Ein Mann und eine Frau, die in der chilenischen Wüste bestattet wurden, waren zum Zeitpunkt ihres Todes – irgendwann zwischen 1492 und 1631 – mit Pocken infiziert.
Das Virus gehörte zu einer europäischen Abstammungslinie; die am nächsten verwandten, bislang bekannten Varianten zirkulierten dort im Mittelalter. Diese Viruslinie ist später ausgestorben.
Damit ist es Forschenden erstmals gelungen, antike Pockengenome aus menschlichen Überresten in Nord- und Südamerika zu gewinnen.
Shigeki Nakagome von der School of Medicine des Trinity College Dublin und Constanza de la Fuente Castro von der Universidad de Chile konzipierten das Projekt gemeinsam.
Die Auswertung übernahm Bruno Romero González, Doktorand in Dublin, zusammen mit drei Kolleginnen und Kollegen.
„Antike DNA ermöglicht es uns, Ereignisse direkt zu beobachten, die zuvor nur aus historischen Aufzeichnungen bekannt waren“, sagte Nakagome gegenüber Earth.com.
Pocken-DNA in zwei Oberschenkelknochen
Das Team untersuchte 13 Knochenproben von einem Fundort namens Camarones 9 im Norden Chiles. In zwei Proben wurde Pockenvirus nachgewiesen – beide stammten aus Fragmenten eines Oberschenkelknochens.
Ursprünglich waren die Knochen beprobt worden, um menschliche DNA zu gewinnen. Das Virus tauchte unerwartet im gleichen Probenmaterial auf.
Bei den infizierten Personen handelte es sich um eine Frau im Alter von 30 bis 35 Jahren und einen Mann im Alter von 18 bis 20 Jahren.
Das Virus der Frau wurde mit einer mittleren Sequenziertiefe von etwa 85-fach bestimmt, was ausreichte, um fast das komplette Genom zu rekonstruieren. Beim Virus des Mannes lag die mittlere Sequenziertiefe bei weniger als dreifach.
Trotzdem waren beide Viren zu 99,9 Prozent identisch. Das spricht dafür, dass in der Gemeinschaft ein einziger Stamm zirkulierte – nicht zwei verschiedene.
Genetisch gruppieren sich beide Individuen mit heutigen indigenen Bevölkerungen der Amerikas; Hinweise auf europäische Abstammung fanden die Forschenden bei keiner der beiden Personen.
Unabhängig davon, wie das Virus nach Süden gelangte, war es offenbar bereits unter indigenen Menschen im Umlauf, als sich diese beiden Personen infizierten.
Hautmale, früher auf Arsen zurückgeführt
Die Toten von Camarones 9 trockneten in der trockenen Wüstenluft natürlich aus und wurden in Bündel gehüllt bestattet.
Der Fundort wird in die Inka-Zeit datiert, grob in die Jahre 1400 bis 1536, enthält jedoch auch archäologische Hinweise auf Kontakte mit Europäern.
Einige der Mumien zeigen kleine Hautmale, keines grösser als etwa 5 Millimeter (rund ein Fünftel Zoll), überwiegend am Rumpf.
Diese Male hatten Forschende zuvor mit Arsen in Verbindung gebracht: In dieser Region Nordchiles kommt es häufig vor und kann sich in den dort bestatteten Körpern anreichern.
Nakagomes Team wollte die Hautmale nicht als Pockennarben bezeichnen. Ihrer Einschätzung nach lebten die Menschen in Camarones 9 wahrscheinlich sowohl mit der Arsenbelastung als auch mit der Krankheit.
Pocken hinterlassen nur selten Spuren am Knochen, und bevor die DNA-Ergebnisse vorlagen, hatte niemand diese Überreste gezielt auf Krankheitszeichen untersucht.
Die archäologischen Arbeiten leitete Bernardo Arriaza von der Universidad de Tarapacá. Aufbewahrt werden die Überreste im Museo Arqueológico San Miguel de Azapa im Tal ausserhalb von Arica.
Ein Seitenast ohne Nachfahren
Schriftliche Quellen belegen, dass Pocken 1518 die Karibik erreichten, bis 1520 in Mexiko angekommen waren und 1525 den nördlichen Rand des Inkareichs erreichten. Wann das Virus erstmals Chile erreichte, ist hingegen weniger klar.
Historikerinnen und Historiker konnten die Epidemien von 1554 bis 1556 bislang nicht eindeutig den Pocken zuordnen. Der erste gesicherte Nachweis der Krankheit in Nordchile ist auf 1561 datiert.
In den darauffolgenden Jahrhunderten kehrten die Pocken in wiederholten Wellen zurück und töteten schliesslich schätzungsweise 3 bis 4 Millionen Menschen in den Amerikas.
Um das chilenische Virus in den Stammbaum der Pocken einzuordnen, verglich Romero González es mit 71 modernen Genomen sowie den wenigen bislang verfügbaren antiken Genomen.
Fünf dieser antiken Genome stammen von Menschen, die im frühen Mittelalter in Nordeuropa lebten, darunter in der Wikingerzeit.
Ein weiteres Genom wurde aus der Mumie eines litauischen Kindes aus dem 17. Jahrhundert gewonnen, und eines stammt aus England aus dem 18. Jahrhundert.
Der chilenische Stamm bildet einen eigenen Ast im Pocken-Stammbaum – zwischen den mittelalterlichen europäischen Viren und jener Linie, zu der alle später beprobten Stämme gehören.
Er trennte sich um etwa 1296 von der Linie ab, aus der alle später beprobten Pockenstämme hervorgingen; die Schätzspanne reicht dabei von 1124 bis 1460.
Kein Pockenstamm, der bis ins 20. Jahrhundert überdauerte, geht auf diesen Ast zurück.
Die Pocken-Evolution verlangsamte sich 200 Jahre lang
Über die Jahrhunderte verlor das Pockengenom schrittweise ein funktionsfähiges Gen nach dem anderen – grob mit einer Rate von etwa ein bis zwei pro Jahrhundert.
Viele dieser Gene helfen Pockenviren, andere Tiere als den Menschen zu infizieren; wenn sich das Virus an einen einzigen Wirt anpasst, werden solche Gene oft überflüssig.
Das Virus der Frau wies 49 inaktivierte Gene auf. Zwei dieser Inaktivierungen wurden in keinem anderen sequenzierten Pockengenom beobachtet.
Dann scheint dieser Prozess zum Stillstand gekommen zu sein: Zwischen etwa 1551 und 1631 inaktivierten Pocken offenbar dauerhaft keine Gene mehr.
Auch die Veränderungsrate der Pocken-DNA war in einem langen Zeitraum besonders niedrig: Zwischen etwa 1594 und 1794 änderte sie sich langsamer als in jedem anderen Abschnitt, den das Team untersuchte.
Mutationen, die das entstehende Protein unverändert liessen, häuften sich 3,1 bis 3,8 Mal langsamer als in anderen Perioden. Mutationen, die ein Protein veränderten, sammelten sich 1,6 bis 2,2 Mal langsamer an.
Lara Cassidy vom Smurfit Institute of Genetics am Trinity College interpretiert dies als Hinweis darauf, dass Pocken bereits stark an den Menschen angepasst waren und sich in Bevölkerungen ohne Immunität ausbreiteten.
Später nahm die Veränderungsrate des Virus wieder nahezu das frühere Niveau an.
Diese erneute Beschleunigung fiel zeitlich mit der zunehmenden Nutzung der Pockenimpfung zusammen – auch wenn die Studie nicht belegt, dass die Impfung dafür ursächlich war.
Auf die Frage von Earth.com, was ihn am meisten überrascht habe, verwies Nakagome auf den Zeitpunkt.
„Auch wenn wir nicht sagen können, dass diese Ereignisse kausal verknüpft sind, ist der Zeitpunkt bemerkenswert und deutet darauf hin, dass grosse Veränderungen in menschlichen Populationen und in der Krankheitsübertragung beeinflusst haben könnten, wie sich das Virus entwickelt hat“, sagte er in einem Interview mit Earth.com.
Die Suche nach den fehlenden antiken Pockengenomen
Die Datengrundlage umfasst hier nur zwei Personen – und beide stammen von derselben Fundstelle.
Bislang ist es ausserhalb Nordeuropas noch nicht gelungen, in der Alten Welt ein antikes Pockengenom zu bergen.
Damit lässt sich der chilenische Stamm zwar im weiteren Spektrum älterer europäischer Viren verorten, seine genaue Herkunft bleibt jedoch unbestimmt.
Auch der Vorfahr jedes bekannten Pockenstamms des 20. Jahrhunderts könnte in dieser Zeitspanne nach Amerika gelangt sein. Zwei Individuen von einem Ort reichen nicht aus, um diese Möglichkeit auszuschliessen oder zu bestätigen.
Zudem fehlen antike Pockengenome weiterhin aus der Karibik, aus Mexiko und vom nördlichen Rand des Inkareichs – Regionen, in denen schriftliche Berichte die Krankheit bereits Jahrzehnte früher verorten.
Nakagome geht davon aus, dass sich das mit wachsenden Datensätzen ändern wird.
„Wenn mehr antike Erregergenome aus unterschiedlichen Regionen und Zeitabschnitten verfügbar werden, können wir mit beispielloser Detailtiefe nachzeichnen, wie Krankheiten entstanden, sich ausbreiteten und sich an veränderte menschliche Populationen anpassten“, sagte er.
Die vollständige Studie erschien in der Fachzeitschrift Science.
Kommentare
Noch keine Kommentare. Sei der Erste!
Kommentar hinterlassen