從秘魯人類遺骸中採集的古代細菌基因組序列表明,海豹首先將結核病(TB)傳播給了美洲的人類。
在北美和南美髮現的現代結核病菌株與歐洲的菌株密切相關,這表明西班牙人在十六世紀殖民南美時將該疾病引入了新大陸。
然而,從1950年代開始,古人類學研究在南美的前哥倫布時期骨骼中發現了與結核病相關的病變證據。這表明在歐洲人接觸之前,屬於結核分枝桿菌複合體(負責該疾病的相關細菌物種群)的成員就已經存在於該大陸上。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關當今世界發現和塑造我們世界的有影響力的故事的未來。
在今天發表在《自然》雜誌上的一項研究中,德國蒂賓根大學的古遺傳學家約翰內斯·克勞澤(Johannes Krause)領導的一個團隊為這一理論提供了DNA證據。研究人員展示了從秘魯發現的人類骨骼中提取的三個1000年曆史的結核分枝桿菌基因組。
克勞澤解釋說:“我們想重建那些古代的結核分枝桿菌基因組,以獲得一種分子化石。” “病原體不會留下化石,但它們會在疾病受害者的骨骼、牙齒和骨骼中留下DNA。”在對三個基因組進行測序後,研究人員著手瞭解這些古代結核病菌株與現代菌株之間的關係。
校準時鐘
近年來的普遍觀點是,結核病大約在7萬年前出現,現代人類在離開非洲之前首次感染了它。這些日期是透過測量所有已知的結核細菌菌株彼此之間的差異程度,然後使用遺傳差異積累的速度(一種“分子鐘”)來計算所有這些多樣性演化所需的時間得出的。
克勞澤和他的同事進行了他們自己的分子鐘計算,該計算基於現代菌株與1000年前的秘魯菌株之間的差異來計算結核病進化的速度。他們的結果表明,所有結核分枝桿菌菌株的最近共同祖先(MRCA)在不到6000年前進化而來。
英國曼徹斯特大學的生物分子考古學家特里·布朗(Terry Brown)說:“這是一篇具有里程碑意義的論文,它挑戰了我們以前關於結核病起源的觀點,不僅在美洲,而且在舊世界也是如此。” 他說,這個日期非常近,以至於“表明先前對MRCA的估計是極其不正確的”。但是,他補充說,還需要更多來自不同時期的分枝桿菌基因組序列來證實這一結果。
神秘旅程
如果這些發現是正確的,並且結核分枝桿菌的年齡不到6000年,那麼它們就會提出另一個難題。克勞澤指出,這種微生物一定是在歐洲人到達之前到達美洲的,但在大約11000年前北美和亞洲之間的陸橋消失之後。“如果不再有陸橋,它如何從亞洲到達美國?”
為了尋找答案,研究人員決定研究感染動物的40種不同結核病菌株的遺傳學。他們發現來自秘魯的古代菌株與人類適應形式不同,但與稱為海豹分枝桿菌的形式非常相似,後者適應海豹和海獅。
海豹分枝桿菌已從海豹傳播到動物園的人類。布朗指出,過去,考古學家曾推測這可能是南美洲沿海地區結核病感染的來源,在這些地區,海豹曾被獵殺。
哥本哈根大學的進化生物學家湯姆·吉爾伯特(Tom Gilbert)說,海豹傳播的觀點肯定很有吸引力,但他對該論文的結論持謹慎態度。“更有可能的是——海洋哺乳動物在南美洲導致了人類的結核病,還是我們僅僅沒有在該大陸上取樣足夠的陸地宿主來發現真正的祖先?”
克勞澤同意,由於這種古代菌株今天在人類中不存在,我們無法確定它是否適應了新的宿主,這意味著它可以從人傳播到人。“為了證實這個假設,我們必須在北美和南美內陸人群中發現結核病。”
本文經許可轉載,並於2014年8月20日首次發表。