science >> Wetenschap >  >> anders

Genoomonderzoek onthult omvang, diversiteit van pandemie uit de Romeinse tijd

De overblijfselen van een pestslachtoffer die tegen het einde van de zesde eeuw in een sloopgeul van een Gallo-Romeins huis in Zuid-Frankrijk werden gegooid. Krediet:Evelyn Guevara; CNRS - Claude Raynaud

Nieuw onderzoek naar een van de meest verwoestende plagen uit de geschiedenis toont aan dat het zich verder verspreidde dan eerder werd aangenomen, het bereiken van post-Romeins Groot-Brittannië, en geeft nieuwe informatie over de evolutie van de pestbacterie tijdens een pandemie die meer dan 200 jaar duurde.

Het werk, uitgevoerd door een interdisciplinair team van de Harvard University en het Max Planck Institute for the Science of Human History in Duitsland, besloeg 21 archeologische vindplaatsen in Europa en de Middellandse Zee die dateren uit de tijd van de Justinianische Pest, die voor het eerst toesloeg in 541 na Christus en terugkeerde in meerdere golven tot 750.

Monsters genomen van menselijke resten op de locaties werden onderzocht op het DNA van Yersinia pestis , de bacterie waarvan bekend is dat ze de pest veroorzaakt, die eeuwen later Europa overspoelde in misschien wel de beroemdste pandemie uit de geschiedenis, de zwarte Dood, die misschien wel de helft van alle Europeanen hebben gedood.

Hoewel minder bekend, de Justinianische plaag wordt verondersteld bijna net zo dodelijk te zijn geweest. Het begon tijdens het bewind van keizer Justinianus, die het oostelijke deel van het Romeinse Rijk regeerde vanuit zijn hoofdstad in Constantinopel (het huidige Istanbul), na de val van Rome en het westelijke deel van het rijk. De pandemie concentreerde zich op Constantinopel en havens rond de Middellandse Zee. Hoewel rapporten uit die tijd zeggen dat de eerste plaaguitbraak de helft van de bevolking heeft gedood, geleerden van het tijdperk zijn het niet eens over de impact ervan. Sommigen beweren dat, hoewel dodelijk, het speelde weinig rol bij het vormgeven van de samenleving en de economie. Anderen beweren dat het de potentie had voor geschiedenisveranderende effecten op een breed scala aan menselijke activiteiten.

dergelijke effecten, echter, onbewezen blijven en het onderwerp zijn van actief onderzoek door het onderzoeksteam, waaronder historici, archeologen, en experts in oud DNA onder auspiciën van het 20 maanden oude Max Planck-Harvard Research Center for the Archaeoscience of the Ancient Mediterranean (MHAAM).

In productie, onlangs gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences , onderzoekers reconstrueerden acht nieuwe Y. pestis genomen van de monsters die zijn verzameld op locaties in het hedendaagse Frankrijk, Duitsland, Spanje, en Groot-Brittannië. De genomen gaven een verdere bevestiging dat het inderdaad de pest was - in zijn verschillende vormen bekend als builenpest, bloedvergiftiging, of longontsteking - die in de tijd van Justinianus de Middellandse Zee overspoelde. Hoewel er al lang werd gedebatteerd over de oorzaak van de pandemie, pest werd bevestigd als de waarschijnlijke oorzakelijke factor in 2013 en opnieuw in 2016 toen onderzoekers aankondigden dat ze hadden geïdentificeerd Y. pestis genomen in graven in Beieren uit die periode.

Een onderzoeker werkt met een monster van een tand van een vermoedelijke pestbegrafenis en de overblijfselen van een pestslachtoffer dat tegen het einde van de zesde eeuw in een sloopgeul van een Gallo-Romeins huis in Zuid-Frankrijk is gegooid. Krediet:Evelyn Guevara; CNRS - Claude Raynaud

Twee van de locaties in de huidige studie bevinden zich aan de Middellandse Zeekust - een in Frankrijk en een in Spanje - en bieden een belangrijke bevestiging van de pestbacterie in het kustgebied waar het naar verluidt de grootste impact heeft gehad, volgens Michael McCormick, Francis Goelet hoogleraar middeleeuwse geschiedenis, voorzitter van de stuurgroep van het Harvard Initiative for the Science of the Human Past, en mededirecteur van MHAAM. Die monsters zijn genomen van locaties die door Harvard-studenten tijdens het afstudeerseminar van McCormick als veelbelovend werden aangemerkt.

Historici gingen aan de slag, het doorzoeken van schriftelijke verslagen van de tijd voor massagraven in dichtbevolkte gebieden, en meerdere of schijnbaar gehaaste begrafenissen in kleinere dorpen. In een geval, bijvoorbeeld, zes lichamen werden gelegd in een lange greppel die was achtergelaten door de eerdere diefstal van funderingsstenen, een begrafenis, McCormick zei, dat riekte naar een noodbegrafenis in een handig gat. Drie van de zes skeletten die aan de Franse kust ten noordwesten van Marseille zijn gevonden, worden nog steeds bewaard Y. pestis DNA.

De genetische analyse werd uitgevoerd door wetenschappers van het Max Planck Instituut en toonde aan dat er tijdens de twee eeuwen van de pandemie genetische diversiteit was tussen verschillende peststammen. Het benadrukte ook de evolutie van de bacterie in de loop van de tijd, aangezien monsters die later in de pandemie werden genomen, een deletie vertoonden van genen die verband houden met twee virulentiefactoren.

"Deze studie toont het potentieel van paleogenomisch onderzoek voor het begrijpen van historische en moderne pandemieën door genomen over millennia te vergelijken, "Johannes Krause, directeur van het Max Planck Instituut en mededirecteur van het Max Planck-Harvard Research Center for the Archaeoscience of the Ancient Mediterranean, zei in een verklaring.

Onderzoekers uit verschillende disciplines kwamen al vroeg bij elkaar om samen belangrijke vragen te identificeren en te brainstormen over mogelijke onderzoekspaden. Vervolgens, zodra historici waarschijnlijke locaties identificeerden waar slachtoffers van de pest zouden kunnen worden begraven, archeologen bezochten om monsters te ontdekken die vervolgens werden overgedragen aan oude DNA-experts voor DNA-extractie, wederopbouw, en analyse. In het proces, McCormick zei, afgestudeerde studenten en studenten van Harvard en Duitsland die aan het project werkten, leerden disciplinaire grenzen te overschrijden en "de talen van de geschiedenis te spreken, archeologie, en genetica aan elkaar, even natuurlijk als eerdere generaties geleerden Latijn en Grieks leerden."

"Het gaat er echt om vanaf het begin als team samen te werken, "Zei McCormick. "Het is een fantastisch voorbeeld van hoe we nieuwe resultaten kunnen behalen die echt belangrijk zijn in een debat dat, nogal paradoxaal, is nu aan het opwarmen over de vraag of de Justiniaanse pandemie belangrijk was of niet, net als nieuw bewijs echt begint te verschijnen. Het archeologische en archeogenetische bewijsmateriaal opent een heel nieuw - niet slechts een hoofdstuk - een heel nieuw boek over dit geweldige verhaal."

De geografische omvang van de eerste pandemie en bemonsterde locaties. (A) Kaart van historisch gedocumenteerde gevallen van pest (gebieden gearceerd, steden afgebeeld door cirkels) tussen 541 en 750 in Europa en het Middellandse-Zeegebied. Sites met genomisch bewijs voor Y. pestis worden weergegeven als roze en gele vierkanten. (B) Een close-up van A met alle locaties in Duitsland en Oostenrijk die in deze studie zijn opgenomen. Negatief geteste locaties zijn gemarkeerd met zwarte vierkanten en driehoeken. (C) Een vergrote inzet van A toont gerapporteerde voorvallen in Frankrijk. Bron:"Oude genomen van Yersinia pestis uit heel West-Europa onthullen vroege diversificatie tijdens de eerste pandemie (541-750)." Krediet:Harvard University

De bevindingen van de pest in Groot-Brittannië, bijvoorbeeld, McCormick zei, zijn niet alleen belangrijk omdat de ziekte daar niet eerder was bevestigd, maar ook omdat het pest-DNA dat daar werd gevonden meer basaal lijkt te zijn in zijn genetische afstamming. Dat geeft aan dat er waarschijnlijk een verband was - misschien via handel - met plaatsen in het Romeinse rijk waar de ziekte voor het eerst werd gemeld, zoals Egypte.

"Als dat zo is, "McCormick zei, "dat suggereert een bijna directe overdracht van Egypte naar Groot-Brittannië."

Waar de Britse begrafenis werd gevonden, biedt een andere gelegenheid om meer te weten te komen over de tijd, zei McCormick. Gezien het mediterrane epicentrum van de pandemie, men zou verwachten dat er in het westen van Groot-Brittannië pest zou zijn onder de Romeins-Kelten die meer dan een eeuw eerder doorgingen in de nasleep van de terugtrekking van Rome. In plaats daarvan werd het gevonden op een Angelsaksische begraafplaats, onder mensen die op dat moment hun controle over Groot-Brittannië uitbreidden. De vondst roept de vraag op hoe de plaag terechtkwam bij de vier personen bij wie hij werd ontdekt, McCormick zei, en het antwoord zal de netwerken tussen mensen - zelfs vijanden - die destijds bestonden, verder verlichten.

"We weten het niet, maar nu moeten we erachter komen, ' zei McCormick.

McCormick zei dat onderzoekers het beeld van deze periode zullen blijven uitbreiden, gericht op de rol die de pest speelde, niet alleen in de menselijke gezondheid, maar, gezien het buitengewone sterftecijfer, ook in oorlogsvoering, politiek, economie, en een hele reeks andere menselijke activiteiten. Naarmate het verhaal van meer doden steeds gedetailleerder wordt, zal het mogelijk zijn om de doden in te delen in een "stamboom van besmetting, "geordend op tijd, ruimte, en de genomische kenmerken van de pest die hen doodde terwijl deze over het landschap brandde.

"We hebben nu een pathogeen waarvan we de moleculaire geschiedenis duizenden jaren kunnen volgen, "McCormick zei, eraan toevoegend dat ons begrip van de impact van de pest op dit tijdperk zal blijven groeien. "De jury is eruit, bewijs stapelt zich op, en we gaan allemaal leren naarmate we verder gaan."

Dit verhaal is gepubliceerd met dank aan de Harvard Gazette, De officiële krant van Harvard University. Voor aanvullend universiteitsnieuws, bezoek Harvard.edu.