Nowe badanie: zapomniana fala dżumy niszczyła rolników już 5000 lat temu

Tajemnica epoki kamienia: dokąd zniknęli rolnicy?

Około 5000 lat temu w Europie zaszły gwałtowne i niepokojące zmiany. Populacja pierwszych rolników drastycznie się skurczyła, a budowa wielkich kamiennych monumentów w Skandynawii nagle ustała. Archeolodzy od dawna mówią o tzw. „zaniku neolitu", jednak przekonujące wyjaśnienie tego zjawiska przez długi czas pozostawało nieuchwytne.

Nowe badanie opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Nature wskazuje teraz wyraźnego winowajcę: wczesną formę dżumy — pradawną krewną choroby, która tysiąclecia później miała zdewastować średniowieczną Europę.

Jak stare DNA ujawnia, co poszło nie tak 5000 lat temu

Zespół badaczy z uniwersytetów w Kopenhadze i Göteborgu przeanalizował szczątki z dziewięciu prehistorycznych miejsc pochówku: siedmiu w Falbygden w południowo-zachodniej Szwecji, jednego na szwedzkim wybrzeżu zachodnim i jednego w Danii. Łącznie zbadano 174 zęby i kości należące do 108 osobników.

Naukowcy zastosowali metodę tzw. sekwencjonowania „shotgun" — technikę polegającą na odczytaniu wszystkich zachowanych fragmentów DNA z próbki, nawet jeśli materiał genetyczny jest mocno zdegradowany. Zamiast analizować pojedynczy gen, otrzymuje się swego rodzaju genetyczną układankę, którą następnie mozolnie się składa.

• Liczba przebadanych osobników: 108
• Liczba miejsc pochówku: 9
• Regiony: Szwecja (Falbygden, wybrzeże zachodnie) i Dania
• Metoda: głębokie sekwencjonowanie „shotgun" starożytnego DNA
• Zidentyfikowany patogen: kilka linii bakterii dżumy Yersinia pestis

Dzięki dodatkowym analizom izotopowym i genomicznym naukowcy odtworzyli powiązania rodzinne między pochowanymi osobami. Mogli ustalić, kto był z kim spokrewniony, kto wychował się lokalnie, a kto był przybyszem z zewnątrz. Równocześnie poszukiwali śladów patogenów w materiale genetycznym.

Wyłonił się uderzający wzorzec: u 17 procent przebadanych osób znaleziono genetyczne ślady Yersinia pestis — bakterii będącej sprawcą różnych form dżumy.

Wiele fal dżumy w obrębie jednej rodziny

Szczególnie wyróżnia się jedna rodzina pochowana w szwedskim grobowcu megalitycznym. Badacze prześledzili jej historię przez sześć pokoleń rozłożonych na kilkadziesiąt lat. W obrębie tego drzewa genealogicznego znaleziono dowody na co najmniej trzy odrębne wybuchy epidemii dżumy.

Innymi słowy — nie chodziło o jednorazowy wypadek ani izolowane zdarzenie, lecz o chorobę, która wielokrotnie powracała do tych samych rodzin i wspólnot.

Łącząc powiązania rodzinne z DNA patogenów, badacze dowodzą, że dżuma nie pojawiała się incydentalnie — przez pokolenia uderzała w te same społeczności niczym regularnie powracający cios.

Zastosowana metoda pozwoliła genetykom wyróżnić trzy różne linie bakterii dżumy. Wydaje się, że linie te rozprzestrzeniały się stopniowo w obrębie neolitycznej populacji, a bakteria mogła się przy tym coraz lepiej przystosowywać do ludzkiego gospodarza.

Inna dżuma niż ta z podręczników historii

Gdy myślimy o dżumie, przed oczami stają nam zazwyczaj średniowieczne sceny z szczurami i pchłami. Warianty odkryte w skandynawskich szczątkach działały jednak inaczej. Wczesnym liniom Yersinia pestis brakuje kluczowego genu — tzw. genu ymt. Ten gen jest niezbędny do przeżycia bakterii w żołądku pchły, co stanowi centralny mechanizm dobrze nam znanych epidemii dżumy dymieniczej z XIV wieku.

Ponieważ gen ten był nieobecny, przenoszenie choroby za pośrednictwem pcheł wydaje się tu znacznie mniej prawdopodobne. Naukowcy podejrzewają, że zarażenie następowało przede wszystkim drogą bezpośrednią — przez płyny ustrojowe, kaszel lub bliski kontakt w zatłoczonych domostwach i podczas rytuałów pogrzebowych.

Zgadza się to z obserwacją, że całe rodziny w tych samych grobowcach chorowały niekiedy przez wiele pokoleń. Gęste sieci społeczne, wspólne ceremonie i brak wiedzy medycznej czyniły takie wspólnoty wyjątkowo podatnymi na nawracające infekcje.

Związek z zanikiem neolitu

Datowane w badaniu przypadki dżumy przypadają dokładnie na okres, w którym zaczął się spadek liczebności pierwszych europejskich rolników. W tym samym czasie najwyraźniej zamarła też budowa wielkich kamiennych monumentów w Skandynawii.

Dla głównego autora badania, Frederika Seersholma, ta zbieżność czasowa jest wymowna. Wspiera ona tezę, że powtarzające się fale dżumy poważnie osłabiły i tak już kruche społeczności rolnicze, być może przesądzając o ich losie w już i tak napiętym okresie.

Archeolodzy od pewnego czasu podejrzewają, że ten okres otworzył drogę dla nowej fali migracji z eurazjatyckiego stepu. Przybysze o odmiennym zapleczu genetycznym i innym trybie życia zaczęli przejmować części Europy. Niektórzy badacze uważają, że powtarzające się epidemie tak bardzo osłabiły istniejące społeczności rolnicze, że nowi przybysze mogli stosunkowo łatwo zapuścić korzenie na nowym terenie.

Nie wszyscy badacze są przekonani

Nie wszyscy naukowcy postrzegają dżumę jako jedyne lub najważniejsze wyjaśnienie zaniku neolitu. Brytyjski genetyk Mark Thomas wskazuje w międzynarodowych mediach na inne czynniki: zły stan sanitarny, ograniczona wiedza medyczna, podatne uprawy i nieefektywne metody rolnicze same w sobie czyniły ówczesne populacje kruchymi.

Wiele grobowców, w których znaleziono badane szkielety, było prawdopodobnie zarezerwowanych dla elit lub wybranych członków społeczeństwa. Oznacza to, że widzimy głównie przekrój warstwy wyższej, a nie całej populacji. Rzeczywisty zasięg i wpływ choroby na zwykłych rolników pozostaje zatem niepewny.

Badanie przekonująco dowodzi, że dżuma była obecna i nawracała — jednak jak wielkie były całkowite straty ludzkie, pozostaje niejasne ze względu na ograniczoną i selektywną próbę badawczą.

Zmiany klimatyczne, nieurodzaje, konflikty między grupami i napięcia społeczne również mogły odgrywać rolę. Najbardziej prawdopodobne wydaje się wyjaśnienie złożone: społeczeństwo już wcześniej pozostające pod presją zostało nagle dotknięte nawracającymi epidemiami.

Co to badanie mówi o chorobach i historii ludzkości

Nowe badanie DNA wysuwa choroby zakaźne na pozycję poważnych współsprawców wielkich przełomów prehistorii. Tam gdzie historycy przypisywali zmiany klimatowi, technologii lub wojnom, dochodzi teraz dodatkowa warstwa: patogeny krążące w cieniu, po cichu dziesiątkujące populacje.

Dzięki nowoczesnym technikom DNA badacze potrafią dziś:

• identyfikować dawne patogeny w kościach i zębach liczących tysiące lat
• śledzić mutacje i obserwować, jak bakteria przystosowuje się z upływem czasu
• rekonstruować drogi rozprzestrzeniania się na podstawie różnic między szczepami
• ustalać, które grupy w danym społeczeństwie były dotykane najdotkliwiej

To podejście zmienia też nasze rozumienie podatności na zagrożenia. Małe, zwarte wspólnoty utrzymujące bliskie kontakty rodzinne, bez wiedzy medycznej i z rytuałami skupiającymi ludzi wokół wspólnych grobów, stanowią idealne środowisko dla rozwoju infekcji. W takich warunkach choroba, która dziś wydaje się niegroźna, jutro może stać się zabójcza, gdy okoliczności nieznacznie się zmienią.

Dlaczego to odkrycie jest ważne również dziś

Myśl, że choroba może w stosunkowo krótkim czasie zachwiać całą kulturą, od czasu pandemii COVID-19 brzmi znacznie mniej abstrakcyjnie. Odkrycie kilku linii dżumy u wczesnych rolników pokazuje, że nie jest to zjawisko wyłącznie nowoczesne. Już 5000 lat temu epidemie potrafiły wyprowadzić całe społeczeństwa z równowagi i uruchamiać wielkie fale migracji.

Dla współczesnych epidemiologów i historyków materiał ten stanowi swego rodzaju naturalną sytuację laboratoryjną: można obserwować, jak nowa choroba zachowuje się w małych wspólnotach pozbawionych antybiotyków, szpitali i międzynarodowego transportu lotniczego. Pomaga to w ocenie ryzyka związanego z przyszłymi zoonozami — chorobami, które mogą przenosić się ze zwierząt na ludzi.

Yersinia pestis to bakteria mogąca wywoływać różne formy dżumy — od dżumy płucnej po dymieniczą. Gen ymt odgrywa rolę w przeżyciu bakterii w pchłach. Jego brak przesuwa akcent na bezpośrednie przenoszenie między ludźmi. Takie genetyczne szczegóły wydają się drobne, lecz mogą decydować o różnicy między lokalnym ogniskiem choroby a epidemią ogarniającą cały kontynent.