古代动物骨骼揭示青铜时代瘟疫线索

在14世纪黑死病夺走欧洲三分之一人口的数千年前，一种神秘的史前瘟疫就在整个欧亚大陆传播。这种仅从古代DNA样本中得知的史前病原体，在大约5000年前肆虐，最终在2000年后从考古记录中消失。这种被称为新石器时代晚期至青铜时代（LNBA）瘟疫谱系的疾病，其毒株来源一直让科学家们困惑不解。现在，我们已接近答案。

考古学家和人类学家首次在一种动物身上发现了这种古代瘟疫：一只4000年前的家养绵羊，在今天的俄罗斯境内被发掘。这种瘟疫似乎感染了人类和绵羊，并像鼠疫一样从野生动物源头传播。青铜时代该地区绵羊饲养的增加，使人类与动物接触更为密切，并可能导致了该疾病的传播。这些发现详细刊载于8月11日发表在《细胞》杂志上的一项研究中，揭示了绵羊在该疾病溢出事件中的作用。

瘟疫起源

如今感染人类的大多数疾病都具有人畜共患的起源。在某个时间点，它们通过一个称为溢出事件的过程从动物传播给人类。例如，候鸟是流感和埃博拉的原始宿主，埃博拉病毒从蝙蝠溢出。

由这些病原体引起的大多数传染病是在过去10000年内出现的。这个时间与家畜和宠物的驯化重叠。研究利用留下的DNA分析古代动物产生的病原体，为科学家们提供了一种调查过去人类传染病发生的方法，并能为现代的溢出事件提供信息。

瘟疫是历史上最致命的人畜共患病之一。它通过寄生在老鼠身上的跳蚤传播，在历史上曾杀死数百万人。然而，5000年前开始传播的较古老的LNBA谱系，在基因上与14世纪更为人熟知的黑死病有所不同。它感染人类种群近3000年后才消失。

有趣的是，LNBA谱系缺乏其他历史和现代瘟疫毒株中存在的，用于跳蚤传播引起瘟疫的鼠疫耶尔森氏菌（Yersinia pestis）的关键遗传信息。由于它不像鼠疫那样通过跳蚤传播，很可能有其他动物参与其中。但究竟是哪种动物呢？

“理解一种疾病如何传播和演变的第一步是找出它藏在哪里，但在古代DNA领域我们还没有做到这一点，”该研究的合著者、博士候选人伊恩·莱特-马卡（Ian Light-Maka）在一份声明中说。“我们有200多份来自古代人类的鼠疫耶尔森氏菌基因组，但人类并非瘟疫的天然宿主。”

古代牙齿和家畜

为了弄清楚这种感染在欧亚大陆是如何持续传播数千年，一个国际研究团队研究了在一个名为阿尔卡伊姆（Arkaim）的考古遗址出土的青铜时代家畜的骨骼和牙齿。这个位于今天的俄罗斯的遗址曾被辛塔什塔-彼得罗夫卡文化（Sintashta-Petrovka culture）占据，该文化以在牛、羊和马的饲养方面进行创新而闻名。在遗址中，他们发现了一只4000年前的绵羊，它感染了当时感染人类的同一种LNBA谱系的鼠疫耶尔森氏菌。

“阿尔卡伊姆是辛塔什塔文化群的一部分，为我们寻找瘟疫线索提供了一个绝佳的地点：他们是早期的牧民社会，没有吸引老鼠及其跳蚤的谷物储存——而之前发现的辛塔什塔人的感染鼠疫耶尔森氏菌的证据。他们的牲畜会不会是失落的环节？”该研究的合著者、阿肯色大学人类学家泰勒·赫尔墨斯（Taylor Hermes）补充道。

a 4,000-year-old sheep tooth on a blue background with a ruler under it — 从中恢复鼠疫耶尔森氏菌基因组的4000年前的绵羊牙齿。图片来源：
*© Taylor Hermes。*

回到实验室，研究团队将从绵羊身上提取的古代鼠疫耶尔森氏菌基因组与其他的古代和现代基因组进行了比较。绵羊身上的鼠疫耶尔森氏菌基因组与同期在附近一处遗址感染人类的基因组非常匹配。

“如果我们不知道这是来自绵羊，所有人都会认为它只是又一次人类感染——它几乎难以区分，”研究合著者、哈佛大学考古学家克里斯蒂娜·瓦里纳（Christina Warinner）说。

据该团队称，这表明人类和绵羊都受到了同一类鼠疫耶尔森氏菌的感染。但究竟是绵羊以某种方式感染了人类，还是反之？考古学和比较学方法可以为这个谜题提供一些答案。在鼠疫耶尔森氏菌仍然流行的地区，绵羊可能会被感染，如果它们与感染动物（包括啮齿动物）的尸体发生直接接触。老鼠和マウス是该病原体的天然宿主，如果感染绵羊未被妥善屠宰或烹饪，人类可能会爆发当地的瘟疫。这种情景可能在史前时代传播了LNBA瘟疫，将人类和绵羊的感染联系起来。

“辛塔什塔-彼得罗夫卡文化以其在先进马匹技术的辅助下在大片牧场进行的大规模放牧而闻名，这为他们的牲畜接触感染鼠疫耶尔森氏菌的野生动物提供了充足的机会，”瓦里纳补充道。“从那时起，到感染人类只需再迈出一小步。”