埋藏于欧亚大陆地下的古代骸骨,正向我们讲述一个长达三万七千年的故事。这并非一个关于王侯将相或帝国更迭的传说,而是一个关于人类与我们最古老、最致命的敌人——传染病——之间漫长斗争的分子记录。一项迄今为止规模最大的古病原体DNA研究,通过分析超过1300名史前人类的遗骸,为我们绘制出了一幅前所未有的疾病演化地图,揭示了两次关键的人类社会变革——农业革命与大规模迁徙——是如何永久性地重塑了我们的健康,其影响至今犹存。
这项由剑桥大学和哥本哈根大学的埃斯克·威勒斯列夫(Eske Willerslev)教授领导的里程碑式研究,今天发表于《自然》杂志。研究团队从古代人类的牙齿和骨骼中,成功筛选并复原了214种已知人类病原体的遗传物质,构建了一个跨越数万年的“古代病历”。这些微量的DNA碎片,让我们得以精确追溯那些在人类历史中留下过惨痛印记的疾病的起源与传播。
两次改变人类健康命运的变革
长期以来,考古学和人类学界一直推测,人类从狩猎采集转向定居农业的生活方式,是开启传染病新纪元的关键节点。这项研究首次为此提供了决定性的分子证据。分析显示,人畜共患病(即由动物传播给人类的疾病)最早的明确证据可以追溯到大约6,500年前。威勒斯列夫教授指出:“我们长期怀疑,向农业和畜牧业的过渡为疾病的新时代打开了大门——现在,DNA告诉我们,这一幕至少发生在6,500年前。”
与家养动物的亲密接触、更高的居住密度以及不良的卫生条件,共同为病原体从动物宿主“跃迁”至人类身上创造了完美的温床。然而,真正的爆发点出现在大约5,000年前,此时人畜共患病的发病率在考古记录中呈现出显著的增加。这一时间点与一次深刻影响了欧洲历史的事件惊人地吻合——颜那亚(Yamnaya)文化的大规模迁徙。
这些来自本都-里海草原(今乌克兰和俄罗斯西南部)的牧民,不仅将他们的基因和语言带入了欧洲西北部,深刻地塑造了今天欧洲人的遗传图谱,他们同样也带来了新的病原体。这次大迁徙如同一个巨大的生物混合器,加速了疾病在不同人群间的传播和演变。
疾病“恶棍”的古老身影
这项研究的发现,如同一个病原体的“名人录”,其中不乏一些人类历史上最臭名昭著的“杀手”。团队在一个有5,500年历史的样本中,检测到了鼠疫耶尔森菌(Yersinia pestis)的基因痕迹——这是迄今发现的世界上最古老的鼠疫细菌。这一发现表明,早在中世纪黑死病席卷欧洲、夺走近半数人口生命之前的数千年,这种可怕的病原体就已经在人类社会中潜伏。
此外,研究人员还发现了许多其他疾病的古老踪迹:
- 乙型肝炎病毒:在距今9,800年的样本中被发现,显示出其与人类悠久的共存历史。
- 白喉:其病原体DNA可追溯至11,100年前,这一时间甚至早于许多地区的农业革命,暗示某些病原体可能在狩猎采集社会就已经开始适应人类。
- 疟疾和麻风病的病原体,也分别在4,200年和1,400年前的样本中被找到。
为了获得这些珍贵的遗传信息,科学家们主要从两个部位提取样本:牙齿,其坚硬的牙釉质如同一顶保护帽,使内部的DNA免受降解;以及颅骨内最坚硬的骨头——颞骨岩部(petrous bone)。
来自远古的警示
这项研究的意义远不止于满足我们对历史的好奇心。在一个刚刚经历过新冠(COVID-19)大流行的世界里,这些来自远古的警示显得尤为重要。
“如果我们了解过去发生了什么,就能帮助我们为未来做好准备。据预测,许多新出现的传染病都起源于动物,”该研究的第一作者、哥本哈根大学副教授马丁·西科拉(Martin Sikora)说。通过构建病原体演化的“化石记录”,科学家可以识别出那些在历史上被证明是“成功”的基因突变,从而预测病原体未来的演化方向。
威勒斯列夫补充道,这些知识对于未来的疫苗开发至关重要。“过去成功的突变很可能会再次出现。这些知识使我们能够测试当前的疫苗是否提供足够的覆盖率,或者是否需要针对新的突变开发新的疫苗。” 这项研究,本质上是为我们提供了一本关于如何应对未来大流行的、用数万年时间写就的“历史教科书”。