Le bétail probablement lié à des épidémies préhistoriques de la peste

Un génome préhistorique de Yersinia pestis obtenu à partir de moutons sort illumine une maladie infectieuse précédemment énigmatique qui a affligé l’Eurasie pendant plus de 2000 ans.

Points clés

• Le rôle du bétail dans la diffusion de la peste: Yersinia pestis a été détectée chez un mouton de 4000 ans, suggérant que le bétail a contribué à la transmission d’une variante précoce de la peste qui a autrefois imprégné l’Eurasie au cours des époques du néolithique et de l’âge du bronze (LNBA).
• Contamination d’un réservoir non identifié: L’étude génétique indique que les souches essentiellement identiques de la peste ont infecté les personnes et les moutons. La maladie a été acquise par débordement à partir d’un réservoir d’animaux sauvages non identifié, et un pâturage de moutons étendus vraisemblablement accru à l’exposition humaine à la bactérie.
• Le Lignée de peste LNBAprésents dans les moutons et les humains, présentaient une absence des composantes génétiques nécessaires à la transmission des puces. Cette lignée a démontré des altérations génétiques simultanées sous des pressions évolutives importantes, indiquant une dynamique distincte de la maladie par rapport aux fléaux historiques ultérieurs.
• Le se lever dans le bétail L’élevage pendant l’âge du bronze a probablement facilité une plus d’interaction entre les humains, les animaux et les réservoirs sauvages de la maladie. Cela met en évidence l’importance de la domestication animale et de l’élevage dans l’origine et la diffusion d’importantes maladies zoonotiques.

Il y a environ 5 000 ans, une épidémie énigmatique s’est diffusée en Eurasie, disparaissant 2 000 ans par la suite. Cette lignée énigmatique «LNBA Plague», connue uniquement de l’ADN ancien, a confondu les experts concernant son origine zoonotique probable et sa transmission.

Une étude récente publiée dans Cell identifie cette ancienne peste dans un animal pour la première fois: un mouton domestiqué de 4000 ans trouvé dans la ville pastoraliste d’Arkaim dans la steppe eurasienne occidentale. Diverses éléments de preuve indiquent que les maladies de la peste chez l’homme et les moutons proviennent d’un réservoir sauvage actuellement non identifié, et que le troupeau de moutons étendu pendant l’âge du bronze a facilité les interactions plus étroites entre les communautés pastorales de steppe et ce réservoir.

Cette étude élucide les relations entre les animaux domestiqués et la diffusion d’une bactérie notoire, offrant un aperçu de l’efficacité remarquable de l’agent pathogène à l’infectitude des humains à travers de grandes distances au cours des millénaires.

Origines zoonotiques des maladies de la peste ancienne

La majeure partie des virus humains contemporains a une origine zoonotique, indiquant qu’ils sont passés des animaux aux personnes par le biais d’un processus appelé déversement. Un corpus de données en expansion indique que de nombreuses maladies infectieuses sont nés au cours des 10 000 dernières années, coïncidant avec la domestication des bovins et des animaux de compagnie, impliquant nos associations de plus en plus intimes avec ces animaux comme la genèse de ces maladies chez l’homme. L’examen des virus des animaux préhistoriques à travers des techniques d’ADN anciennes présente une chance distinctive de démêler les origines des maladies infectieuses humaines; Cependant, il reste principalement non examiné jusqu’à présent.

La peste se classe comme l’une des maladies zoonotiques les plus mortelles identifiées. Transmis par des puces résidant sur des rats, il a entraîné la mort de millions de personnes à travers l’histoire, en particulier lors de la mort noire du XIVe siècle, qui revendiquait près d’un tiers de la population européenne. Avant d’importantes pandémies historiques, une variante préhistorique génétiquement unique de la peste a été diffusée en Eurasie, commençant il y a environ 5 000 ans. La lignée reconnaît aujourd’hui comme le tardif des populations humaines de l’âge du bronze néolithique (LNBA) pendant environ 3 000 ans avant de s’éteindre probablement.

Fait intéressant, la lignée LNBA est dépourvue des composants génétiques essentiels nécessaires à la transmission aux puces des souches de peste historiques et contemporaines, rendant son mode de transmission perplexe. D’autres créatures doivent avoir contribué à sa diffusion, mais lesquelles? « L’une des premières étapes pour comprendre comment une maladie se propage et évolue est de savoir où il se cache, mais nous ne l’avons pas encore fait dans l’ancien champ d’ADN », a déclaré l’auteur principal Ian Light-Maka, un candidat doctorant axé sur l’évolution à long terme des agents pathogènes. «Nous avons plus de 200 Y. pestis Les génomes des humains anciens, mais les humains ne sont pas un hôte naturel de la peste », a déclaré Light-Maka.

Les restes de moutons d’Arkaim dévoilent le génome préhistorique de Y. pestis inaugural dans le bétail

Une équipe internationale de chercheurs du Max Planck Institute of Infection Biology, de l’Université Harvard, de l’Université de l’Arkansas, du Max Planck Institute of Evolutionary Anthropology et de l’Université nationale de Séoul a examiné les os et les dents du bétail de l’âge du bronze sur le site pastoraliste d’Arkaim en Russie. Ce site, associé à la culture Sintashta-Petrovka, est reconnu pour ses progrès dans l’élevage du bétail, des moutons et des chevaux, dans le but d’élucider la persistance et la propagation de l’infection au cours des millénaires en Eurasie. Ils ont détecté un mouton de 4000 ans infecté par la même lignée LNBA de Y. pestis qui infectait simultanément les humains.

«Arkaim faisait partie du complexe culturel de Sintashta et nous a offert un endroit idéal pour rechercher des indices de peste: c’étaient les premières sociétés pastorales sans le type de stockage de céréales qui attirerait les rats et leurs puces – et des individus antérieurs sintashta ont été trouvés avec Y. pestis infections. Leur bétail pourrait-il être un lien manquant? » Les États du Dr Taylor Hermes, professeur adjoint d’anthropologie à l’Université de l’Arkansas et co-auteur de l’étude.

Les moutons ont présenté un risque accru d’infection à Y. pestis dans les communautés pastorales

Une analyse de l’ancien génome de Y. pestis des moutons, juxtaposée à d’autres génomes anciens et contemporains, a indiqué que le génome de Y. pestis du mouton ressemblait étroitement à celui d’une souche qui avait infecté un humain à un endroit immédiat au cours d’une période temporelle similaire. « Si nous ne savions pas que c’était à partir d’un mouton, tout le monde aurait supposé que c’était juste une autre infection humaine – c’est presque indiscernable », déclare le Dr Christina Warinner, Landon T. Clay Professor d’archéologie scientifique à l’Université de Harvard et un chef de groupe au MPI-EVA.

Cela indique que les humains et leurs animaux ont été infectés par la même souche de Y. pestis; Pourtant, la direction de la transmission reste claire. Les méthodologies archéologiques et comparatives peuvent donner quelques informations. Dans les régions où Y. pestis reste endémique, il est établi que les moutons peuvent contracter l’infection par contact direct avec les carcasses d’animaux infectés, tels que les rongeurs, qui servent de réservoir naturel du pathogène. Cela peut déclencher des épidémies de peste localisées chez l’homme si les moutons sont insuffisamment massacrés ou cuits. Cet arrangement peut avoir facilité la transmission de la peste du LNBA en préhistoire, reliant les maladies humaines et ovines.

«La culture Sintashta-Petrovka est célèbre pour leur éménagement étendu sur de vastes pâturages aidés par des technologies de chevaux innovantes, ce qui a permis à leur bétail d’entrer en contact avec des animaux sauvages infectés par Y. pestis», Dit Christina Warinner.« Depuis, ce n’est qu’un court houblon de plus dans les humains. »

Les signatures de sélection naturelle indiquent que le réservoir préhistorique de Y. pestis reste non identifié

L’examen du nouveau mouton Y. le génome pestis avec des génomes humains existants a facilité une reconstruction plus précise de la dynamique évolutive de cette branche de peste ancienne, probablement éteinte. Contrairement aux lignées contemporaines de Y. pestis, qui présentent une variabilité géographique et un caractère distinctif, l’ancienne branche LNBA a démontré une uniformité remarquable sur sa gamme d’environ 6 000 kilomètres à tout moment. Les variations du cycle de vie et peut-être de la sélection naturelle peuvent avoir contribué, comme en témoignent de nombreuses infections proéminentes, telles que le SARS-COV-2 responsable de Covid-19, où de nouvelles variations peuvent survenir et proliférer si elles présentent une infectivité et une transmissibilité accrues.

Contrairement aux attentes de découvrir de telles variantes, l’enquête a révélé de manière inattendue que l’ancienne lignée évoluait sous des limites importantes. Un sous-ensemble de gènes a été observé comme muté à plusieurs reprises et indépendamment; Cependant, ces altérations parallèles ont été exclusivement identifiées dans les infections sans progéniture directe, servant potentiellement de trace génétique de retombées historiques.

«Nous pouvons montrer que la lignée ancienne a évolué sous une pression élevée, qui contraste avec le Y. pestis Toujours trouvé aujourd’hui. De plus, les anciens moutons ainsi que les infections humaines sont probablement des retombées isolées du réservoir inconnu, qui reste en liberté. Constater que le réservoir serait la prochaine étape », déclare le Dr Felix M. Key, auteur principal et directeur du laboratoire évolutif de la pathogène -omique du MPIIB. Malgré ces nouvelles idées, des préoccupations importantes persistent, comme les mécanismes par lesquels l’agent pathogène se dissonne beaucoup à bref intervalles.

Les moutons et les personnes sont des vecteurs primaires improbables de transmission de la maladie, car les cas de génomes de peste LNBA Y. pratiquement identiques ont été identifiés simultanément à des distances de milliers de kilomètres, au-delà de la capacité de voyage des humains infectés ou des animaux terrestres.

L’enquête sur les agents pathogènes dans les restes d’animaux anciens en est à ses stades naissants; Les fouilles archéologiques peuvent produire des dizaines de milliers d’os d’animaux et les résultats des fouilles précédentes restent en stock, attendant une analyse plus approfondie. «Je pense», dit Key, «il y aura de plus en plus d’intérêt à analyser ces collections – ils nous donnent un aperçu qu’aucun échantillon humain ne peut.»

Questions fréquemment posées