5000年前古代瘟疫的激增如何塑造了人类

疾病史学家有一个问题。在检查古代人类 DNA 样本时，遗传学家发现了属于鼠疫细菌的基因， 鼠疫耶尔森菌，揭示了它在5000年前蹂躏了欧亚大陆。这比“第一次瘟疫”（也称为查士丁尼瘟疫，以当时的罗马皇帝的名字命名）早了近 3500 年。这部新发现的前传该怎么称呼？

目前最受欢迎的新石器时代晚期-青铜时代（LNBA）瘟疫有点拗口。但科学家们还有更多的担忧。他们的偶然发现是对人类何时以及为何感染现在困扰我们的许多传染病的长期观念的棺材上又钉上一根钉子。最近，他们在从古代人类身上采集的样本中发现了盗贼的史前恐怖画廊。这些所谓的人畜共患疾病在困扰人类之前先困扰动物，因此人们认为在大约 12,000 年前人类发明农业之后就跨越了物种障碍。但随着遗传学家能够进一步回溯过去，他们发现在许多情况下，飞跃发生的时间要晚得多——你猜对了，欧洲发生了重大疫情，大约是在 5000 年前。

这一发现不仅颠覆了关于疾病进化的旧观念，还迫使人们重新思考史前的一个关键时期。当时疾病是如何传播的？病原体的作用和现在一样吗？瘟疫本身是否可能开启青铜时代，为欧洲文明奠定基础？考古遗传学家梅根·米歇尔说，这是令人兴奋的事情 鉴于十年前，“我们甚至不知道这种瘟疫的存在”，哈佛大学。

古代疾病景观的重建是一项巨大的合作努力，但丹麦哥本哈根大学的一个小组发挥了主导作用。大约 15 年前，他们开始定期筛查古代人类遗骸中的已知病原体，并意外地在人类样本中发现了微生物 DNA。有了放射性碳测年数据和史前墓地里的人们如何相互联系的信息，他们就可以开始绘制疾病传播的文化和经济背景的图景。他们还可以追踪病原体随时间的演变，并研究人类免疫系统如何适应。

这种方法迅速产生了一系列重要发现，包括发现引起伤寒的病原体乙型肝炎梅毒 和天花 历史上的人口数量——并于今年七月发表了一项研究达到顶峰由群体遗传学家 Martin Sikora 领导，哥本哈根集团成员。他的团队重新分析了欧亚大陆 35,000 多年的约 1300 个人类样本。所有的DNA都来自牙齿，牙齿保存着血液传播的病原体，因为它们在生命中有自己的血液供应。研究人员发现的病原体包括 鼠疫杆菌 以及引起麻风病和钩端螺旋体病或韦尔氏病的细菌。令他们惊讶的是，近 3% 的样本检测出另一种病原体呈阳性， 轮回疏螺旋体，现在罕见的回归热的病原体——莱姆病的亲戚，顾名思义，其特征是反复发烧和头痛。

该团队还研究了一段时间内的趋势。这些研究表明，直到大约 6500 年前，欧亚人牙齿中的绝大多数微生物都属于口腔微生物组——栖息在口腔中的多样化、通常无害甚至有益的生物群落。第一批人畜共患病原体，包括鼠疫，在那时就被检测到，但水平非常低。直到大约 5000 年前，感染率才出现激增。 鼠疫杆菌 和其他主要病原体。

颜那亚人的到来

这也恰好是游牧民称为颜那亚的日期 开始从草原抵达欧洲，广阔的草原和稀树草原遍布欧亚大陆的大部分地区，带来了新的思想和新的语言。巧合？研究人员认为不是。这些牧民的传染病负担特别高。目前尚不清楚原因，但这可能与他们的生活方式有关。他们饲养的牛群比静态农民的数量大得多——绵羊、山羊、马和牛——而且他们昼夜不停地与动物生活在一起。他们的饮食主要包括肉和奶。传染病专家阿斯特丽德·艾弗森 (Astrid Iversen) 表示：“许多人畜共患疾病可以通过未煮熟的肉类传播，也可以通过牛奶传播：布鲁氏菌病、李斯特菌病、牛结核病等。” 在牛津大学。

其他发现似乎证实了这一预感。例如，考古遗传学家 Pooja Swali 通过追踪鼠疫细菌的基因组如何随时间变化 伦敦大学学院的研究人员已经能够证明 4000 年前的鼠疫病例——当她记录时，这是英国已知最古老的鼠疫病例 它们在 2023 年发生——是由与先前从草原带出的菌株相关的菌株引起的。她可以有效地看到疾病从东向西传播。

然后就是回归热。今年早些时候，斯瓦利报道 那 B. 复发性 在以5000年前为中心的窗口中专门针对人类。在此之前，这种细菌通过其中间宿主蜱虫感染了一系列哺乳动物，但随后它又将其换成了人体虱子。斯瓦利推测，这与羊毛服装有关，这是草原游牧民族除了金属工具之外，为欧洲带来的另一项创新。 B. 复发性 当时其基因组发生了重大减少，这可能反映了对新宿主的适应——在羊毛服装中盛行的宿主。 “也许基因组的大量减少意味着它被困在虱子中，”她说。

与此同时，法国研究人员表明 欧洲人的免疫系统在大约 6000 年前就开始适应此类传染病，大部分与免疫相关的遗传变异在大约 4500 年前就出现了。 “所有这些部件都非常完美地组合在一起，”Sikora 说。

但有一件作品不太合适。西科拉 7 月份的论文引用了苏格兰北海岸附近奥克尼群岛的两起鼠疫病例，这些病例比草原血统的人们抵达英国至少早了 500 年。更重要的是，去年，哥本哈根小组的另一位成员 Frederik Seersholm描述 大约 5000 年前，新石器时代瑞典农民的六代人中爆发了三次鼠疫。这些农民没有草原血统，这表明他们尚未与这些东方起源的人群杂交——甚至可能相遇。一项新研究 来自 Seersholm 和 Ruairidh Macleod 伦敦大学学院的一篇尚未经过同行评审的文章描述了迄今为止世界上有记录的最古老的鼠疫实例，发生于公元前 3500 年左右，这对居住在西伯利亚贝加尔湖附近的狩猎采集者来说是致命的，贝加尔湖位于颜那亚河向西的出发点以东。

这些案例让大多数人相信，在游牧民族到来之前，瘟疫就已在地理上广泛传播。一种想法是LNBA瘟疫已经站稳了脚跟 在特里皮利亚的大型聚居地 当今乌克兰的文化始于大约 6000 年前，然后通过贸易网络传播。考古遗传学家尼古拉斯·拉斯科万 巴黎巴斯德研究所的一位教授在 2019 年提出了这种可能性，他表示他的假设仍然存在，但他承认这很难检验，因为几乎没有发现特里皮尔墓葬。其他人则持怀疑态度。人类学家亚历克斯·本特利领导的团队 田纳西大学诺克斯维尔分校的研究表明 特里皮利亚大型遗址的集群布局可以为传染病提供有效的防火屏障。此外，贝加尔湖的病例表明鼠疫很早就是狩猎采集者面临的一个问题。

没有跳蚤的鼠疫

当时的疾病是什么样子也不清楚，但毫无疑问它可以致命。 “无论它是否像黑死病一样具有高度传播性，我都会更加谨慎，”西科拉说。试图在实验室中复活古代鼠疫菌株是不道德的，但通过将古代鼠疫基因组与具有已知临床结果的晚期鼠疫菌株进行比较，您可以得到一个粗略的想法。此类分析表明 LNBA 菌株缺乏遗传变异 这使得细菌能够在跳蚤肠道中生存，研究人员因此得出结论，它们可能不会像 14 世纪的黑死病那样通过跳蚤叮咬传播。

不过，瘟疫在新石器时代晚期还有许多其他传播方式。麦克劳德和希尔斯霍尔姆认为它是通过空气传播并通过咳嗽传播的。但我们不能假设它能够人际传播。另一种可能性是，疫情是由于人们共享未煮熟的受感染肉类而引起的——在这种情况下，每次疫情都是从动物到人类的溢出事件，可能很快就会消失。鼠疫有很多动物宿主，包括羊、狗和啮齿类动物，但研究人员对此知之甚少 关于它在新石器时代晚期的其他物种中有多普遍，或者它是如何在它们中进化的。 “缺少的是这个拼图的重要组成部分——动物，”斯瓦利说。

在所有的不确定性中，可以说最紧迫的问题是瘟疫是否导致了所谓的新石器时代的衰落，欧亚大陆西部人口急剧下降。如果是这样，它也可能在世界的那个地区迎来了青铜时代，一场文化革命，引入了一种更加等级森严和好战的社会模式——也许是为那些以这种方式组织起来的游牧草原牧民扫清了道路。

新石器时代的衰落

新石器时代的农民生活在比牧民或狩猎采集者更密集、更永久的定居点中，许多居住在附近的人肯定容易受到传染。希尔斯霍尔姆认为他对瑞典农民的研究支持了这个想法 那场瘟疫导致了他们的衰落。然而，考古证据——农民文化足迹的减少、暴力迹象和森林的再生——表明它开始于大约 7000 年前，比欧洲出现第一例人畜共患病早 500 年。考古学家斯蒂芬·申南 (Stephen Shennan) 表示：“我仍然怀疑鼠疫是造成人口下降的原因。” 在伦敦大学学院。他认为根本原因是农业危机 – 气候变冷导致农作物产量下降。不过，他表示，如果早期的鼠疫病例曝光，他可能不得不改变主意。

这是可能的。遗传学家相信，史前传染病的流行率远高于可检测到的水平，部分原因是一种疾病可以在患者血液中不出现的情况下致人死亡。例如，结核病就是这种情况，但感染肺部的肺炎型鼠疫也是如此。流感和冠状病毒等 RNA 病毒也尚未检测到。研究人员已经在寻找更多证据，证明新石器时代的社区是由瘟疫直接造成的。其中之一，考古学家克里斯蒂安·克里斯蒂安森 哥本哈根大学的教授认为他们会找到它。

无论 LNBA 瘟疫是否导致了这种衰落，它都可能加剧这种衰落——尤其是在颜那雅人到来之后。克里斯蒂安森怀疑他们向欧洲的扩张是由瘟疫驱动的——他更喜欢人口增长迫使他们去寻找新牧场的理论。但是，他说，他们可能在途中感染了鼠疫，他们的生活方式至少为他们提供了部分免疫力，然后将这些菌株广泛传播。他们的联系网络比农民的联系网络延伸得更远。 “你可以在人类 DNA 中清楚地看到它，”生物考古学家托马斯·布斯 (Thomas Booth) 说道 在伦敦弗朗西斯·克里克研究所。 “突然之间，公元前 3000 年之后，生物联系就延伸到了整个欧亚大陆，而此前它们更多地局限于较小的区域集群。”
当然，鼠疫并不是唯一产生重大影响的疾病。 “Sikora 论文的一大收获是，大约 10% 的受检遗骸在死亡时有重大感染的阳性证据，”共同作者、进化生物学家埃文·欧文-皮斯 (Evan Irving-Pease) 说道。 在哥本哈根大学。 “对古代人类施加的进化压力确实相当大。”他和其他人认为，在当今更加卫生的环境中，因为保护我们的祖先免受人畜共患疾病而选择的基因变体使我们容易面临不同的威胁 – 自身免疫性疾病，例如多发性硬化症 (MS)。

去年，与威廉·巴里 据欧文-皮斯报道，在剑桥大学和其他大学 多发性硬化症的一个主要遗传风险因素与欧洲草原血统有关，该地区北部最高，南部最低。 MS可以触发 今天，人们感染了常见的爱泼斯坦-巴尔病毒，但青铜时代流行的另一种危险病原体可能最初推动了对该危险因素的选择。欧文-皮斯不知道那是什么，但与艾弗森和其他人一起，他正在紧追不舍。

新石器时代晚期疾病的激增可能不仅仅影响了免疫系统。在此之前，欧洲人不从事乳制品生产，而且大多患有乳糖不耐症——无法消化牛奶中的糖。一项令人惊讶的发现 颜那亚人也是如此：他们可能食用发酵形式的牛奶——如酸奶、开菲尔或奶酪——并不知不觉地招募自由生活的细菌来消化乳糖。所以他们没有给欧洲人带来让我们能够自己做到这一点的基因。相反，研究暗示，当疾病发作和相关饥荒迫使这些变异发生的频率可能会增加。 新石器时代农民以喝牛奶为生。

解开这些复杂的生物和文化相互作用对未来具有重要意义。例如，研究人员可能即将揭开多发性硬化症的起源，但他们还无法解释为什么它随着时间的推移变得越来越普遍。人畜共患病继续构成威胁，估计占四分之三 包括新冠肺炎 (covid-19) 在内的新出现的人类疾病的出现，通常是因为我们的工业规模农业实践、森林破坏和气候变化。了解它们过去如何塑造我们将有助于我们预测未来的情况，并有可能利用现代医学的强大工具进行干预。

不过，目前最令研究人员兴奋的是揭示我们的过去的前景。 “我们可以开始就病原体在人类史前史中的作用提出更有趣的问题，”米歇尔说。传染病被称为“考古记录中最响亮的沉默””。最后，我们调高音量。