Prehistoryczne choroby rzucają światło na migrację ludzi
Nowe techniki analizy genetycznej umożliwiają bardziej szczegółowe spojrzenie na wpływ chorób na modele migracji we wschodniej i środkowej Europie na przestrzeni około 3 000 lat, w okresie obejmującym późną epokę kamienia łupanego i wczesną epokę brązu. Dotychczas zmiany przypisywano głównie poszukiwaniu nowych źródeł pożywienia, zmianom klimatycznym i gospodarczym, masowemu wzrostowi populacji, transformacjom społecznym oraz nowym chorobom zakaźnym. „Rola chorób jako potencjalnego czynnika wpływającego na migracje ludzi w okresach transformacji nie była dotychczas uważana za ważną”, wyjaśnia koordynator projektu Wolfgang Haak z Wydziału Archeogenetyki Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w niemieckim Lipsku. Zauważa, że niedawna pandemia COVID-19 unaoczniła, jak wiele trudności mogą powodować epidemie i pandemie. Pięcioletni projekt PALEoRIDER, finansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych, opracował profile genetyczne ponad 1 000 starożytnych szczątków ludzkich z kluczowych regionów Europy, które doświadczyły zmian transformacyjnych, a także informacje na temat ich narażenia na patogeny. Badacze połączyli te dane z analizą archeologiczną i historyczną. „Badając zęby, zyskaliśmy dostęp do informacji na temat potencjalnych patogenów. Dzięki nim możemy bliżej przyjrzeć się chorobom, których ci ludzie mogli się nabawić”, stwierdza Haak. Badania te są zbliżone do prac nad genomiką starożytnych patogenów w ramach projektu APGREID.
Gromadzenie danych genomicznych za pomocą technik przechwytywania DNA
W ramach prac nad projektem powstała rozległa baza porównywalnych i rozbudowanych danych genomicznych zarówno ludzi, jak i patogenów z najważniejszych stanowisk archeologicznych. Nowe techniki przechwytywania DNA miały kluczowe znaczenie dla analizy szczątków archeologicznych. „Ludzkie DNA uległo rozpadowi i fragmentacji, dodatkowo jest zmieszane ze środowiskowym DNA pochodzącym z gleby, grzybów i innych drobnoustrojów – wszystko to sprawia, że odsetek rzeczywistego ludzkiego DNA jest naprawdę niski, często wynosi zaledwie 1 %”, dodaje Haak. „Testy wychwytujące pozwalają na gromadzenie ludzkiego DNA, w szczególności wariantów występujących w ludzkim genomie, co do których mamy pewność ich występowania”, wyjaśnia Haak. „Testy wychwytywania umożliwiają wygenerowanie wysokiej jakości danych, dzięki którym dysponując zaledwie 1 % do 10 % ludzkiego starożytnego DNA możemy ekstrapolować je do ponad 50 %”. Ilość DNA patogenu w zębie jest jeszcze mniejsza, dlatego techniki wychwytywania są szczególnie przydatne przy rekonstrukcji sekwencji genomu. Naukowcy mogą następnie ocenić, czy ślad patogenu jest współczesny, czy też występują w nim uszkodzenia DNA wskazujące na jego starożytne pochodzenie, jednocześnie weryfikując pochodzenie genetyczne ludzi, aby uniknąć wyników fałszywie dodatnich.
Wczesne dowody na występowanie chorób
„Byliśmy w stanie potwierdzić wcześniejsze dowody na istnienie wielu patogenów, w szczególności wczesnych form Yersinia pestis (Y. pestis) lub dżumy we wczesnej epoce brązu”, zauważa badacz. Ponadto naukowcom udało się wykryć patogeny takie jak Salmonella enterica i prehistoryczne wirusy wywołujące między innymi wirusowe zapalenie wątroby typu B. Niespodziewanie duża liczba patogenów wykrytych na przestrzeni czasu sugeruje, że choroby zakaźne, takie jak Y. pestis, pojawiły się przeszło 3 000 lat przed najwcześniejszymi wybuchami epidemii odnotowanymi w źródłach pisanych, co stanowi alternatywne wyjaśnienie wymiany populacji na dużą skalę.
Więcej interakcji niż dotychczas sądzono
„Około 5 000 lat temu nastąpiła zmiana genetyczna w większości zachodniej Eurazji, której towarzyszyła ekspansja społeczeństw pasterskich ze wschodnich stepów. W tym czasie odnotowaliśmy również pierwsze pojawienie się wczesnej formy Y. pestis i wiele przypadków zakażonych osób pochowanych nie w masowych grobach, tylko w mogiłach indywidualnych". „Zamiast tylko jednego, znaleźliśmy wiele szczepów. Zglobalizowany świat epoki brązu cechował się intensywnymi kontaktami, mobilnością, wymianą i transferem wiedzy, co znajduje odzwierciedlenie w historii interakcji między ludźmi a patogenami”, dodaje Haak. „Ważne pytania, które wciąż pozostają bez odpowiedzi, dotyczą pochodzenia i sposobu przenoszenia patogenów. Nie wiemy, czy rozprzestrzeniły się one wraz ze wczesnymi pasterzami, czy też można je przypisać ogólnie nowemu stylowi życia pasterskiego, który polegał na bliższej interakcji ze zwierzętami, co skutkowało zarażaniem się chorobami, które przeskakują z jednego gatunku na drugi”.
Słowa kluczowe
PALEoRIDER, epoka brązu, epoka kamienia łupanego, genetyka, DNA, przechwytywanie DNA, pandemie, genomika, archeologiczny, choroby prehistoryczne, migracja ludzi, zęby, dżuma, Yersinia pestis, Salmonella enterica, WZW B
