本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点。
我之前写过关于冰河时代的古老疾病，但这次我要追溯到更久远的时间，研究最早类人猿祖先身上存在的疾病。尽管许多人类感染是在人类定居和动物驯养之后才发展起来的，但早期人类祖先仍然会与细菌和其他有害疾病作斗争。其中一些疾病至今仍然存在。
那么，如何开始探索细菌的年代，并尝试发现它们何时发展成为感染人类的物种呢？一种寻找菌株年龄和相关性的方法是查看细菌DNA，并检查导致菌株之间非常小的差异的突变率（单核苷酸多态性 - 如下图所示）。还可以鉴定细菌内的“假基因”——病毒DNA或细菌基因的小片段，这些片段由于细菌生活方式的改变而变得冗余（例如，一旦细菌完全变成细胞内细菌，细胞外生活方式的基因就开始衰变和突变）。这些可以使用“分子钟”进行测年——分子钟假定背景突变率稳定，并可以提供基因年龄的近似值。
由麻风分枝杆菌引起的麻风病最近进行了这种分析，并对其起源和传播提出了一些有趣的问题。虽然最早的麻风病记录出现在公元前600年左右的印度，但分子证据表明它要古老得多，可能起源于旧石器时代的非洲。麻风病菌株之间缺乏遗传变异也表明过去存在遗传瓶颈。这很可能是由细菌的低感染率引起的。尽管麻风病带有巨大的社会污名，但它并不具有高度传染性，并且很容易在早期人类社会中几乎完全消失。
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另一种经过基因分析的细菌是百日咳杆菌，它是引起百日咳的细菌。最初认为它通过家养动物中发现的类似物种传播给人类，但分子证据再次表明，它在动物首次被驯养之前就已经存在了。相反，它可能从支气管败血性博德特氏菌进化而来，后者在大约250万年前就已存在，并且倾向于感染人科动物。这构成了一个相当简洁的小故事，讲述了一种细菌如何适应不断变化的人科动物，随着它们变成人类，并专门进化以适应人类的生态位（下图由Nathan Reading拍摄）。
尽管这项研究产生了一些令人兴奋的结果，但它不应被视为关于细菌起源的最终定论，因为它有时会得出一些值得怀疑的结果。尝试将SNP分析结果与假基因的分子钟测年相结合，会产生一些有趣的悖论，例如麻风分枝杆菌中的假基因产生于900多万年前 [编辑 最初错误地写成了“十亿”]，而现代人类仅存在了大约25万年！然而，显而易见的是，并非所有疾病都可以归咎于城市和动物驯养，而且当智人仍然是一个令人兴奋的新物种时，一些细菌就已经在感染人类了。更深入的基因组测序分析和进一步的假基因测年工作可以让我们对人类疾病从最早祖先时期开始的发展有一个迷人的了解。
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参考文献 1：Trueba G, & Dunthorn M (2012)。许多被忽视的热带疾病可能起源于旧石器时代或更早：来自遗传学的新见解。《公共科学图书馆·被忽视的热带病》，6 (3) PMID：22479653
参考文献 2：Monot, M., Honoré, N., Garnier, T., Zidane, N., Sherafi, D., Paniz-Mondolfi, A., Matsuoka, M., Taylor, G., Donoghue, H., Bouwman, A., Mays, S., Watson, C., Lockwood, D., Khamispour, A., Dowlati, Y., Jianping, S., Rea, T., Vera-Cabrera, L., Stefani, M., Banu, S., Macdonald, M., Sapkota, B., Spencer, J., Thomas, J., Harshman, K., Singh, P., Busso, P., Gattiker, A., Rougemont, J., Brennan, P., & Cole, S. (2009)。《麻风分枝杆菌的比较基因组和系统地理分析》《自然遗传学》，41 (12), 1282-1289 DOI: 10.1038/ng.477
参考文献 3：Diavatopoulos DA, Cummings CA, Schouls LM, Brinig MM, Relman DA, & Mooi FR (2005)。《百日咳杆菌，百日咳的病原体，从支气管败血性博德特氏菌的一个独特的人类相关谱系进化而来》。《公共科学图书馆·病原体》，1 (4) PMID：16389302