Цивилизации Восточного Средиземноморья были заражены бактериями чумы и брюшного тифа

Metro спросило немецкого археогенетика о том, как они исследовали ДНК бактерий, которым больше 6 тысячи лет
Так выглядят вирусные частицы бактерии Salmonella enterica под микроскопом.
Peddalanka Ramesh Babu/Shutterstock

Немецкие учёные из Института эволюционной антропологии Макса Планка на днях рассказали о своём открытии. На острове Крит, в пещере Агиос Хараламбос, где постоянно держится низкая температура, они обнаружили древние погребения конца III тысячелетия до нашей эры. Некоторые из умерших болели чумой и брюшным тифом. 

Учёные проанализировали 32 образца ДНК из пульпы зубов людей, которые были захоронены между 2290 и 1909 годами до нашей эры. И нашли присутствие бактерий Yersinia pestis, которая вызывает чуму, и Salmonella enterica, которая вызывает сальмонеллёз (разновидность Salmonella enterica сероптипа typhi – брюшной тиф). 

Metro спросило Гуннера Неймана, руководителя исследования, археогенетика из Института эволюционной антропологии Макса Планка о том, как происходило исследование бактерий и правда ли эти бактерии могли привести к эпидемиям столь сильным, что погубили целые цивилизации. 

Как вам удалось понять, что бактерии Yersinia pestis и Salmonella enterica, найденные в пещере, являются предками нынешних бактерий?

– Мы извлекли ДНК бактерий Yersinia pestis и Salmonella enterica из человеческих останков на Крите и реконструировали их геномы (совокупность наследственного материала, заключённого в клетке организма – Прим. ред.). Затем сопоставили геномы с современными и другими древними штаммами этих бактерий и проанализировали мутации. Мы поняли, что в бронзовом веке существовала особая ветвь Yersinia pestis и Salmonella enterica, которая развивалась независимо и вымерла. И находка на Крите как раз и относится к вымершей разновидности, это своего рода генетическое ответвление нынешних бактерий чумы и брюшного тифа. 

В исследовании вы пишете, что собрали материал из пульпы зубов. Как сохранились пульпы за столько веков?

– Зубы и кости часто являются единственными сохранившимися останками в течение столь долгого времени. Внутри зуба мягкие части, конечно, разрушились, но осталась "минеральная" часть: эмаль и дентин. Мы облучили зубы с помощью ультрафиолета в течение 15–30 минут с двух сторон, потом электропилой разделили коронки от корней, с помощью стоматологической бормашинки высверлили 30–50 мг порошка из пульпы и корневых каналов и приготовили образцы, которые определённым образом обработали. И восстановили повреждённые молекулы древней ДНК. 

Как сохраняются бактерии на протяжении стольких тысячелетий?

– Сами бактерии не сохранились. Мы нашли только их следы в останках, то есть молекулы, такие как ДНК или, например, белки. Кроме того, даже ДНК не полностью сохранились. Они были сильно фрагментированы, что усложнило анализ, но мы смогли их аутентифицировать, чтобы увидеть, что это древняя ДНК, а не какое-то современное загрязнение.

Означает ли, что тогда уже существовали чума и брюшной тиф?

– Да, эти патогены уже существовали тысячи лет назад не только в бронзовом веке, но и ранее – в эпоху неолита. Однако генетически они выглядели несколько иначе. Например, сегодня чума передаётся в основном через блох, но у древних штаммов отсутствует какая-либо генетическая информация, что переносчиками могли быть блохи. Вероятно, заражение происходило другим путём, например, при употреблении заражённого мяса или воздушно-капельным путём, как, например, грипп. Скорее всего, это была лёгочная чума. Позже, когда чумная палочка адаптировалась к переносу блохами и вшами, появилась бубонная форма, с которой связаны все смертоносные эпидемии. Сальмонелла в прошлом тоже выглядела иначе. Хотя они и связаны с современными штаммами, мы не знаем, как они передавались в прошлом и как именно выглядело заболевание. 

Получается, то, что мы знаем сегодня – результат мутацией этих типов бактерий?

– Да, бактерии развивались тысячи лет. И они продолжают мутировать. 

Как вы думаете, каким образом люди заражались чумой и брюшным тифом четыре тысячи лет назад до нашей эры? Через домашних животных или через воду?

– Это трудный вопрос. Поскольку у нас нет прямых потомков старых версий этих патогенов, с которыми можно было бы сравнить, мы можем только строить догадки. Мы выяснили, к примеру, что у раннего штамма Yersinia pestis нет нескольких ключевых генов, отвечающих за скорость передачи. Исходя из этого, чума, которой болели древние люди, была не такой тяжёлой и заразной, как в Средневековье. Я бы предположил, что люди заразились от животных. Как именно, неясно. При Salmonella enterica, скорее всего, через пищу – продукты животного происхождения, но и загрязнённая вода тоже могла быть источником заражения. Да и чумой тогда они от животных, скорее всего, заражались. Мы не знаем досконально, какие тогда жили животные. Сегодня чума поражает в основном грызунов. Может быть, в прошлом чума заражала и других животных? Было бы интересно изучить останки животных из прошлого, чтобы увидеть, какие из них пострадали от чумы. 

Эти бактерии могли вызывать эпидемии и стать причиной гибели древних цивилизаций?

– Не уверен, что заболевания, вызванные древними штаммами, были столь смертоносными, как, например, в XIX веке. Вероятно, гибели цивилизации способствовал комплекс факторов: засуха, связанная с изменением климата, неурожаи, нехватка питьевой воды и ослабление иммунитета, что и привело к распространению инфекций. Мы предполагаем, что заражение чумой и тифом также спровоцировало переселение людей и развитие связей между странами и стало одной из причин резкого сокращения населения конца IV – начала III тысячелетия до нашей эры.