I en nästan 5 000 år gammal grav i Sverige har forskare upptäckt den äldsta kända stammen av den ökända bakterien Yersinia pestis - mikroben som är ansvarig för mänsklighetens kanske mest fruktade smitta: pesten.
Fyndet antyder att grodden kan ha förstört bosättningar över hela Europa i slutet av stenåldern i den som kan ha varit den första stora pandemin i mänsklig historia. Det kan också skriva om något av det vi känner till den forntida europeiska historien.
Fyndet inträffade när forskarna analyserade offentligt tillgängliga databaser över forntida DNA för fall där infektioner kan ha gjort gällande förhistoriska offer. De fokuserade på den tidigare utgrävda platsen i Frälsegården i Sverige. Tidigare analys av en kalksten grav på platsen fann att uppskattningsvis 78 personer begravdes där, och de hade alla dött inom en 200-årig period. Det faktum att många människor dog på relativt kort tid på ett ställe antydde att de kan ha förgått tillsammans i en epidemi, berättade huvudstudieskribenten Nicolás Rascovan, en biolog vid Aix-Marseille University i Marseille, Frankrike, till Live Science. Kalkstenens grav var daterad till den neolitiska eller nya stenåldern, perioden då jordbruket började.
Forskarna upptäckte den tidigare okända peststammen i resterna av en kvinna på platsen Frälsegården. Carbon dating antydde att hon dog för cirka 4 900 år sedan under en period känd som den neolitiska nedgången, när neolitiska kulturer i hela Europa minskade på mystiskt sätt.
Baserat på hennes höftben och andra skelettdrag uppskattade de kvinnan var ungefär 20 år gammal när hon dog. Peststammen som hittades hos henne hade en genetisk mutation som kan utlösa pneumonisk pest - den dödligaste formen av historisk och modern pest - vilket tyder på att kvinnan troligtvis dog av sjukdomen. (Den vanligaste formen av pest är bubonic pest, som uppstår när pestbakterier sprider sig till lymfkörtlarna och orsakar inflammation, enligt Världshälsoorganisationen. De inflammerade lymfkörtarna kallas "buboes". Om bakterierna sprider sig till lungorna, de kan utlösa den dödligare pneumoniska pesten.)
Genom att jämföra den nyfundna stammen med känt pest-DNA bestämde forskarna att det forntida provet var det närmaste kända släktet till pestbakteriens senaste förfader. Studien forskare teoretiserade att det forna provet divergerade från andra peststammar för cirka 5 700 år sedan.
Hur pesten sprids
De nya slutsatserna motsäger en äldre teori om hur pesten sprids, enligt forskarna. För omkring 5 000 år sedan migrerade människor från den eurasiska stappen ned till Europa i stora vågor och ersatte de neolitiska bönderna som bodde i Europa vid den tiden. Tidigare forskning hade föreslagit att stäppfolket tog pesten med sig och utplånade befintliga bosättningar vid deras ankomst. Men om pestprovet från den svenska graven divergerade från andra stammar för 5 700 år sedan, utvecklades det troligen innan stäppvandringarna började - vilket tyder på att det redan var där.
Snarare föreslog forskarna att pesten uppstod i så kallade mega-bosättningar med 10 000 till 20 000 invånare som fanns i Europa mellan 6 100 och 5 400 år sedan. Dessa mega bosättningar - upp till tio gånger större än tidigare europeiska bosättningar - "hade människor, djur och lagrat mat nära varandra, och troligen mycket dålig sanitet. Det är läroboksexemplet på vad du behöver för att utveckla nya patogener," seniorstudie författaren Simon Rasmussen, en beräkningsbiolog vid Köpenhamns universitet, sa i ett uttalande.
Om pesten utvecklades i dessa mega-bosättningar, "då människor började dö av den, skulle bosättningarna ha övergivits och förstörts. Det är exakt vad som observerades i dessa bosättningar efter 5 500 år sedan," sade Rasmussen. Pest kunde då ha spridit sig över handelsnät som möjliggjordes med hjultransporter, som hade expanderat snabbt över hela Europa vid den tiden, sade Rascovan. Så småningom skulle det ha gjort sin väg även till relativt avlägsna platser som Frälsegården i Sverige, där kvinnan som forskarna analyserade dog. Den kvinnans DNA avslöjade att hon inte var genetiskt besläktad med steppefolk, vilket stödde idén att denna forntida peststam anlände innan migranterna kom från stappen.
Innovationens faror?
Studie medförfattare Karl-Göran Sjögren, arkeolog vid Göteborgs universitet i Sverige, berättade för Live Science att upptäckten av pesten "i ett relativt marginellt område i den neolitiska världen ... antyder väl etablerade och långtgående kontaktnätverk" på den tiden som tillät sjukdomen att spridas.
Det är verkligen möjligt att "den tidens revolutionära innovationer - större bosättningar med mer komplex organisation, hjultransport, metallurgi, handelsnät över stora avstånd, och så vidare" - kan ha satt banan för "uppkomsten och spridningen av infektionssjukdomar och detta ledde så småningom till, vad vi tror, var den första massiva pandemin i mänsklig historia, ”sade Rascovan.
Forskarna noterade att resultaten inte innebär att pesten på egen hand utplånade neolitiska bosättningar, utan snarare att det kan ha varit en faktor bland andra, sade Rascovan. Till exempel kan de neolitiska bosättningarna ha utnyttjat sin miljö och potentiellt drivit skogar. de var beroende av utrotning, sade forskarna.
Forskarna varnade också för att de ännu inte har upptäckt rökpistolen för sin nya teori - det vill säga pest i några rester från de mega bosättningar där den kan ha utvecklats. "Om vi kunde hitta pest i dessa bosättningar, skulle det vara starkt stöd för denna teori," sade Rasmussen i uttalandet.
Resultaten publicerades online 6 december i tidskriften Cell.
Originalartikel om Levande vetenskap.
