Международная группа исследователей проанализировала человеческие останки из 21 места археологических раскопок, чтобы узнать больше о влиянии и эволюции вызывающей чуму бактерии Yersinia pestis во время первой пандемии чумы (541-750 гг. н.э.). В исследовании, опубликованном в PNAS, исследователи реконструировали 8 геномов чумы из Великобритании, Германии, Франции и Испании и обнаружили ранее неизвестный уровень разнообразия штаммов Y. pestis. Кроме того, они обнаружили первые прямые генетические доказательства Юстинианской чумы на Британских островах.
Юстинианова чума началась в 541 году в Восточной Римской империи, которой в то время правил император Юстиниан I, и повторяющиеся вспышки опустошали Европу и бассейн Средиземного моря в течение примерно 200 лет. Современные записи описывают масштабы пандемии, которая, по оценкам, уничтожила до 25% населения римского мира в то время. Недавние генетические исследования показали, что причиной заболевания была бактерия Yersinia pestis, но как она распространилась и как штаммы, появившиеся в ходе пандемии, были связаны друг с другом, ранее было неизвестно..
В текущем исследовании международная группа исследователей во главе с Институтом истории человечества им. Макса Планка проанализировала человеческие останки из 21 места с многочисленными захоронениями в Австрии, Великобритании, Германии, Франции и Испании. Им удалось реконструировать 8 новых геномов Y. pestis, что позволило им сравнить эти штаммы с ранее опубликованными древними и современными геномами. Кроме того, команда обнаружила самые ранние генетические свидетельства чумы в Великобритании на англосаксонском участке Эдикс-Хилл. Используя комбинацию археологического датирования и положения этого штамма Y. pestis на его эволюционном древе, исследователи пришли к выводу, что геном, вероятно, связан с неоднозначно описанной чумой на Британских островах в 544 году нашей эры.
Высокое разнообразие штаммов Y. pestis во время Первой пандемии
Исследователи обнаружили ранее неизвестное разнообразие штаммов Y. pestis, циркулировавших в Европе между 6-м и 8-м веками нашей эры. 8 новых геномов прибыли из Великобритании, Франции, Германии и Испании. «Извлечение геномов, охватывающих широкий географический и временной охват, дает нам возможность оценить микроразнообразие Y. pestis, присутствующее в Европе во время Первой пандемии», - объясняет соавтор Марсель Келлер, аспирант Института Макса Планка наук истории человечества, сейчас работает в Тартуском университете. Недавно обнаруженные геномы показали, что в течение 200 лет Первой пандемии циркулировало несколько близкородственных штаммов Y. pestis, некоторые из которых, возможно, находились в одно и то же время и в одних и тех же регионах.
Несмотря на значительно возросшее количество доступных геномов, исследователи не смогли прояснить начало Юстинианской чумы. «Линия, вероятно, возникла в Центральной Азии за несколько сотен лет до Первой пандемии, но мы интерпретируем текущие данные как недостаточные, чтобы установить происхождение Юстинианской чумы как человеческой эпидемии до того, как о ней впервые сообщили в Египте в 541 году нашей эры. тот факт, что все геномы принадлежат к одной и той же линии, свидетельствует о сохранении чумы в Европе или Средиземноморском бассейне в течение этого периода времени, а не о множественных повторных интродукциях».
Возможные свидетельства конвергентной эволюции штаммов в результате двух независимых исторических пандемий
Другим интересным открытием исследования было то, что геномы чумы, появившиеся ближе к концу Первой пандемии, показали большую делецию в их генетическом коде, которая включала два фактора вирулентности. Геномы чумы на поздних стадиях Второй пандемии примерно 800-1000 лет спустя обнаруживают аналогичную делецию, охватывающую ту же область геномов. «Это возможный пример конвергентной эволюции, означающий, что эти штаммы Y. pestis независимо развили схожие характеристики. Такие изменения могут отражать адаптацию к особой экологической нише в Западной Евразии, где чума циркулировала во время обеих пандемий», - объясняет со-первый. автор Мария Спироу из Института истории человечества им. Макса Планка.
Нынешнее исследование предлагает новый взгляд на первую исторически задокументированную пандемию чумы и предоставляет дополнительные подсказки наряду с историческими, археологическими и палеоэпидемиологическими данными, помогая ответить на нерешенные вопросы. «Это исследование показывает потенциал палеогеномных исследований для понимания исторических и современных пандемий путем сравнения геномов на протяжении тысячелетий», - объясняет старший автор Йоханнес Краузе из Института истории человечества Макса Планка.«Получив более обширную выборку возможных захоронений чумы, мы надеемся внести свой вклад в понимание микроэволюции Y. pestis и ее влияния на людей в ходе прошлых и настоящих пандемий».