De pest is een van de meest beruchte moordenaars uit de geschiedenis, maar het lijkt erop dat we de verschrikkelijke tol hebben onderschat. DNA-bewijs suggereert dat pestveroorzakende bacteriën duizenden jaren eerder mensen besmetten dan eerder werd gedacht en waarschijnlijk talloze doden veroorzaakte.
gerelateerde inhoud
- Vraag Smithsonian: Is de wereld te wijten aan nog een enorme pestuitbraak?
- Zie hoe de pest door Londen veegde
- Pest Pandemie kan zijn veroorzaakt door het klimaat, niet door ratten
De genoomstudie onthult ook veel over hoe de pest evolueerde van een relatief goedaardige bacterie naar een efficiënte moordenaar die wereldwijd schade zou aanrichten.
Drie verwoestende uitbraken zijn eerder gekoppeld aan de pest door historische gegevens en DNA-onderzoeken. De eerste pandemie begon met de pest van Justinianus rond 541 na Christus en doodde tot 100 miljoen mensen. De tweede pandemie omvatte de 14e-eeuwse zwarte dood, verantwoordelijk voor het doden van ongeveer 30 tot 50 procent van de Europeanen. En de derde pandemie, die in de jaren 1850 in China ontstond, duurde tot het midden van de 20e eeuw.
Maar toen onderzoekers DNA van de tanden van mensen uit de Bronstijd uit Eurazië volgden, vonden ze in 7 van de 101 geteste individuen genetische tekenen van de bacterie die pest veroorzaakt, Yersinia pestis . Dat betekent dat de pest mensen minstens 4.800 jaar geleden infecteerde - zo'n 3.300 jaar eerder dan bekend is uit de historische geschiedenis.
Het team merkte ook op dat de bacterie in die vroege eeuwen nog geen kleine maar belangrijke genetische mutaties had verkregen die aanleiding gaven tot legendarische plagen.
"De pestbacterie lijkt erg op zijn voorouder, de bacterie Y. pseudotuberculosis, " legt co-auteur Simon Rasmussen van de Technische Universiteit van Denemarken uit. 'Maar die voorouder is niet zo schadelijk. Als je het eet, zul je je slecht voelen, maar je sterft er niet aan. Dus hoe kan een bacterie die schadelijk is maar niet dodelijk is, evolueren tot een van de meest dodelijke die ooit voor mensen heeft bestaan? "
Historische pestpandemieën zoals de Zwarte Dood werden meestal verspreid toen mensen nauwe delen deelden met ratten die besmette vlooien droegen. Wanneer een vlo het bloed van een besmet dier drinkt, komen de pestbacteriën in de darm van de vlo, waar ze niet alleen groeien maar ook de darm blokkeren zodat de vlo extreem hongerig wordt. Dit stimuleert de vlo om meer gastheren te bereiken en te bijten - en dus meer pestbacteriën af te leveren.
Pestslachtoffers al in de ijzertijd waren besmet met Y. pestis- bacteriën met het gen Yersinia murine toxin, of ymt, dat nodig is voor het ongedierte om te overleven in de darm van een vlo. Maar de nieuwe genanalyse, die deze week in Cell verschijnt, laat zien dat de Bronstijdbacteriën deze mutatie misten, wat helpt om een vitaal evolutionair moment te lokaliseren.
“Hier kunnen we direct identificeren wanneer dit gebeurde, toen deze bacterie niet meer in vlooien kon leven, maar dit zeer belangrijke deel van zijn levensstijl. Dat vertelt ons veel over hoe een pathogene bacterie zich ontwikkelt tot nog gevaarlijker ”, zegt Rasmussen.
Een scanning electronen microfoto van een vlo. (De centra voor ziektebestrijding en preventie) De meer oude bacteriën misten ook een mutatie waardoor de infectie zich kon verspreiden van de longen naar andere weefsels zoals de lymfeklieren, merkt Rasmussen op.
"Dus op dat moment hebben we een soort tussenplaag", zegt hij. "Deze stammen uit de bronstijd konden geen builenpest veroorzaken, maar ze veroorzaakten een septicemische plaag in het bloed en longpest in de longen, die je via de lucht kunt overbrengen wanneer je niest of hoest."
Eerder dit jaar publiceerden Wyndham Lathem, een microbioloog aan de Northwestern University Feinberg School of Medicine, en zijn collega's een studie die aantoonde hoe niet-zo-dodelijke bacteriën de pest zouden kunnen zijn geworden. Ze gebruikten muismodellen van Y. pestis- infectie om aan te tonen dat het mogelijk was dat de bacterie aanvankelijk de ademhalingsvorm van de ziekte veroorzaakte voordat hij de mutaties kreeg die builenpest en overdracht door vlooien veroorzaakten.
"Dus wat ik enthousiast raakte over het lezen van deze studie is dat we nu bewijs hebben dat die hypothese ondersteunt, " zegt Lathem. “Als deze Bronstijd-soorten niet door vlooien kunnen worden overgedragen, maar toch mensen infecteren, wat is dan de waarschijnlijke ziekte die ze zouden krijgen? Ik denk dat het zeer waarschijnlijk een longontsteking is. '
Dat wil niet zeggen dat de bronstijdversie van de ziekte minder gevaarlijk was, voegt Rasmussen eraan toe. “Als je longontsteking krijgt, is het bijna 100 procent dodelijk. Zelfs vandaag moet je binnen 24 uur worden behandeld, anders is het gewoon afscheid. Destijds was het natuurlijk net zo dodelijk en mensen wisten niet eens dat ze een ziekte hadden opgelopen of waar het vandaan kwam. Het moet echt angstaanjagend zijn geweest ”
Toch was de transmissie in de lucht waarschijnlijk niet in staat om het soort massa-plagen te produceren waarvan de geschiedenis later getuige was, misschien vermoord op een schaal van dorpen in plaats van over continenten, suggereert David Wagner van Northern Arizona University, die onlangs werkte aan het sequentiëren van het Y. pestis genoom van de zesde-eeuwse plaag van Justinianus.
"Als ik aan pest denk, beschouw ik het als een ziekte van knaagdieren en vlooien, " zegt hij. “Maar wat betekende het feit dat het geen vlooienoverdracht had voor gebeurtenissen bij de mens? Het betekende waarschijnlijk dat het minder gebruikelijk was en ik denk dat het iets zegt over het belang van vlooienoverdracht tijdens de grote pandemieën. "
Afgelopen maart werkt een archeoloog op een massagraf onder een Parijse supermarkt die mogelijk slachtoffers van de Zwarte Dood bevat. (PHILIPPE WOJAZER / Reuters / Corbis) Rasmussen en zijn collega's gebruikten hun gegevens ook om de pest te herleiden tot zijn genetische wortels. Volgens hun berekeningen was de gemeenschappelijke voorouder van alle bekende Y. pestis- stammen 5.783 jaar geleden onderdeel van de menselijke geschiedenis.
"Die leeftijd valt echt samen met de tijd dat mensen in steden gaan wonen, " merkt Rasmussen op. "Het is een soort smeltkroesomgeving met veel mensen en dieren in huizen en een zeer slechte hygiëne. Mensen hebben lang gedacht dat deze omgeving de evolutie van veel van deze zeer besmettelijke ziekten bij de mens mogelijk heeft kunnen helpen. ”
Verder onderzoek naar de tijdlijn van pestevolutie kan uitwijzen of de ziekte betrokken was bij historische menselijke migraties. Een recent onderzoek naar populatiegenomica van Euraziërs uit de Bronstijd van veel van dezelfde auteurs onthulde bijvoorbeeld een dynamische periode van grootschalige migraties die vorm hebben gegeven aan de huidige demografie in zowel Europa als Azië.
“Heeft een toevloed van mensen misschien ziekte veroorzaakt? Of zijn mensen gevlucht voor ziekte? ", Vraagt Rasmussen." We kunnen hier op dit moment natuurlijk niets van bewijzen, maar we kunnen wel een theorie naar voren brengen dat de pest bij deze migraties betrokken was. "
En omdat de evolutie van de ziekte aan de gang is, is dit type onderzoek interessant voorbij historische gebeurtenissen, voegt Lathem eraan toe.
"We blijven leren dat kleine genetische veranderingen grote gevolgen kunnen hebben voor de gezondheid en de ziekte van de mens", zegt hij. “We hebben hier een bacterie die mensen veel eerder kon infecteren dan we dachten, maar er ontbrak een paar belangrijke factoren die de verspreiding ervan mogelijk hebben beperkt tot kleinere populaties. Maar dan pikt het slechts één gen en een paar mutaties op en zijn we plotseling van kleine lokale uitbraken naar wereldwijde pandemische infecties gegaan. "
Voor Lathem is dat de echt belangrijke afhaalboodschap: "Het kan zijn dat een ziekte, bijvoorbeeld Ebola, een nieuw gen of stuk DNA zou kunnen krijgen en vervolgens door de lucht kan worden verspreid in plaats van alleen via lichaamsvloeistoffen. In dat soort voorbeelden, dan zouden we een veel groter probleem hebben. "
