古代动物骨骼揭示青铜时代瘟疫的线索 _动物

欧亚草原青铜时代遗址出土的考古羊骨。古代动物骨骼是了解人畜共患传染病起源的关键。版权所有：Björn Reichhardt
据《大众科学》（劳拉·贝萨斯）：在14世纪黑死病导致欧洲三分之一人口死亡的数千年前，一种神秘的史前瘟疫在欧亚大陆蔓延。这种仅从古代DNA样本中已知的史前病原体在大约5000年前猖獗，最终在大约2000年后从考古记录中消失。被称为新石器时代晚期青铜时代（LNBA）瘟疫谱系，科学家们长期以来一直对这种菌株的来源感到困惑。现在，我们已接近答案。
考古学家和人类学家首次在一种动物身上发现了这种古老的瘟疫：在今天的俄罗斯出土的一只4000年前的家养绵羊。瘟疫似乎已经感染了从野生动物来源传播的人类和绵羊，就像腺鼠疫一样。青铜时代，该地区绵羊放牧的增加使人类与动物的接触更加密切，并可能导致了这种疾病的传播。8月11日发表在《细胞》杂志上的一项研究详细介绍了这一发现，并揭示了绵羊在这种疾病蔓延中发挥了作用。
瘟疫起源
今天感染人类的大多数疾病都有人畜共患的起源。在某个时间点，它们在一个称为溢出事件的过程中从动物跳到了人类。例如，候鸟是蝙蝠传播的流感和埃博拉病毒的最初宿主。
这些病原体引起的许多传染病都是在过去1万年内出现的。这一时间与牲畜和宠物的驯化时间重叠。利用遗留的DNA研究源自古代动物的病原体，为科学家研究过去人类传染病的出现提供了一种方法，并可以为现代溢出事件提供信息。
鼠疫是历史上最致命的人畜共患疾病之一。它是由老鼠身上的跳蚤传播的，在历史上已经杀死了数百万人。然而，5000年前首次开始传播的较古老的LNBA谱系在基因上与14世纪更著名的黑死病不同。它在消失前感染了人类近3000年。
有趣的是，LNBA谱系缺乏跳蚤传播引起鼠疫的鼠疫耶尔森菌传播的关键遗传学，而这种传播在其他历史和现代鼠疫菌株中都有发现。由于它不会像腺鼠疫那样通过跳蚤传播，因此可能涉及另一种动物。但是哪种动物呢？
研究合著者、博士生伊恩·莱特·马卡在一份声明中说：“了解疾病如何传播和进化的第一步是找出它的藏身之处，但我们在古代DNA领域还没有做到这一点。” 。“我们有200多个来自古代人类的鼠疫菌基因组，但人类不是鼠疫的天然宿主。”
古牙和牲畜
为了弄清楚这种感染是如何在欧亚大陆持续和传播数千年的，一个国际研究小组研究了在一个名为Arkaim的考古遗址发现的青铜时代牲畜的骨骼和牙齿。该遗址位于今天的俄罗斯，曾被新塔什塔·彼得罗夫卡文化所占据，该文化以牛、羊和马的畜牧业创新而闻名。在现?。?他们发现了一只4000年前的绵羊，它感染了当时感染人类的同一LNBA谱系的鼠疫杆菌。
“Arkaim是Sintashta文化综合体的一部分，为我们提供了一个寻找瘟疫线索的好地方：他们是早期的牧民社会，没有吸引老鼠和跳蚤的粮食储存——之前的Sintashtas人被发现感染了鼠疫杆菌。他们的牲畜可能是一个缺失的环节吗？”该研究的合著者、阿肯色大学人类学家Taylor Hermes补充道。

从4000年前的羊牙中回收了鼠疫菌基因组。信用：©泰勒·赫尔墨斯。
回到实验室，研究小组将绵羊的古代鼠疫菌基因组与其他古代和现代基因组进行了比较。绵羊鼠疫杆菌基因组与大约在同一时间在附近感染人类的基因组非常接近。
“如果我们不知道它来自绵羊，每个人都会认为这只是另一种人类感染——几乎无法区分，”该研究的合著者、哈佛大学考古学家Christina Warinner说。
根据该团队的说法，这表明人类和绵羊都感染了相同的鼠疫菌群。但绵羊是否以某种方式感染了人类，反之亦然？考古和比较方法可以为这个难题提供一些答案。在世界上鼠疫仍然流行的地区，如果绵羊直接接触到包括啮齿动物在内的受感染动物的尸体，它们可能会被感染。老鼠是病原体的天然宿主，如果感染的绵羊没有得到适当的屠宰或烹饪，人类可能会爆发局部瘟疫。这种情况可能在史前时期传播了LNBA瘟疫，将人类和绵羊感染联系起来。
“Sintashta Petrovka文化以在创新的马匹技术的帮助下在广阔的牧场上广泛放牧而闻名，这为他们的牲畜提供了大量接触感染鼠疫杆菌的野生动物的机会，”Warinner补充道。“从那时起，这只是又一次短暂的人类跳跃。”
传播速度
尽管有新的发现，但一些主要问题仍未得到解答。目前尚不清楚病原体是如何在相对较短的时间内传播数百英里的，因为当时患病的人类或陆生动物无法穿越这段距离。目前也不清楚驯养的绵羊从哪种野生动物身上感染了这种细菌。
Max Plank进化人类学研究所的研究合著者兼基因组学家Felix M.Key补充道：“我们可以证明，古代谱系是在高压下进化的，这与今天仍然发现的鼠疫菌形成鲜明对比。” 。“此外，古代绵羊和人类感染很可能是未知水库的孤立溢出物，该水库仍然在逃。下一步将是找到该水库。”
然而，在古代动物遗骸中寻找病原体才刚刚开始。过去和现在的考古挖掘都可以产生数以万计的动物骨骼。考古学家可能会挖掘过去挖掘的骨头，看看里面潜伏着什么古代病原体。
“我认为人们会越来越有兴趣分析这些藏品，”Key说。“它们为我们提供了任何人类样本都无法提供的见解。”