В черепе умершего 5000 лет назад человека нашли древнейший образец чумной палочки

Коллектив ученых из Института клинической молекулярной биологии Кильского университета (Германия) и Института истории при Латвийском университете сообщили об обнаружении первого древнего штамма чумной палочки Yersinia pestis в образцах охотника-собирателя, жившего на территории современной Латвии около пяти тысяч лет назад. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Reports.

Место, где проводили раскопки, называется Рилюкалнс и находится рядом с рекой Салаца (в древности — Астиджерва), впадающей в Балтийское море. В пласте из чередующихся слоев раковин пресноводных мидий и рыбьих костей, которые сформировались в результате деятельности человека за короткий период в начале VI века до нашей эры, еще в 1875 году археолог-любитель Карл Георг граф Сиверс обнаружил две одиночные могилы. Там покоились хорошо сохранившиеся останки девушки 12-18 лет и молодого мужчины 20-30 лет.

Точно установить датировку не удалось, поэтому тела так и остались малоизученными. Затем черепа на десятки лет исчезли после Второй мировой войны, однако в 2011 году их вновь обнаружили в антропологической коллекции друга Сиверса — всемирно известного немецкого врача Рудольфа Вирхова (1821-1902). Одновременно с этим, во время возобновившихся полевых работ на стоянке Рилюкалнс, открыли еще два захоронения — пожилого мужчины и новорожденного. Археологическая стратиграфия указала на их доисторическое происхождение.

В итоге радиоуглеродное датирование показало, что всем четырем образцам из Рилюкалнса около 5300-5050 лет. Умершие принадлежали к группе охотников-рыболовов-собирателей и жили в поселениях на берегу реки Салаца.

Поскольку ученым не так много известно о геноме охотников-собирателей или о том, какими инфекционными заболеваниями они страдали, зубы и кости четырех древних жителей северо-востока Европы подвергли ДНК-анализу, который включал в том числе скрининг на патогены. К своему удивлению авторы исследования обнаружили у молодого мужчины Yersinia pestis — инфекционный агент, чумную палочку, ответственную как минимум за три эпидемии в истории человечества.  

Затем исследователи реконструировали геном Y. Pestis и сравнили его с 41 древним и современным штаммом чумной палочки. Как выяснилось, молодой мужчина заразился штаммом, который принадлежал линии, впервые появившейся более семи тысяч лет назад. Следовательно, перед учеными оказался самый старый из известных образцов этого патогена. Он имел собственную кладу на филогенетическом древе и, предположительно, развился всего через несколько сотен лет после отделения от предшественницы — грамотрицательной бактерии Yersinia pseudotuberculosi. Она вызывает дальневосточную скарлатину у людей, заражение иногда происходит зоонозным путем — чаще всего через пищевые продукты.

В отличие от средневекового аналога, древний геном чумной палочки не содержал гена, позволяющего ему передаваться к человеку от блох. Вероятно, человек заразился после укуса грызуна, переносящего бактерию, и в итоге умер.

«Современный образец Y. pestis может передаваться от животных (например, грызунов) человеку. Не исключено, что охотники-собиратели, часто употреблявшие грызунов в пищу, заразились Y. pestis или его предшественником Y. pseudotuberculosis. Например, на стоянке Рилюкалнс самым распространенным видом среди археолозоологических находок был бобр (Castor fiber). А бобры — частый переносчик Y. pseudotuberculosis, который непосредственно предшествует нашему штамму Y. pestis. Несмотря на интересное наблюдение, мы не заем, какую роль охотники-собиратели сыграли в появлении зоонозов, ранней эволюции или распространении чумной палочки», — рассказали авторы работы.

Хотя охотник-собиратель из Рилюкалнса был заражен Y. pestis, ученые не знают, действительно ли он был поражен чумой, а если да, то в какой степени и форме. Результаты анализа генома предполагают, что патоген мог распространяться в его легкие (легочная чума) и заражать других людей воздушно-капельным путем. Но сегодня легочная форма чумы встречается не так часто, а в прошлом, скорее всего, была вовсе редкостью.

Есть вероятность, что доисторические штаммы с высокой бактериальной нагрузкой имели более низкую вирулентность. Но из этого не следует, что они были безвредными. Учитывая присутствие бактерий в крови инфицированного, они все еще оставались смертельными для человека. В любом случае экспериментальных данных о патогенности старых штаммов Y. pestis пока нет, так что оценивать их способность вызывать эпидемии сложно. Нельзя исключать, что ранние формы инфекции приводили только к локальным вспышкам, к тому же человека из Рилюкалнса захоронили с осторожностью — как и трех других, у которых не выявили никаких признаков чумной палочки.

Быть может, умерший болел септической формой чумы — опасной для жизни инфекционной болезнью крови. «Большое количество бактерий в кровотоке обычно указывает на разновидность сепсиса. Если нет антибиотиков, это, скорее всего, приведет к смерти. Возможно, по мере развития городов эта бактерия стала более вирулентной и приобрела мутации, необходимые для передачи от блох, чтобы потом распространяться и удерживаться в человеческой популяции. Скорее всего, Y. pestis потребовался длительный период адаптации, прежде чем он достиг той точки, в которой стал чрезвычайно заразным», — подытожили ученые.