اجداد دور ما سرنخ‌هایی از مهاجرت میکروبی دارند؛

دی ان‌ای باکتری‌ها و ویروس‌هایی که هزاران سال پیش انسان‌ها را آلوده کردند هنوز در بقایای اسکلتی آنان به دام افتاده است. دانشمندان در حال یافتن چیز‌هایی هستند که می‌توانیم از آنان بیاموزیم.

کد خبر: ۲۸۷۸۱

تاریخ انتشار: ۲۷ مهر ۱۴۰۲ - ۱۳:۰۰

مخاطب 24- در قرن شانزدهم میلادی در کشوری که امروزه به نام مکزیک شناخته می‌شود کاهش ناگهانی و چشمگیر جمعیت رخ داد. در نتیجه شیوع بیماری‌ که پس از تسخیر آن قلمرو توسط اروپایی‌ها گسترش یافت میلیون نفر از افراد بومی آن ناحیه جان‌شان را از دست دادند. تا همین اواخر اعتقاد بر این بود که اروپایی‌ها این بیماری را با خود از اروپا آورده بودند، اما عامل دقیق بیماری‌زا ناشناخته بود. اکنون تیمی از دانشمندان DNA ویروسی باستانی را از دندان قربانیان شیوع این بیماری که در زیر یک بیمارستان و کلیسای کوچک دوران استعمار در نیومکزیکو مدفون شده‌اند استخراج کرده‌اند. DNA نشان می‌دهد که قربانیان به ویروس هپاتیت B و پارو ویروس انسانی B۱۹ آلوده شده بودند. دانشمندان دریافتند که منشاء این ویروس نه از اروپا بلکه احتمالا از آفریقا بوده است. یکی از دانشمندانی که در این بررسی نقش داشته از آزمایشگاه بین المللی تحقیقات ژنوم انسانی در دانشگاه ملی مکزیک می‌گوید: "به نظر می‌رسد که ویروس‌ها منشاء آفریقایی داشته باشند، و سه نفر از انسان‌هایی که مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند نیز از نظر ژنتیکی آفریقایی بودند".

در آن زمان، بازرگانان و استعمارگران اروپایی به زور آفریقایی‌ها را به بردگی می‌گرفتند و تا هزاران مایل دورتر به قاره امریکا می‌بردند. شرایط ظالمانه در کشتی‌ها باعث می‌شد عفونت‌ها به سرعت گسترش یابند. این افراد در کشتی‌های شلوغ و غیر بهداشتی در شرایط کاملا غیرانسانی قرار گرفته بودند. هنگامی که ویروس وارد قاره امریکا شد افراد بومی که پیش‌تر هرگز در معرض آن ویروس قرار نگرفته بودند نسبت به آن به شدت آسیب پذیر بودند. این ویروس بخش بزرگی از جمعیت بومی را از بین برد.

بازنویسی تاریخ

این کشف یکی از جدیدترین کشفیات در زمینه دیرینه میکروبیولوژی است که به موجب آن محققان قطعاتی از DNA میکروبی را از اسکلت‌های چند صد ساله استخراج می‌کنند. سپس DNA بازسازی می‌شود و به دانشمندان این امکان را می‌دهد که بیماری یا وضعیتی را صد‌ها یا حتی هزاران سال پس از مرگ فرد تشخیص دهند. این تکنیک نحوه نگرش و درک ما از گذشته خود را تغییر می‌دهد.

برای مثال، آبله را در نظر بگیرید یک بیماری ویرانگر که تنها در قرن بیستم باعث مرگ ۳۰۰ میلیون نفر شد. منشاء ویروس واریولا که باعث آبله می‌شود همیشه مبهم بوده است. بر اساس گزارش‌های نقل شده مورخان باور داشتند که ممکن است آن ویروس ۱۰ هزار سال قبل از میلاد وجود داشته، اما تا همین اواخر هیچ گونه مدرک علمی‌ای برای اثبات این ایده وجود نداشت و قدیمی‌ترین مورد تایید شده آن ویروس با استفاده از DNA استخراج شده از یک مومیایی لیتوانیایی به قرن هفدهم مربوط می‌شد.

با این وجود، در سال ۲۰۲۰ میلادی زمانی که "باربارا موهلمان" دانشجوی دکترا در دانشگاه کمبریج و همکاران اش ویروس واریولا را از دندان‌های اسکلت وایکینگ‌های مربوط به ۶۰۰ پس از میلاد استخراج کردند این تاریخ به عقب کشیده شد. این اسکلت‌ها در ۱۱ محل دفن در دانمارک، نروژ، روسیه و بریتانیا کشف شدند. آبله هم چنین در بقایای انسان‌های متعدد از اولاند جزیره‌ای در سواحل شرقی سوئد با سابقه طولانی تجارت یافت شد. این یافته مربوط به اولین موارد تایید شده آبله در بازه زمانی ۱۰۰۰ سال است. این مطالعه شواهد روشنی ارائه می‌دهد که وایکینگ‌ها که به طور گسترده در اروپا و فراتر از آن سفر می‌کردند آبله را با خود حمل می‌کردند.

در همین حال، تجزیه و تحلیل DNA باستانی نیز منشاء طاعون را روشن ساخته است. نتیجه مطالعه‌ای انجام شده در سال ۲۰۱۵ میلادی که در جریان آن DNA میکروبی دندان‌های ۱۰۱ اسکلت مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته بود نشان داد که Y. pestis باکتری عامل طاعون دست کم سه هزار سال پیش از اولین بیماری همه‌گیر طاعون در بین انسان‌ها پخش شده بود. محققان باکتری Y. pestis را در DNA هفت اسکلت پیدا کردند که قدیمی‌ترین آن مربوط به فردی می‌باشد که ۵۷۸۳ سال پیش فوت کرده بود.

اگرچه طاعون مدرن معمولا از طریق موش‌های حامل کک‌های آلوده پخش می‌شود، اما این مطالعه نشان داد که باکتری طاعون تا آغاز هزاره اول قبل از میلاد مسیح جهش‌های لازم برای آلوده کردن کک‌ها را به دست نیاورد و پیش از آن احتمالا از طریق تماس انسان با انسان گسترش یافته و منجر به بروز طاعون پنومونی کم‌تر جدی شده بود. با این وجود، باکتری طاعون زمانی که توانایی آلوده کردن کک‌ها را به دست آورد به سرعت گسترش یافت و منجر به شیوع طاعون بوبونیک یا خیارکی شد یک بیماری همه گیر که نیمی از جمعیت اروپا را در قرن چهاردهم از بین برد.

علاوه بر آن، DNA باستانی در حال تغییر دیدگاه ما درباره یک بیماری جدی دیگر است: سیفلیس. پیش‌تر اعتقاد بر این بود که اولین شیوع سیفلیس در اروپا در سال ۱۴۹۵ میلادی در ایتالیا درست پس از بازگشت کریستف کلمب از اولین سفر خود به قاره آمریکا رخ داد. این بیماری مقاربتی در میان افراد پیاده نظام تحت فرمان شارل هشتم پادشاه وقت فرانسه که در آن زمان قصد فتح پادشاهی ناپل را داشت شیوع پیدا کرد و سپس به عنوان بیماری‌ای ناتوان کننده به سرعت در سراسر اروپا گسترش یافت.

از آنجایی که شیوع این بیماری درست پس از بازگشت کلمب و خدمه اش از اولین سفر اقیانوس اطلس اتفاق افتاد اکثر مورخان بر این باور بودند که سیفلیس از جایی که در آن زمان "دنیای جدید" نامیده می‌شد به اروپا سرایت کرد. با این وجود، اکنون با در اختیار داشتن داده‌های بیش‌تر حمایت از یک نظریه متفاوت در حال افزایش است.

"ورنا شوئنمان" استاد علوم باستان شناسی در دانشگاه بازل و دانشگاه زوریخ در سال ۲۰۲۰ میلادی تیمی را رهبری کرد که DNA را از نه فردی استخراج کرد که استخوان‌های شان دارای ضایعات مشخصه سیفلیس بود. بقایای جسد از گورستان‌های فنلاند، استونی و هلند به دست آمد. محققان دست کم سه گونه جداگانه از Treponema pallidum پاتوژنی که باعث سیفلیس و هم چنین بیماری‌های دیگری را شناسایی کردند که اکنون صرفا در مناطق استوایی یافت می‌شوند. تاریخ گذاری کربنی اسکلت‌ها و تابوت‌ها تایید کرد که این افراد در فاصله اوایل تا اواخر قرن پانزدهم فوت کرده اند که نشان می‌دهد پیش از بازگشت کلمب از اولین سفر خود سیفلیس در اروپا در حال گردش بوده است. محاسبات براساس میزان جهش باکتری سیفلیس نیز نشان می‌دهد که منشاء بیماری پیش از زمان ورود کلمب بوده است.

شوئنمان می‌گوید: "ما می‌دانیم که انتشار عوامل بیماری زا به مسیر‌های تجاری مرتبط است. ما می‌بینیم که در مورد سیفلیس، طاعون و جذام هر زمان که انسان‌ها شروع به مبادله سفر و تجارت کردند فرصت‌هایی را برای سفر عوامل بیماری زا فراهم کردند".

این بدان معناست که DNA میکروبی تنها می‌تواند اطلاعات زیادی در مورد تاریخ همه گیری‌های باستانی به ما بدهد. خود DNA مشکلی ندارد. اگرچه DNA در طول زمان تجزیه می‌شود، اما محققان ژنوم یک ماموت پشمالو را که یک میلیون سال پیش می‌زیسته توالی یابی کرده اند. با این وجود، این احتمال وجود دارد که قبل از حدود ۱۲۰۰۰ سال پیش زمانی که انسان‌ها کشاوزی را پذیرفتند افراد به میزانی با یکدیگر در تماس نبودند که باعث ایجاد یک بیماری همه گیر شود.

شوئنمان می‌افزاید: "شما برای انتقال بیماری‌ها به تعداد معینی از انسان نیاز دارید بنابراین ما تمایل داریم که این بیماری‌ها را در مجاورت اولین شهر‌ها مشاهده کنیم. زمانی که مردم شروع به سکونت کردند در آن زمان همه گیری شیوع پیدا کرد".

سرنخ‌هایی از دندان‌ها

یک مکان عالی برای جستجوی DNA میکروبی باستانی پلاک دندان است. این بقایای چسبنده که در صورت عدم مسواک زدن صحیح روی دندان‌های شما جمع می‌شوند باکتری‌ها را به دام می‌اندازند و در نهایت باعث پوسیدگی دندان و بیماری لثه می‌شوند. در نهایت پلاک تحت یک فرآیند کانی سازی قرار می‌گیرد و پس از آن سخت می‌شود و DNA باکتری‌ها و ویروس‌های دهان باستانی را در داخل آن به دام می‌اندازد. رمزگشایی این ژنوم میکروبی به دانشمندان امکان دسترسی به گنجینه‌ای از اطلاعات در مورد سلامت اجداد ما را می‌دهد.

برای مثال، پروژه پزشکی چند ملیتی از پلاک دندان انسانی برای گردآوری تاریخچه درمان جذام در قرون وسطی در اروپا استفاده می‌کند. این تیم تحت سرپرستی "امانوئلا کریستیانی" از دانشگاه ساپینزا رم جِرم دندانی مربوط به دندان‌های حفاری شده از گورستان‌های قرون وسطایی سنت لئونارد در پیتربورو در انگلستان و سنت توماس دزیه در فرانسه را مورد تجزیه و تحلیل قرار داده اند.

این تیم در برخی افراد آثاری از زنجبیل پیدا کردند که نشان می‌دهد تلاش‌هایی برای درمان این بیماری صورت گرفته است. برای مثال، کنستانتین آفریقایی پزشک مشهور قرن یازدهم پس از میلاد مسیح در مورد تهیه درمان‌های خوراکی حاوی زنجبیل و سایر گیاهان برای کاهش درد معده ناشی از جذام مطالبی را نوشته بود. هم چنین، در برخی از بیماران آثار جیوه یافت شد که می‌توانست برای پوشاندن عیوب پوست و به عنوان پماد تسکین دهنده درد مورد استفاده قرار گیرد. این موضوع نشان می‌دهد در آن زمان به جای انگ زدن به مبتلایان، از قربانیان مراقبت می‌شد.

تشخیص بیماری قلبی و آلزایمر

تعیین توالی DNA دندان می‌تواند بیش‌تر از آن که به ما در مورد بیماری‌های عفونی یک فرد در هنگام مرگ بگوید کمک کننده باشد. در آینده این فناوری هم چنین می‌تواند نشان دهد که میکروبیوم دهان یک فرد مجموعه عظیم و متنوعی از باکتری‌ها و قارچ‌هایی که در داخل و اطراف دهان شما زندگی می‌کنند نیز چگونه بوده اند. این اطلاعات به نوبه خود می‌تواند به ما در مورد شیوع بیماری‌های غیرواگیر (NCDs) در دوران باستان بگوید.

بیماری‌های غیرواگیر شرایط مزمنی هستند که نتیجه یک عامل عفونی منفرد نیستند که بیماری‌هایی مانند بیماری قلبی، دیابت، آرتریت روماتوئید و بیماری آلزایمر را شامل می‌شوند. مطالعاتی وجود دارد که به دهه‌های قبل بازمی گردد که نشان می‌دهند سلامت دهان و میکروبیوم دهان چگونه با این شرایط مرتبط است. اخیرا در مقاله‌ای منتشر شده این استدلال مطرح شده که از آنجایی که پیوند‌های بین میکروبیوم دهان و بیماری‌های غیر واگیر به خوبی تثبیت شده ممکن است بتوانیم از DNA میکروبی باستانی برای استنباط این که آیا جمعیت انسان‌های باستانی نیز این شرایط را تجربه کرده اند استفاده کنیم.

اگرچه آن‌ها اغلب به عنوان بیماری‌های مدرن ناشی از سبک زندگی ناسالم در نظر گرفته می‌شوند، اما ما در واقع نمی‌دانیم که تا چه حد در جمعیت‌های انسانی اجدادی شایع بوده اند، زیرا اکثریت قریب به اتفاق بیماری‌های غیر واگیر هیچ اثر مشخصی بر روی اسکلت باقی نمی‌گذارند. با این وجود، نشانه‌هایی از حضور آن البته نه به اندازه امروز وجود دارند.

در ادبیات مصر باستان در برخی از قدیمی‌ترین سوابق مکتوب توصیف‌هایی وجود دارد که بسیار شبیه دیابت است برای مثال گزارش‌هایی از طبیعت بوی شیرین ادرار. این فرض وجود دارد که مردم در گذشته زندگی کوتاه و بیرحمانه‌ای داشته اند، اما بسیاری از آنان به سن بالاتر رسیده اند و این بیماری‌های غیرواگیر را تجربه کرده اند. به تازگی پروژه‌هایی از جمله رمزگشایی دقیق DNA میکروبی موجود در پلاک دندان صورت گرفته تا مشخص شود فرد هنگام مرگ چه باکتری و ویروسی داشته است. سپس این با نشانگر‌های شناخته شده بیماری موجود در اسکلت فرد مقایسه می‌شود و با آنان مرتبط است.

ضایعات مختلفی در اسکلت‌ها وجود دارد که نشان دهنده بیماری است. برای مثال، کرم خوردگی یا آبسه در دندان‌های فرد ممکن است نشان دهد که او از بیماری پریودنتال (لثه) رنج برده است. شما هم چنین می‌توانید علائم التهاب سیستمیک را با نگاه کردن به استخوان‌های فرد تشخیص دهید. برای مثال، آرتریت می‌تواند منجر به تغییر شکل بینایی در مورفولوژی (ریخت شناشی) استخوان شود. استخوان‌ها موجود زنده‌ای هستند که در طول عمر تغییر می‌کنند. بنابراین، استخوان‌ها بسته به این که کسی به طور فعال استرس را تجربه می‌کند شکل‌ها و بافت‌های متفاوتی خواهند داشت.

تحقیقات تازه باید به دانشمندان اجازه دهد به میکروبیوم دهان اسکلت نگاه کنند و از آن اطلاعات برای محاسبه احتمال ابتلای آنان به یک بیماری مزمن استفاده کنند و به محققان این امکان را می‌دهد تا چگونگی تغییر شرایطی مانند آرتریت و چاقی را در طول زمان پیگیری کنند از جمله این که انقلاب کشاورزی، صنعتی شدن و شهرنشینی چه تاثیری بر این شرایط داشته است. دلایل خوبی برای این باور وجود دارد که تحولات بزرگی این چنینی تاثیر زیادی بر سلامت انسان داشته اند.

برای مثال، نتیجه مطالعه‌ای انجام شده در سال ۲۰۱۳ میلادی در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا نشان داد که میکروبیوم دهان اجداد ما پس از تغییر از شکارچی به کشاورز تغییر کرده و ناسالم‌تر شده است.

این یافته بر نقش عوامل بیماری زا در شکل دادن به تاریخ بشر تاکید می‌کند. با این وجود، تحقیقی از این دست صرفا یک علاقه تاریخی نیست و می‌توان از آن برای بهبود سلامت انسان مدرن نیز استفاده کرد. یکی از اهداف انجام آن تحقیق توسعه پیوند میکروبیوم بوده است: تعویض میکروبیوم دهان ناسالم با میکروبیوم سالم. روزی را تصور کنید که مجبور نیستید دندان‌های تان را مسواک بزنید، زیرا میکروب‌هایی در دهان تان وجود دارد که باعث بیماری‌های دهانی نمی‌شوند این ممکن است چیزی باشد که ما می‌توانیم با بررسی میکروب‌هایی که افراد قبل از حضور گسترده میکروب داشتند به آن دست یابیم.

برخی دانشمندان می‌گویند‌ ای کاش دندان‌های ما همانند دندان نئاندرتال‌ها بود، زیرا آنان در اکثر موارد از سلامت دهان و دندان فوق‌العاده‌ای برخوردار بودند. اگر ما بتوانیم ترکیب میکروبی آنان را در نظر بگیریم و از آن به عنوان راهنمای توسعه پیوند میکروبی دهان مدرن استفاده نماییم می‌توانیم وضعیت فعلی را که در آن ۹۰ درصد آمریکایی‌ها در طول عمر خود دچار کرم خوردگی دندان می‌شوند اصلاح کنیم.

منبع: فرارو