en bakterie som var i stand til å infisere mennesker mye tidligere enn vi trodde, men det manglet et par viktige faktorer som kan ha begrenset dens spredning til mindre populasjoner. Men så tar det bare opp et gen og et par mutasjoner, og plutselig har vi gått fra små lokale utbrudd til globale pandemieinfeksjoner. ”

For Lathem er det den virkelig viktige takeaway-meldingen: "Det kan hende at en eller annen sykdom, for eksempel ebola, kan skaffe seg et nytt gen eller et stykke DNA og deretter bli spredt gjennom luften i stedet for bare gjennom kroppslige væsker. I det slags eksempel, ville vi da ha et mye større problem på hendene. ”

Pesten infiserte mennesker 3.300 år tidligere enn tenkt