Pest inficerede mennesker langt tidligere end hidtil antaget

- Vi har bevist, at Y. pestis dukkede op og spredtes meget tidligere, end hvad vi hidtil har troet, og vi har formået at præcisere det tidsinterval, bakterien udviklede sig over, siger en af hovedforfatterne bag artiklen i Cell, Lundbeckfond Professor Eske Willerslev fra Center for GeoGenetik på Statens Naturhistoriske Museum på Københavns Universitet og tilføjer:

- Opdagelsen ændrer vores syn på, hvornår og hvordan pesten influerede mennesket og åbner nye muligheder for at studere sygdommes udviklingshistorie.

Næsten en masseuddøen

Y. pestis var den berygtede dræber bag Den sorte Død, som dræbte 30-50 % af Europas befolkning i midten af det 14. århundrede. Tidligere formodede pestudbrud, som f.eks. det i Athen for ca. 2.500 år siden, er blevet koblet til det klassiske Grækenlands undergang. Det har dog været uklart, om Y. pestis kan drages til ansvar for disse tidlige epidemier, fordi der har manglet direkte molekylært bevis for bakteriens tilstedeværelse i knoglemateriale ældre end 1.500 år.

Kristian Kristiansen er arkæolog og professor på Gøteborgs Universitet og er medforfatter på artiklen. Han siger om koblingen mellem arkæologi og genetik:

- Visse sygdomme, som har et langt forløb, f.eks. tuberkulose, afsætter synlige spor på skelettet. Men ikke pest, fordi dens forløb er så hurtigt, bare nogle få dage. Derfor kan den kun dokumenteres via DNA sekvensering. Baggrunden for studiet var vores arkæologiske iagttagelse af, at der sker en markant nedgang i Neolitiske bopladser over store dele af det nordlige Europa kort før 3.000 f. Kr. Denne dramatiske nedgang krævede en forklaring. Under vores diskussioner tidligt i år fødtes tanken, at det muligvis kunne være pest. Den skulle i så fald være spredt inden migrationerne fra steppen, men båret af steppefolkene.

I et nyligt populationsgenetisk studie af bronzealdermennesker (ca. 3.000 - 1.500 f.Kr.) fra Europa og Centralasien viste gruppen, at Bronzealderen var en meget dynamisk periode, der omfattede store folkevandringer af afgørende betydning for nutidens demografiske og genetiske struktur i Europa og Asien. Men årsagen til disse migrationer manglede.

En smoking gun eller to

- Et af de scenarier, vi diskuterede, var muligheden for, at det var store epidemier, som kunne have været årsag til forandringerne, siger Morten Allentoft fra Center for GeoGenetik, en af hovedforfatterne bag artiklen  og fortsætter:

- Måske vandrede folk for at slippe væk fra epidemierne. Eller måske vandrede de for at kolonisere land, som epidemierne havde lagt øde. Kunne det tænkes, at pesten allerede var til stede i mennesket tilbage i forhistorisk tid?

For at besvare dette spørgsmål, analyserede forskerne 89 milliarder DNA-sekvenser udvundet fra tænderne af 101 mennesker fra Bronzealderen i Asien og Europa. Tænderne kom fra forskellige udgravninger og museumssamlinger. I syv af tænderne, dateret til 2.794-951 f.Kr. (fra tidlig Bronzealder til Jernalder), fandt forskerne DNA fra pestbakterien. Beregninger afslørede, at den fælles stamform til alle kendte Y. pestis stammer er ca. 5.800 år gammel – et par tusinde år ældre end hvad vi har hidtil har vidst.

Forskerne opdagede yderligere, at Y. pestis fra Bronzealderen manglede et bestemt gen kaldet Yersinia murine toxin (ymt). Dette gen beskytter bakterien inden i loppemaven, hvilket derfor gør det muligt for bakterien at spredes via lopper til mennesker. Genet var kun til stede i studiets yngste prøve (fra Jernalderen), hvilket antyder, at pesten først begyndte at spredes med lopper relativt sent i dens udviklingsforløb. Denne opdagelse er i modstrid med tidligere hypoteser, nemlig at ymt-genet blev dannet tidligt i Y. pestis' udviklingshistorie, fordi det er et vigtigt element i bakteriens livscyklus.

Under radaren

En anden hemmelighed ved Y. pestis' succes er dens evne til at undgå værtens immunforsvar. I pattedyr er immunforsvaret udviklet til at genkende og mobilisere forsvarsmekanismer over for et protein kaldet flagellin. Proteinet er hovedkomponenten i flagellen, dvs. den piskelignende hale, som hjælper bakterien med at bevæge sig. I alle hidtil kendte Y. pestis stammer har en mutation i et centralt gen forhindret flagellin-proteinet i at komme til udtryk og dermed har bakterien kunnet bevæge sig under værtens radar. Men mutationen var ikke til stede i de to ældste individer fra Bronzealderen, og sammenholdt med fraværet af ymt genet indikerer dette, at Y. pestis ikke var en loppebåren smittekilde i Bronzealderen.

- De underliggende evolutionære mekanismer, som skabte Y. pestis, er stadig til stede i dag, og vi kan lære af dette til at forstå, hvordan fremtidige smittekilder kan opstå eller øge deres smittefare, siger Simon Rasmussen fra Danmarks Tekniske Universitet, en anden af artiklens hovedforfattere. Han tilføjer:

- Derudover ændrer studiet vores historiske forståelse af denne ekstremt vigtige smittekilde og sandsynliggør, at andre pestudbrud, som f.eks. Athens Pest, kunne være forårsaget af Y. pestis.  

I fremtidige studier vil forskerne lede efter pest i andre geografiske områder og tidsperioder for at få en bedre forståelse af sygdommens historie. Samtidig vil de også lede efter fossil DNA fra andre bakterier og virus.

- Vores opdagelse viser, at man kan finde bevis for forhistoriske skadelige bakterier i gamle knogler, som ellers ikke viser tegn på sygdom, siger Eske Willerslev og fortsætter:

- Pest er bare én sygdom af mange, og i fremtiden kan vi forsøge at beskrive andre former for sygdomme, der var til stede i fortiden.

Den videnskabelige artikel

Cell, Rasmussen and Allentoft et al.: “Early Divergent Strains of Yersinia pestis
in Eurasia 5,000 Years Ago”

Finansiering

Projektet blev finansieret af The European Research Council, Marie Curie Actions of the European Union, Villum Fonden, Københavns Universitet, Danmarks Grundforskningsfond og Lundbeckfonden.

Kontakt

Eske Willerslev
Center for GeoGenetik
Statens Naturhistoriske Museum
Københavns Universitet
ewillerslev@snm.ku.dk
Tlf. 2875 1309

Simon Rasmussen
Center for Biologisk Sekvens analyse
Institut for System Biologi
Danmarks Tekniske Universitet
simon@cbs.dtu.dk
Tlf. 5122 2130

Morten Erik Allentoft
Center for GeoGenetik
Statens Naturhistoriske Museum
Københavns Universitet
meallentoft@snm.ku.dk
Tlf. 2982 4634

Kristian Kristiansen
Göteborgs Universitet
kristian.kristiansen@archaeology.gu.se
Tlf. +46 704185767

Mediekontakter

Uffe Wilken
Center for GeoGenetik
Statens Naturhistoriske Museum
Københavns Universitet
ugwilken@snm.ku.dk
Tlf. 4018 5992

Mette Haagen Marcussen
Danmarks Tekniske Universitet
mehma@dtu.dk
Tlf. 2371 2310