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由古代基因组揭示的第一次历史记录的鼠疫大流行的细节

一个国际研究小组分析了人类遗骸从21个考古遗址,了解更多关于鼠疫菌引起的影响和演变鼠疫第一鼠疫大流行(公元541-750)中。在PNAS发表的一项研究中,研究人员重建了来自英国,德国,法国和西班牙的8个鼠疫基因组,揭示了鼠疫菌株中以前未知的多样性水平。此外,他们还发现了不列颠群岛中Justinianic瘟疫的第一个直接遗传证据。

Justinianic瘟疫始于541年的东罗马帝国,由皇帝查士丁尼一世统治,并且反复爆发的肆虐欧洲和地中海盆地约200年。同期记录描述了大流行的程度,估计当时消灭了多达25%的罗马世界人口。最近的遗传研究表明,鼠疫耶尔森氏菌是这种疾病的原因,但它是如何传播的,以及在大流行过程中出现的菌株是如何相互关联的,这在以前是未知的。

在目前的研究中,由马克斯普朗克人类历史科学研究所领导的一个国际研究团队在奥地利,英国,德国,法国和西班牙的21个地点分析了人类遗骸。他们能够重建8个新的鼠疫杆菌基因组,使他们能够将这些菌株与之前发表的古代和现代基因组进行比较。此外,该团队还发现了英国最早的瘟疫遗传证据,来自埃克斯希​​尔的盎格鲁撒克逊遗址。通过结合考古测年和这种鼠疫菌在其进化树中的位置,研究人员得出结论,基因组很可能与公元544年不列颠群岛中模糊描述的瘟疫有关。

第一次大流行期间鼠疫菌株的高度多样性

研究人员发现,在公元6世纪到8世纪之间,欧洲有一种以前未知的鼠疫菌的多样性。这8个新的基因组来自英国,法国,德国和西班牙。“检索跨越广泛地理和时间范围的基因组使我们有机会评估第一次大流行期间在欧洲出现的鼠疫菌的微观多样性,”共同第一作者Marcel Keller解释说,他是马克斯普朗克研究所的博士生。人类历史科学,现在在塔尔图大学工作。新发现的基因组显示,在第一次大流行的200年间,有多种密切相关的鼠疫菌流行,有些可能在同一时间和同一地区。

尽管现在可用的基因组数量大大增加,但研究人员无法澄清查士丁尼瘟疫的发病。“在第一次大流行之前几百年,中亚可能出现这种血统,但我们认为目前的数据不足以解决贾斯主义瘟疫起源于人类流行病的情况,此前它在公元541年首次在埃及报道。然而,所有基因组属于同一血统的事实表明在这段时间内欧洲或地中海盆地的瘟疫持续存在,而不是多次重新引入。

来自两个独立的历史流行病的菌株的趋同进化的可能证据

该研究的另一个有趣发现是,在第一次大流行结束时出现的鼠疫基因组在其遗传密码中显示出大量缺失,其中包括两种毒力因子。大约800 - 1000年后第二次大流行晚期的鼠疫基因组显示出覆盖基因组相同区域的类似缺失。“这是趋同进化的一个可能的例子,这意味着这些鼠疫菌株独立地进化出类似的特征。这种变化可能反映了对欧亚大陆西部不同生态位的适应,其中瘟疫在两次大流行期间都在流传,”共同首先解释说。作者马克斯普朗克人类历史科学研究所的Maria Spyrou。

目前的研究为第一次历史记载的瘟疫大流行提供了新的见解,并提供了历史,考古和古生物流行病学证据的其他线索,有助于回答突出的问题。“这项研究通过比较几千年来的基因组来展示古生物学研究对于理解历史和现代大流行的潜力,”马克斯普朗克人类历史科学研究所的资深作者约翰内斯克劳斯解释说。“通过对可能的鼠疫埋葬进行更广泛的抽样,我们希望有助于了解鼠疫的微观进化及其在过去和现在大流行期间对人类的影响。”

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