4000-летняя овца может сохранить недостающий ключ к разгадке того, как доисторическая чума охватила Евразию за тысячи лет до Черной смерти.
Ученые обнаружили первое животное бронзового века, проникновенное чумой, — 4000-летнюю овцу из евразийской степи. Кредит: Шаттерсток
В среднем веке опустошительная чума уничтожила примерно треть населения Европы. Заболевание распространялось через блох, переносчиков бактерий Yersinia pestis . Эти блохи передали человеку инфекцию от крысы, спровоцировавшую катастрофу, известную как Черная смерть.
Но история чумы уходит еще дальше. Более ранняя форма Y. pestis Появился около 5000 лет назад, в эпоху бронзы. Этот древний весь штамм инфицировал людей Евразии в течение почти двух тысячелетий, прежде чем исчезнуть. Однако, в отличие от средневековой чумы, эта более ранняя версия не могла передаваться блохами. В течение многих лет ученые пытались понять, как болезнь распространилась в пределах доступного региона без этого пути передачи.
Древняя овца дает всю подсказку
Исследователи раскрыли последнюю часть загадки. Международная группа, в которую входит археология Университета Арканзаса, контролирует Гермеса, обнаружившего первые свидетельства чумы бронзового века в нечеловеческом носителе. Ученые обнаружили Y. pestis ДНК в останках домашних овцев, живших около 4000 лет назад.
Животное произошло из Аркаима, укрепления поселений на Южном Урале на территории современной России, недалеко от границы с Казахстаном. Открытие предполагает, что домашний скот, возможно, сыграл роль в распространении чумы в бронзовом веке, помогая объяснить, как болезнь так широко распространилась в Евразии.
Исследование было опубликовано в Cell под заголовком «Геном Yersinia pestis овец бронзового века проливает свет на хозяев и эволюцию доисторической линии чумы». В международное сотрудничество входят исследователи из Гарвардского университета и ведущих институтов Германии, России и Южной Кореи.
Поиск улик в древней ДНК
Со-руководитель Hermes возглавляет крупный исследовательский проект по изучению ДНК древних животных. Изучая генетический материал, сохранившийся в костях и зубах, его команда прослеживается, как одомашненные животные, такие как крупный рогатый скот, козы и овцы, распространились из Плодородного полумесяца в Евразии. Эти действия помогли обеспечить взаимосвязь кочевой культуры и ранней империи.
«Когда мы тестируем ДНК домашнего скота в древних образцах, мы получаем сложную генетический вирус инфекции», — сказал он. — сказал Гермес. «Это серьезная задача для получения сильного сигнала для животных, но оно также дает нам возможность искать патогены, которые заразили стада и их владельцев».
Работа с древней ДНК сложна и требует много времени. Ученым предстоит отделить ДНК ребенка от многих других источников, обнаруженных в образце. Микроорганизмы, живущие в почве, где были захоронены кости, оставляют после себя последствия своих генетических последствий. Исследователи также могут случайно ввести ДНК из натуральных клеток кожи или слюны.
Фрагменты древних останков чрезвычайно малы. Размер многих фрагментов составляет всего около 50 пар оснований. Для сравнения, полный геном человека содержит более 3 миллиардов пар оснований.
Останки животных, как правило, считаются худшими, чем останки людей, которых обычно тщательно хоронят. Животных часто готовили и выбрасывали их кости в кучи мусора, где тепло и погодные условия постепенно воздействуют на окружающую среду вредными веществами.
Момент открытия
Изучая останки домашнего скота, раскопанные в Аркаиме в 1980-х и 1990-х годах, Гермес и его коллеги заметили нечто неожиданное. Одна овечья подлинность президента ДНК, совершающую Yersinia pestis .
«Это был тревожный звоночек для моей команды. Это был первый раз, когда мы восстановили геном Yersinia pestis в образце, не представляющемся человеком," — сказал Гермес. «Мы были очень взволнованы, потому что Аркаим связан с синташтинской культурой, которая существовала древнейшей верховной ездой, впечатляющим бронзовым оружием и потоком генов в Средней Азии».
Как распространилась чума бронзового века?
Следующие исследователи находили случайные штаммы чумы бронзового века в человеческих останках, находящихся на расстоянии тысяч километров друг от друга. Вопрос заключался в том, как удалось распространиться на такие большие расстояния.
«Это должно было быть нечто большее, чем просто перемещение людей. Наши чумные овцы дали нам прорыв. Теперь мы рассматриваем это как взаимодействие между людьми, домашним скотом и неким до сих пор неопознанным «естественным резервуаром» для него, которым могут быть грызуны на лугах евразийской степи или перелетные птицы», — сказал он. — сказал Гермес.
Естественный резервуар — это вид животных, который является переносчиком возбудителя, но при этом не заболевает. В средние века крысы служили резервуаром Y. pestis , переносчиками бактерий выступали блохи. Сегодня летучие мыши часто играют роль таких вирусов, как Эбола и вирус Марбург.
Уроки древней эпидемии
Недавно компания Hermes получила пятилетний грант от немецкого общества Макса Планка в размере 100 000 евро на продолжение раскопок на Южном Урале недалеко от Аркаима. Его будут искать дополнительные останки людей и животных, которые могут вести следы Y. pestis .
Бронзовый век был периодом, когда синташтинская культура начала управлять более крупными стадами домашнего скота, а также стала опытными наездниками. Возросшее взаимодействие с животными и расширение границ в пределах ступеней, которые могли бы использоваться людьми для наблюдения за резервуарами с болезнями в окружающей среде.
Хотя эти события произошли тысячи лет назад, Гермес считает, что полученные результаты несут силу послания и сегодня. Расширение экономической деятельности в природной среде может разрушить экосистему и увеличить риск распространения болезней.
«Мы должны оценить тонкую внутреннюю работу экосистемы, которую мы можем нарушить, и добиться сохранения баланса», — сказал он. — сказал Гермес.
«Важно больше уважать силы природы», — сказал он. — сказал он.