Około 5 tysięcy lat temu tajemnicza postać dżumy rozprzestrzeniła się w Eurazji, by 2 tysiące lat później zniknąć. Znana jedynie z badań starożytnego DNA, zagadkowa linia tzw. „dżumy LNBA” (ang. Late Neolithic Bronze Age) od lat intryguje naukowców swoim prawdopodobnym odzwierzęcym pochodzeniem i sposobem transmisji. W nowym badaniu opublikowanym w czasopiśmie Cell po raz pierwszy zidentyfikowano tę dawną formę dżumy u zwierzęcia – w liczącej 4 tysiące lat kości owcy domowej odkrytej na stanowisku pasterskim Arkaim na zachodnim stepie eurazjatyckim. Różne linie dowodów wskazują, że infekcje zarówno u ludzi, jak i owiec były efektem przeniesienia patogenu z nieznanego dotąd dzikiego rezerwuaru. Powszechna hodowla owiec w epoce brązu mogła zbliżać społeczności pasterzy stepowych do tego źródła patogenu. Badanie to ukazuje powiązania między zwierzętami udomowionymi a rozprzestrzenianiem się jednego z najbardziej znanych na świecie bakterii chorobotwórczych, rzucając światło na to, jak patogen mógł skutecznie infekować ludzi na przestrzeni tysięcy kilometrów i lat.
Odzwierzęce źródła prehistorycznej dżumy
Większość znanych dziś patogenów ludzkich ma pochodzenie odzwierzęce, co oznacza, że pierwotnie przeszły one ze zwierząt na ludzi w procesie tzw. spillover. Coraz więcej dowodów wskazuje, że wiele chorób zakaźnych wywoływanych przez te patogeny pojawiło się w ciągu ostatnich 10 tys. lat – w okresie pokrywającym się z udomowieniem zwierząt gospodarskich i towarzyszących. Bliski kontakt z nimi mógł być źródłem tych chorób u ludzi. Badania patogenów w szczątkach zwierząt z wykorzystaniem metod starożytnego DNA to unikalna szansa na analizę początków chorób zakaźnych człowieka, jednak obszar ten pozostaje w dużej mierze niezgłębiony.
Dżuma należy do najgroźniejszych znanych chorób odzwierzęcych. Rozprzestrzeniana przez pchły żyjące na szczurach, zabiła miliony ludzi w historii – szczególnie podczas „czarnej śmierci” w XIV wieku, kiedy zmarła ponad jedna trzecia ludności Europy. Jednak przed tymi wielkimi pandemią istniała odmienna genetycznie, prehistoryczna postać dżumy, która pojawiła się około 5 tys. lat temu i utrzymywała się przez blisko 3 tys. lat, po czym zniknęła, prawdopodobnie wymierając. Linia ta – znana dziś jako LNBA – nie posiadała kluczowego zestawu genów umożliwiających transmisję przez pchły, co czyni sposób jej rozprzestrzeniania się zagadką. Musiały być w nią zaangażowane inne zwierzęta – pytanie tylko jakie?
Szczątki owcy z Arkaim – pierwsze wykrycie prehistorycznego genomu Y. pestis u zwierzęcia gospodarskiego
Aby spróbować rozwiązać tę zagadkę, międzynarodowy zespół badaczy z Max Planck Institute of Infection Biology, Harvard University, University of Arkansas, Max Planck Institute of Evolutionary Anthropology i Seoul National University zbadał kości i zęby zwierząt hodowlanych z epoki brązu pochodzących z Arkaim – stanowiska kultury Sintashta-Pietrowka, znanej z innowacji w hodowli bydła, owiec i koni. Zidentyfikowano tam owcę sprzed 4 tys. lat zakażoną tym samym szczepem Y. pestis LNBA, który w tym czasie infekował ludzi.
Arkaim, jako część kompleksu kultury Sintashta, był idealnym miejscem do poszukiwań wskazówek – społeczności te nie przechowywały zboża w sposób sprzyjający obecności szczurów i ich pcheł, a wcześniej u osób z tego kręgu kulturowego stwierdzano infekcje Y. pestis.
Owce jako potencjalne ogniwo w łańcuchu transmisji Y. pestis
Porównanie genomu Y. pestis z owcy z innymi genomami starożytnymi i współczesnymi wykazało niemal identyczne podobieństwo do szczepu, który w tym samym czasie zakażał człowieka w pobliskim miejscu. Sugeruje to, że zarówno ludzie, jak i zwierzęta hodowlane były zakażane tą samą populacją bakterii. Z danych z regionów, gdzie dżuma jest endemiczna, wiadomo, że owce mogą zarazić się poprzez kontakt z padliną zakażonych gryzoni – naturalnego rezerwuaru patogenu – a następnie przenosić zakażenie na ludzi w przypadku niewłaściwego przygotowania mięsa.
Rozległe wypasy i kontakt ze zwierzętami dzikimi na stepach w epoce brązu stwarzały liczne okazje do takich zdarzeń.
Nieznany rezerwuar i presja selekcyjna na starożytny szczep
Analiza genomu Y. pestis z owcy i dostępnych genomów ludzkich pozwoliła lepiej odtworzyć ewolucję tej starożytnej, prawdopodobnie wymarłej linii. W przeciwieństwie do znanych dziś linii, które różnią się geograficznie, starożytna linia LNBA była niemal jednolita genetycznie na przestrzeni tysięcy kilometrów. Badacze znaleźli ślady powtarzających się, równoległych mutacji w pewnej grupie genów, ale tylko w przypadkach infekcji bez bezpośrednich potomków – co może wskazywać na dawny charakter spillover.
Zespół podkreśla, że znalezienie naturalnego rezerwuaru pozostaje kluczowym, wciąż nierozwiązanym zadaniem. Co więcej, obecność niemal identycznych genomów LNBA w miejscach oddalonych o tysiące kilometrów sugeruje, że to nie ludzie ani ich zwierzęta gospodarskie byli głównymi wektorami dalekodystansowego rozprzestrzeniania się patogenu.
Źródło: Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology, Cell, Bronze Age Yersinia pestis genome from sheep sheds light on hosts and evolution of a prehistoric plague lineage
DOI: 10.1016/j.cell.2025.07.029
