从秘鲁人类遗骸中采集的古代细菌基因组序列表明,海豹首先将结核病(TB)传播给了美洲的人类。
在北美和南美发现的现代结核病菌株与欧洲的菌株密切相关,这表明西班牙人在十六世纪殖民南美时将该疾病引入了新大陆。
然而,从1950年代开始,古人类学研究在南美的前哥伦布时期骨骼中发现了与结核病相关的病变证据。这表明在欧洲人接触之前,属于结核分枝杆菌复合体(负责该疾病的相关细菌物种群)的成员就已经存在于该大陆上。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关当今世界发现和塑造我们世界的有影响力的故事的未来。
在今天发表在《自然》杂志上的一项研究中,德国蒂宾根大学的古遗传学家约翰内斯·克劳泽(Johannes Krause)领导的一个团队为这一理论提供了DNA证据。研究人员展示了从秘鲁发现的人类骨骼中提取的三个1000年历史的结核分枝杆菌基因组。
克劳泽解释说:“我们想重建那些古代的结核分枝杆菌基因组,以获得一种分子化石。” “病原体不会留下化石,但它们会在疾病受害者的骨骼、牙齿和骨骼中留下DNA。”在对三个基因组进行测序后,研究人员着手了解这些古代结核病菌株与现代菌株之间的关系。
校准时钟
近年来的普遍观点是,结核病大约在7万年前出现,现代人类在离开非洲之前首次感染了它。这些日期是通过测量所有已知的结核细菌菌株彼此之间的差异程度,然后使用遗传差异积累的速度(一种“分子钟”)来计算所有这些多样性演化所需的时间得出的。
克劳泽和他的同事进行了他们自己的分子钟计算,该计算基于现代菌株与1000年前的秘鲁菌株之间的差异来计算结核病进化的速度。他们的结果表明,所有结核分枝杆菌菌株的最近共同祖先(MRCA)在不到6000年前进化而来。
英国曼彻斯特大学的生物分子考古学家特里·布朗(Terry Brown)说:“这是一篇具有里程碑意义的论文,它挑战了我们以前关于结核病起源的观点,不仅在美洲,而且在旧世界也是如此。” 他说,这个日期非常近,以至于“表明先前对MRCA的估计是极其不正确的”。但是,他补充说,还需要更多来自不同时期的分枝杆菌基因组序列来证实这一结果。
神秘旅程
如果这些发现是正确的,并且结核分枝杆菌的年龄不到6000年,那么它们就会提出另一个难题。克劳泽指出,这种微生物一定是在欧洲人到达之前到达美洲的,但在大约11000年前北美和亚洲之间的陆桥消失之后。“如果不再有陆桥,它如何从亚洲到达美国?”
为了寻找答案,研究人员决定研究感染动物的40种不同结核病菌株的遗传学。他们发现来自秘鲁的古代菌株与人类适应形式不同,但与称为海豹分枝杆菌的形式非常相似,后者适应海豹和海狮。
海豹分枝杆菌已从海豹传播到动物园的人类。布朗指出,过去,考古学家曾推测这可能是南美洲沿海地区结核病感染的来源,在这些地区,海豹曾被猎杀。
哥本哈根大学的进化生物学家汤姆·吉尔伯特(Tom Gilbert)说,海豹传播的观点肯定很有吸引力,但他对该论文的结论持谨慎态度。“更有可能的是——海洋哺乳动物在南美洲导致了人类的结核病,还是我们仅仅没有在该大陆上采样足够的陆地宿主来发现真正的祖先?”
克劳泽同意,由于这种古代菌株今天在人类中不存在,我们无法确定它是否适应了新的宿主,这意味着它可以从人传播到人。“为了证实这个假设,我们必须在北美和南美内陆人群中发现结核病。”
本文经许可转载,并于2014年8月20日首次发表。