Oameni au purtat variola încă din anii 600, a arătat o echipă internațională de cercetare, după ani în care „a pescuit” după ADN viral în resturile umane antice. Analiza implică, de asemenea, că virusul circula la oameni chiar mai devreme: cu cel puțin 1.700 de ani în urmă, în perioada turbulentă din jurul căderii Imperiului Roman de Vest, când multe popoare migrau peste Eurasia, scrie celebra revistă Nature.
Dar specialiștii nu au ajuns la un consens important și pentru actuala pandemie: de ce unele forme ale agenților patogeni sunt mai puțin letale în unele epoci, și mai letale în altele.
Dovezile ADN împing cercetarea asupra variolei în urmă cu un mileniu. În 2016, cercetătorii au datat-o în secolul al XVII-lea, folosind ADN-ul extras dintr-o mumie lituaniană. „Am arătat că 1.000 de ani mai devreme, în perioada Vikingilor, variola era deja destul de răspândită în Europa”, spune Martin Sikora, genetician în evoluție la Universitatea din Copenhaga și membru al echipei.
Acesta este doar cel mai recent exemplu de boală infecțioasă gravă a cărei istorie a fost rescrisă brusc și substanțial prin analiza ADN-ului antic în ultimul deceniu. La începutul acestui an, un studiu a raportat că virusul rujeolic – despre care se credea că a apărut la oameni în jurul secolului al IX-lea – ar fi putut sări la oameni în primul mileniu î.e.n., moment în care o secvență a lui pare să se fi infectat vitele – virus rinderpest, acum eradicat. În 2018, echipa lui Sikora a arătat că hepatita B infecta oamenii încă din epoca bronzului, acum 5.000 de ani; în 2015, echipa a raportat o origine similară timpurie pentru ciuma, care este cauzată de bacteria Yersinia pestis.
Nu toate studiile genetice au mutat originile bolii înapoi în timp: cu toate acestea, în 2014, un grup condus de cercetătorul german a raportat că tuberculoza infecta omul de mai puțin de 6.000 de ani, nu 12.000 așa cum a fost consensul, cu atât mai puțin de 70.000 de ani, cum a fost anterior a fost sugerat.
Aceste descoperiri zdruncină înțelegerea cercetătorilor despre modul în care bolile au afectat populațiile umane de-a lungul istoriei, spune Ann Carmichael, o istorică a ciumei de la Universitatea Indiana din Bloomington. Dovada ADN sugerează că boli precum ciuma și hepatita B sunt asociate cu migrații preistorice majore – ceva care pare acum adevărat și cu privire la variolă. Dacă migrațiile au adus bolile în zone noi sau apariția bolii a determinat oamenii să se deplaseze este o întrebare la care arheologii, istoricii și geneticienii speră să poată răspunde.
Dovada ADN-ului a oferit, de asemenea, informații despre virulența variolei antice: ultimele lucrări sugerează că vikingii, de exemplu, au purtat o linie extinsă de variole, cu totul diferită de tulpina modernă. Integrarea geneticii cu istoria și arheologia este lucrarea care urmează, spune arheologul Søren Sindbæk de la Universitatea Aarhus din Danemarca. „Putem începe să punem în cuie aceste evenimente la scara umană”, spune el. „Pe viitor, calendarul de înaltă definiție va fi esențial pentru rescrierea istoriei umane.”
Genomii patogeni antici
Înainte de revoluția antică-ADN, cercetătorii au trebuit să se bazeze pe examinarea scheletelor – sau, mai rar, a mumiilor – pentru dovezi vizibile ale bolii, descoperirea semnelor de lepra sau sifilis, de exemplu, și referire încrucișată cu înregistrări istorice. Dar multe infecții nu lasă urme vizibile pe os. Alte indicii indirecte cu privire la vârsta unor boli au venit din estimarea vârstei și distribuției geografice a mutațiilor la om: persoanele ale căror globule roșii nu au „antigenele Duffy”, de exemplu, se bucură de o anumită protecție împotriva parazitului malariei Plasmodium vivax.
Cercetătorii au reușit să extragă fragmente de ADN patogen din resturi încă din anii ’90. Și în ultimul deceniu, secvențiatori de ADN de generație următoare care pot citi numeroase fragmente scurte – utile pentru secvențierea ADN-ului deteriorat după sute sau mii de ani – au ajutat cercetătorii să reconstruiască genomii întregi de agenți patogeni antici. În 2011, oamenii de știință au publicat primul astfel de genom, de Y. pestis, adunat din patru scheleturi într-un cimitir londonez în care mii de victime ale Morții Negre au fost îngropate în secolul al XIV-lea.
Acum este de rutină să analizezi resturi umane antice pentru agenți patogeni cunoscuți, spune Eske Willerslev, un genetician la Universitatea din Cambridge, Marea Britanie, care a lucrat la studiul variolei. Acest lucru a început ca un proiect de a face o diagramă a diasporei vikinge de la sfârșitul primului mileniu, dar a devenit o analiză mult mai mare. Cercetătorii au examinat ADN-ul colectat de la 1.867 de persoane care au trăit în Eurasia și în America între 32.000 și 150 de ani în urmă. Au gasit intinderi de ADN care seamana cu tulpini de variola moderna in 26 dintre ele; timp de 13, ei au putut să se întoarcă la rămășițele originale și să extragă mai multe ADN-uri de variola prin capturarea țintită, o tehnică care folosește ADN-ul sintetizat în laborator pentru a alege fire similare din oase sau dinți. (Cercetătorii s-au axat pe o parte a craniului aproape de ureche – ca o bună sursă de ADN antic, deoarece este cel mai dens os de mamifer și astfel păstrează bine ADN-ul uman. Dar agenții patogeni sunt mai susceptibili să apară în dinți, pentru că curge mai mult sânge prin ei, spune Willerslev.)
Unsprezece dintre acești indivizi datează de la aproximativ 600 la 1050, suprapunându-se Epoca Vikingă și au venit din actuala Scandinavie, Rusia și Regatul Unit. Unul a fost dezgropat dintr-un mormânt în Oxford, Marea Britanie, și se crede că a murit în masacrul de la Ziua St Brice din 1002, când regele englez Ethelred the Unready a ordonat exterminarea oamenilor identificați drept danezi. Patru indivizi din epoca vikingă au furnizat suficient ADN viral pentru cercetători pentru a reconstrui genomul variolei aproape complet, pe care le-au comparat cu secvențe moderne de variola. În mod surprinzător, descendența care infectează mostrele din epoca vikingă nu a fost un strămoș direct al descendenților din secolul al XIX-lea și al XX-lea. „Este o traiectorie evolutivă separată care a decedat la un moment dat și, din câte știm, nu mai este prezentă astăzi”, spune Sikora.
Cercetătorii au urmărit acest arbore genealogic folosind o abordare a „ceasului molecular”: au măsurat cât de mult diferă liniile antice și moderne și au folosit rata cu care se acumulează diferențele genetice pentru a calcula cât timp a trecut de când s-au divizat liniile. Această analiză sugerează că cel mai recent strămoș comun al lor a trăit în urmă cu aproximativ 1.700 de ani.
Alți cercetători au crezut că variola infecta oamenii cu mult înainte de 1.700 de ani în urmă. Înregistrările istorice sugerează că o boală asemănătoare cu variola este cu noi de mai bine de 3.000 de ani și ar putea chiar să-l fi omorât pe tânărul faraon Ramses V în secolul al XII-lea î.e.n. Ultimele dovezi ale ADN-ului nu aruncă nicio lumină asupra acestei idei, însă un proiect egiptean pentru a analiza ADN-ul mumiei regale este programat să raporteze în 2022.
Studiile asupra agenților patogeni antici, cum ar fi ciuma, hepatita B și variola au dovedit că este posibil să detecteze agenți patogeni în resturi care nu prezintă semne de boală, astfel încât oamenii de știință nu trebuie să se limiteze la analizele lor pentru a rămâne în gropile de ciumă. Aceasta oferă o imagine mai cuprinzătoare a impactului agenților patogeni în lumea antică.
Distribuția genotipurilor patogene și modul în care se schimbă în timp ar putea arunca o nouă lumină asupra modului în care oamenii s-au mișcat în trecut. Descoperirea lui Y. pestis în dinții conservați ai păstorilor Yamnaya care au venit în Europa de la stepa europeană de est, de exemplu, a dat naștere teoriei că acești invadatori au accelerat declinul societăților agricole neolitice după 3500 î.Hr., răspândind ciuma. Dar aceasta este încă o idee contestată, deoarece există dovezi arheologice potrivit cărora declinul era deja în curs cu 1.000 de ani înainte de venirea Yamnaya, spune Detlef Gronenborn, arheolog la Institutul de Cercetare pentru Arheologie Leibniz din Mainz, Germania.
Dar pentru că doar aproximativ 200 de genomi antigeni completi au fost secvenționați – și doar câțiva pentru fiecare agent patogen – concluziile care pot fi trase din analiza fito-genetică sunt limitate deocamdată. Chiar și în actuala pandemie, cu zeci de mii de genomuri SARS-CoV-2 analizate, cercetătorii au tras uneori concluzii eronate despre calea pe care virusul a luat-o în timpul răspândirii. Cei mai mulți cercetători se întorc în timp și, cu cât probele sunt mai reduse, spune Poinar, cu atât este mai mare riscul suprainterpretării.
Cercetătorii spun că investigațiile asupra istoriei evolutive a virusurilor ar putea fi de asemenea utile în protejarea oamenilor în viitor. „Este foarte greu de prezis unde va merge evoluția virusului”, spune medicul virolog Lasse Vinner de la Universitatea din Copenhaga, un alt autor pe hârtie, „dar știind unde a fost, ne facem o idee mai bună despre posibilitățile de variație. “ Andrea McCollum, un epidemiolog la Centrele pentru Controlul și Prevenirea Bolilor din Atlanta, Georgia, care a studiat variola, spune că un astfel de arbore genealogic ar putea fi important pentru protecția pe care stocurile rămase de vaccin împotriva variolei și-ar permite-o împotriva virușilor ortopoxici înrudiți.
Istoricii bolilor, între timp, recunosc că au noi întrebări cărora le caută răspuns. „Trebuie să începem din nou”, spune Carmichael. Confirmarea din 2011 conform căreia Y. pestis a dat naștere morții negre a fost pusă în dezbatere asupra cauzei acelei pandemii. Și pentru că tulpina Moartea Neagră era foarte asemănătoare cu modernul Y. pestis, i-a determinat pe istorici să pună o nouă întrebare: de ce era ciuma atât de mult mai letală în lumea premodernă decât în cea modernă? Co-morbiditățile și modul de viață ar putea explica parțial, dar răspunsul nu este încă clar. „Abordarea este o întrebare istorică, nu una genetică”, spune ea.