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Forscher entschlüsseln bislang ältestes Beulenpest-Genom

Um 1000 Jahre vertan: Beulenpest ist älter als angenommen

| Autor/ Redakteur: Petra Mader* / Christian Lüttmann

Zwei Skelette aus der Bronzezeit geben ein dunkles Geheimnis preis: Sie starben an der Pest. Forscher des Max-Planck-Instituts für Menschheitsgeschichte haben in einer internationalen Studie das Genom dieser alten Pest-Bakterien entschlüsselt. Dabei stellten sie fest: Die Beulenpest-Erreger haben eine um tausend Jahre ältere Geschichte als bisher angenommen.

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Vor rund 3800 Jahren wurden diese beiden Pestopfer in der Samara-Region im heutigen Russland gemeinsam bestattet.
Vor rund 3800 Jahren wurden diese beiden Pestopfer in der Samara-Region im heutigen Russland gemeinsam bestattet.
(Bild: V.V. Konfrashin and V.A. Tsybin; Spyrou et al. 2018)

Jena – Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Menschheitsgeschichte in Jena hat zwei 3800 Jahre alte Yersinia-pestis-Genome rekonstruiert, die auf eine bronzezeitliche Entstehung der Beulenpest hindeuten. Der jetzt identifizierte Stamm wurde in zwei Skeletten aus einer Doppelbestattung in der Region Samara im heutigen Russland entdeckt. Er ist der bislang älteste bekannte Stamm, der die Gene aufweist, die für die Beulenpest als charakteristisch gelten.

Todbringender Erreger, damals wie heute

Die durch das Bakterium Yersinia pestis verursachte Pest, war Ursache von einigen tödlichen Pandemien in der Menschheitsgeschichte. Dazu gehörten die Justinianische Pest, der Schwarze Tod im mittelalterlichen Europa und die großen Epidemien, die sich Ende des 19. Jahrhunderts in China und später dem Rest der Welt ausbreiteten. Doch Yersinia pestis ist auch in der Gegenwart eine lauernde Gefahr.

Die Krankheit bedroht weiterhin Bevölkerungsgruppen auf der ganzen Welt. So kam es in Madagaskar im Jahr 2017 zu einem Pestausbruch mit mehreren tausend Erkrankten. Trotz ihrer historischen und gegenwärtigen Bedeutung sind Ursprung und Alter der Krankheit aber noch unzureichend erforscht, wie Expeten betonen. Insbesondere ist ungeklärt, wann und wo Yersinia pestis die Gene erwarb, die es dem Erreger erlauben, Flöhe als Überträger zu nutzen.

Schlüsselrolle Floh

Jüngste Untersuchungen von Yersinia-pestis-Genomen früherer Epochen haben eine ausgestorbene Variante des Erregers identifiziert und auf das späte Neolithikum und die frühe Bronzezeit datiert. Dessen Genome weisen jedoch noch nicht die genetischen Merkmale auf, welche den Pesterreger besonders effizient machen – nämlich die Fähigkeit, in Flöhen zu überleben, was den Hauptübertragungsweg der Krankheit auf Menschen und andere Säugetiere darstellt. Ziel der neuen Studie war es deshalb, weitere Yersinia-pestis-Genome aus diesen Epochen zu analysieren, um herauszufinden, wann und wo diese entscheidenden Anpassungen stattgefunden haben.

Doppelbestattung vor 3800 Jahren

In der Studie wurden insgesamt neun Skelette aus Gräbern einer Ausgrabungsstätte im heutigen Russland analysiert. Zwei der untersuchten Individuen waren zum Zeitpunkt ihres Todes mit Yersinia pestis infiziert. Beide wurden vor etwa 3800 Jahren gemeinsam in einem einzigen Grab bestattet. Die Analyse der DNA zeigte, dass die Individuen wahrscheinlich der Srubnaya-Kultur angehörten, was mit den archäologischen Befunden übereinstimmt. „Beide Individuen waren mit dem gleichen Stamm von Yersinia pestis infiziert“, erklärt Dr. Kirsten Bos vom Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte, „und dieser Stamm weist alle genetischen Komponenten auf, die für die Beulenpest als charakteristisch gelten. Die Pest mit dem Ansteckungspotenzial, das wir heute kennen, gibt es demnach bereits viel länger, als wir bislang dachten.“

Mithilfe von Daten, die bei früheren Sequenzierungen von Yersinia-pestis-Stämmen gewonnen wurden, berechnete das Forschungsteam das Alter der neu identifizierten Abstammungslinie auf etwa 4000 Jahre. Damit tauchte die Beulenpest 1000 Jahre früher auf als bisher bekannt. „Die Linie, die unsere Yersinia-pestis-Isolate hervorbrachten, verfügte über alle notwendigen genetischen Eigenschaften für die effiziente Übertragung von Pest bei Nagetieren, Menschen und anderen Säugetieren“, erklärt Bos‘ Kollegin Maria Spyrou.

Zwei Pestlinien gleichzeitig?

Obwohl frühere Studien eine einzige Linie von Yersinia pestis während der Bronzezeit in ganz Eurasien nachgewiesen haben, legt die aktuelle Studie nahe, dass mindestens zwei Pestlinien gleichzeitig zirkulierten und dass sie möglicherweise verschiedenes Übertragungs- und Ansteckungspotenzial besaßen. „Ob die Abstammungslinien in den menschlichen Populationen gleichermaßen verbreitet waren und inwieweit menschliche Aktivitäten zu ihrer Verbreitung beigetragen haben, sind Fragen, die weiter untersucht werden müssen“, erklärt Studienleiter Prof. Dr. Johannes Krause, Direktor der Abteilung Archäogenetik am MPI für Menschheitsgeschichte. „Weitere Pestgenome der Bronzezeit und der Eisenzeit könnten helfen, Schlüsselereignisse aufzuzeigen, die zur Ausbreitung eines der berüchtigtsten Krankheitserreger der Menschheit beigetragen haben.“

Originalpublikation: Maria A. Spyrou, Rezeda I. Tukhbatova, Chuan-Chao Wang, Aida Andrades Valtueña, Aditya K. Lankapalli, Vitaly V. Kondrashin, Victor A. Tsybin, Aleksandr Khokhlov, Denise Kühnert, Alexander Herbig, Kirsten I. Bos and Johannes Krause: Analysis of 3,800-year-old Yersinia pestis genomes suggests Bronze Age origin for bubonic plague. Nature Communicationsvolume 9, Article number: 2234 (2018), DOI: 10.1038/s41467-018-04550-95

* P. Mader, Max-Planck-Instituts für Menschheitsgeschichte, 07745 Jena

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