科学家在四千年前羊身上发现黑死病证据

科学家在四千年前羊身上发现黑死病证据(图1)

读完这个故事,你将了解到以下内容:

在鼠疫耶尔森菌(即中世纪黑死病病原体)肆虐欧洲之前数千年,这种疾病早在青铜时代就已出现,但当时它尚不具备感染跳蚤的能力,而跳蚤正是其传播的主要媒介。

如今,一项新研究发现,在西伯利亚乌拉尔山脉南部一座距今四千年前的绵羊体内,其DNA中存在鼠疫的痕迹。

虽然这为该疾病在青铜时代如何传播增添了一个新因素,但科学家们至今尚未发现一种“天然宿主”——即能够携带这种细菌却自身不会患病的物种。

如果说最近的新冠疫情教会我们什么,那就是瘟疫是人类不可避免的一部分。历史的长河中,不乏各种疾病肆虐、导致整个族群毁灭的惨痛故事。但很少有哪一种疾病能与鼠疫病菌耶尔森氏菌(Yersinia pestis)相比,这种细菌正是黑死病的元凶,它在14世纪中叶杀死了欧洲三分之一的人口,主要原因在于这种病菌可通过跳蚤传播。

然而,很少有人知道,这场瘟疫实际上是一种延续,因为鼠疫病原菌Y. pestis在青铜时代就已感染欧洲人,持续时间超过两千年。科学家们从青铜时代人类的DNA中证实了这一点,但他们还发现了一个关于古代菌株的有趣事实。

2015年发表于《细胞》的一项研究中,研究人员发现,导致黑死病的微生物前体缺失一个基因,该基因使细菌能够感染鼠蚤——具体来说,它们缺少鼠疫耶尔森菌毒素,这种毒素能抵御鼠蚤肠道内的毒素。因此当时科学家推断,青铜时代瘟疫的传播很可能通过空气飞沫、被污染的食物或体液交换实现。

如今,发表在《细胞》杂志上的一项新研究进一步复杂化了这一图景。该研究报告了在4000年前家羊遗骸的DNA中检测到鼠疫病原菌Y. pestis,这些遗骸最初是在乌拉山脉南部的阿卡伊姆遗址出土的,该遗址是位于现今俄罗斯与哈萨克斯坦边境一带的青铜时代聚落。

该地区早在4000年前就由辛塔什塔文化占据,这一文化以制作精良的青铜武器而闻名。辛塔什塔人不仅成功管理着大量牲畜,同时还掌握了骑马技术,并向大陆各地扩张,由于动物接触频繁,导致疾病在人群中迅速传播,几乎形成了一场大规模的疫情。

该研究中检测的样本包含极小的DNA片段,其中一些片段仅有50个碱基对(而人类基因组全长为30亿个碱基对,以作对比)。尽管样本在保存过程中面临诸多挑战,且需要仔细排除土壤中可能的污染源,但亚拉巴马大学考古学家泰勒·赫尔墨斯及其团队仍发现了关于人类古老宿敌的惊人遗传证据。

“这对我的团队来说是警报,因为这是我们首次从非人类样本中恢复出鼠疫杆菌的基因组,”赫尔墨斯在一份新闻声明中表示。

这种新发现的传播途径有助于解释为何同一株青铜时代的鼠疫杆菌会在数千公里之外的不同人群中被发现,但仍未完全解答这一问题。例如,在中世纪时期,鼠疫需要一种“天然宿主”来携带病菌而不致患病。随后,它找到了答案——老鼠,就像埃博拉病毒在撒哈拉以南非洲地区寻找其所需的“天然宿主”一样,该宿主是果蝠。

“这不仅仅是人们流动造成的,”赫尔墨斯在一份新闻声明中表示,“我们的瘟疫绵羊为我们带来了突破性进展。我们现在认为,这是一种人、家畜以及某种尚未明确的‘自然宿主’之间的动态关系,这种宿主可能存在于欧亚大草原的鼠类,或是迁徙鸟类之中。”

在现代医学的时代,人类终于在许多世界上最致命的疾病上取得了优势。但如果我们从历史中得到任何启示,这些致死性的微生物或许可以被遏制,却永远不会彻底消失。