Як скотарство і землеробство давньої людини призвело до нових хвороб

Вчені з Інституту еволюційної антропології товариства Макса Планка (Німеччина) представили першу давню ДНК, яка пов'язує поширення сільськогосподарської культури у Стародавній Євразії з появою адаптованих до людини патогенних мікроорганізмів.

Дослідники вивчили людські останки, знайдені у Західній Євразії, і реконструювали вісім древніх геномів бактерії Salmonella enterica. Результати показують, що ці бактерії, ймовірно, були серйозною проблемою для здоров'я людини в минулому, і дають уявлення про те, як цей бактеріальний патоген еволюціонував протягом 6500 років.

У пошуках давніх збудників

Більшість патогенних мікроорганізмів довго не впливають на скелет. Щоб виявити давні захворювання і відновити їх історію, дослідники звернулися до генетичних методів. За допомогою нещодавно розробленого бактеріального скринінгу HOPS вчені змогли виявити давні патогени.

«Завдяки нашим нещодавно розробленим методам ми змогли просканувати тисячі археологічних зразків на наявність слідів ДНК сальмонели», – зазначив Александр Хербіг, один з авторів дослідження. Вчені провели скринінг 2739 давніх людських останків і реконструювали вісім геномів сальмонел до 6500 років.

Це підкреслює трудомісткість дослідження давніх патогенів, оскільки сотні зразків людських останків необхідні для відновлення всього лише одного мікробного геному. Геноми в поточному дослідженні були відновлені зі зразків  зубів померлих. Наявність S. enterica в зубах давніх людей передбачає, що вони померли від системного захворювання в момент смерті.

Люди, чиї останки були досліджені, ймовірно, прямували з Росії до Швейцарії, і представляли собою різні культурні групи – від пізніх мисливців-збирачів до кочових скотарів і ранніх землеробів.

«Такий широкий спектр в часі, географії і культурі дозволив нам вперше застосувати молекулярну генетику, щоб зв'язати еволюцію патогена з розвитком нового способу життя людини», – пояснив А. Хербіг.

«Неолітизація» надала можливість патогенам еволюціонувати

З появою одомашнених тварин, збільшенням контакту з екскрементами і людини, і тварин, а також різкою зміною способу життя, вже давно висувається гіпотеза про те, що «неолітизація» – перехід до осілого способу життя через сільське господарство – забезпечує вплив патогенів, постійний і такий, що повторюється, і, як наслідок, появу нових хвороб.

Тепер у вчених з'явилися молекулярні дані, щоб зрозуміти виникнення і поширення патогенів тисячі років тому.

Вони визначили, що всі вісім геномів сальмонели, отриманих з останків, є прабатьками штаму, який специфічно заражає людей, але рідко зустрічається сьогодні, – Paratyphi C.

Однак ці давні сальмонели, ймовірно, ще не були адаптовані до людей та інфікували і людину, і тварин. Це свідчить про те, що культурні звичаї, пов'язані з неолітизацією, сприяли виникненню штамів-попередників і появі хвороб людини.

Раніше передбачалося, що цей штам сальмонел поширився від одомашнених свиней до людей близько 4000 років тому, але виявлення штамів-попередників у людей більше 5000 років тому передбачає, що вони могли поширюватися від людей до свиней. Автори наводять також доводи того, що сальмонели людини і свині могли розвиватися незалежно від неспецифічних попередників при тісному контакті людини з твариною.

«За допомогою давньої ДНК можливо досліджувати патогенні мікроорганізми в минулому і знаходити хвороби, які більшість людей сьогодні не вважають серйозною проблемою для здоров'я», – зазначив Йоханнес Краузе, співавтор дослідження.

Це дослідження допомагає вченим отримати уявлення про зміну хвороб з плином часу і в різних культурах.