青铜时代骨骼是最早的鼠疫受害者

致命疾病被怀疑驱动了横跨欧洲和亚洲的大规模迁徙

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黑死病在1347年横扫欧洲,造成约5000万人死亡,臭名昭著。然而,来自青铜时代人类骨骼的DNA现在显示,鼠疫至少早在公元前3000年就已经出现。分析显示,早期的爆发可能没有那么猛烈地传播,但它可能仍然驱动了横跨欧洲和亚洲的大规模迁徙。

细菌鼠疫耶尔森菌被怀疑是导致黑死病和其他古代鼠疫的原因。对这种疾病的快速传播和脓液填充生长等症状的历史描述与现代由该细菌引起的腺鼠疫爆发相符,并且在古代鼠疫受害者的遗骸中发现了鼠疫耶尔森菌DNA。

最早的这些感染来自德国的一处墓葬,与六世纪的查士丁尼鼠疫有关。然而,一些历史学家怀疑,鼠疫耶尔森菌也是更早的爆发的罪魁祸首,例如在公元前五世纪伯罗奔尼撒战争高峰期袭击城邦的雅典鼠疫。


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青铜时代——大约在公元前3000年至公元前1000年之间——是一个动荡的时期,新的文化习俗以及武器和运输技术在欧亚大陆迅速传播。今年早些时候,两项古代基因组研究记录了大量人口从现在俄罗斯和乌克兰的草原迁徙;他们向西分散到欧洲,向东分散到中亚。

“但我们不知道这些相当突然的迁徙的原因是什么,”哥本哈根丹麦自然历史博物馆的进化遗传学家莫滕·阿伦托夫特说,他是对来自101具青铜时代骨骼的DNA进行测序的团队的成员。

为了怀疑是否发生了类似鼠疫的感染,同一个团队分析了来自青铜时代骨骼的890亿个原始DNA片段,以寻找鼠疫耶尔森菌序列。在101名个体中,有7人的牙齿测试呈阳性,其中2人含有足够的鼠疫DNA来生成完整的基因组序列。最古老的青铜时代鼠疫菌株来自一位生活在近5000年前的俄罗斯东南部的个体,将鼠疫的起源提前了约3000年。该研究结果今天发表在《细胞》杂志上。

图片来源:Nature

没有跳蚤的鼠疫
青铜时代的鼠疫菌株与导致黑死病和现代爆发的细菌非常相似。它们共享几乎所有将鼠疫耶尔森菌与一种相关的但致命性低得多的感染肠道的细菌区分开来的“毒力基因”。

但分析显示,在青铜时代早期,鼠疫的传播性可能较弱。六种最古老的青铜时代菌株缺乏一种名为ymt的基因,该基因有助于鼠疫耶尔森菌在跳蚤的肠道中定殖,跳蚤是一种重要的中间媒介。在腺鼠疫爆发中,受感染的跳蚤(通常在啮齿动物身上传播)将细菌传播给附近的人类。没有跳蚤作为中间媒介,鼠疫耶尔森菌通过血液(被称为败血性鼠疫)或唾液飞沫(肺鼠疫)传播的效率要低得多。来自亚美尼亚的早期铁器时代骨骼的年代可追溯到公元前1000年左右,该骨骼感染了含有ymt以及另一种与跳蚤辅助传播相关的突变的鼠疫耶尔森菌

伊利诺伊州芝加哥市西北大学范伯格医学院的微生物学家温德姆·拉特姆说,在没有ymt的情况下,青铜时代的鼠疫受害者很可能感染的是肺鼠疫,而不是腺鼠疫。所有青铜时代的菌株还都含有另一种毒力基因pla,拉特姆的团队已经证明该基因在感染肺部方面很重要。

没有跳蚤,鼠疫的传播性可能较低,但其致命性不会降低。超过90%的未经治疗的肺鼠疫病例是致命的。

德国耶拿马克斯·普朗克人类历史科学研究所的进化遗传学家约翰内斯·克劳泽说,这种爆发可能有助于青铜时代被称为亚姆纳的东欧草原牧民的传播。亚姆纳人在公元前3000年至公元前2500年间迅速取代了西欧的当地农业人口。“当地农民如何被来自草原的人取代?一场大流行病是一个很好的可能性,”克劳泽说。

本文经许可转载,并于2015年10月22日首次发表

Ewen Callaway is a senior reporter at Nature.

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