Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Cái nhìn sâu sắc mới đã đạt được về những mối nguy hiểm hàng ngày của cuộc sống ở cuối Đế quốc Byzantine, vào khoảng đầu thế kỷ 13, cũng như sự tiến hóa của Staphylococcus saprophyticus, một mầm bệnh vi khuẩn phổ biến.
Tám trăm năm trước, trong một cộng đồng nông nghiệp cứng rắn ở ngoại ô nơi từng là một trong những thành phố huyền thoại của thế giới cổ đại, thành phố Troy, một phụ nữ 30 tuổi được đặt vào một ngôi mộ lót đá.
Giống như những người khác trong nghĩa địa thời Byzantine, xương của người phụ nữ mang những dấu hiệu không thể nhầm lẫn của một sự tồn tại nông nghiệp cứng. Nhưng một điều khác đã thu hút sự chú ý của Henrike Kiesewetter, một nhà khảo cổ học liên kết với Project Troia tại Đại học Tüebingen, khi cô điều khiển bộ xương: hai nốt sần, mỗi kích thước của một quả dâu tây, nép dưới đáy ngực, ngay dưới xương sườn.
Caitlin Pepperell, một chuyên gia của Đại học Wisconsin-Madison nói về sự tiến hóa của mầm bệnh và giáo sư y học và vi sinh y học cho biết: “Ý nghĩ sơ bộ là đây là những bệnh lao phát sinh từ bệnh lao. Nhiễm trùng do vi khuẩn, bệnh lao được đặc trưng, thường là do sự phát triển của các nốt vôi hóa trong phổi hoặc các mô khác. Tuy nhiên, phân tích DNA, nguyên tố và kính hiển vi của những viên đá trắng tròn, loại trừ bệnh lao cũng như sỏi tiết niệu hoặc thận là những khả năng.
Bẻ khóa các nốt sần, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra các vi hạt được bảo quản cực kỳ tốt, các tế bào “khoáng hóa”, gần giống với vi khuẩn từ chi Staphylococcus , một họ bao gồm loài S. aureus gây bệnh cao .
Các nốt sần và DNA bị khóa bên trong các lớp canxi đồng tâm của chúng được gửi đến Hendrik Poinar của Đại học McMaster, một chuyên gia về DNA cổ đại có phòng thí nghiệm nổi tiếng về khả năng chiết xuất và tái tạo vật liệu di truyền từ di tích khảo cổ học và cổ sinh vật học.
“Thật đáng ngạc nhiên, những mẫu này mang lại đủ DNA để tái tạo lại hoàn toàn bộ gen của hai loài vi khuẩn Staphylococcus saprophyticus và Gardnerella vagis , đã lây nhiễm cho người phụ nữ và có khả năng dẫn đến cái chết của cô ấy”, Poinar nói.
Viết trên tạp chí eLife , một nhóm do Pepperell và Poinar dẫn đầu cung cấp một bức chân dung phân tử về nhiễm trùng gây tử vong. Công trình cho thấy cái nhìn sâu sắc về những mối nguy hàng ngày của cuộc sống ở cuối Đế quốc Byzantine, vào khoảng đầu thế kỷ 13, cũng như sự tiến hóa của Staphylococcus saprophyticus , một mầm bệnh vi khuẩn phổ biến.
“Sự vôi hóa tạo ra những chiếc vali DNA nhỏ bé và vận chuyển nó trong khoảng thời gian 800 năm”, Pepperell của các nốt sùi hình thành trong khi người phụ nữ vẫn còn sống, chứa mầm bệnh của vi khuẩn trong canxi và bảo quản vật liệu di truyền của chúng. “Trong trường hợp này, số lượng và tính toàn vẹn của DNA cổ đại là phi thường. Một người thường nhận được ít hơn 1 phần trăm sinh vật mục tiêu.”
Các nốt, Pepperell, cũng chứa DNA người của người phụ nữ và có vẻ là thai nhi nam của cô, nhưng từ 31 đến 58 phần trăm DNA được bảo quản đến từ vi khuẩn chịu trách nhiệm về nhiễm trùng của người phụ nữ. “Có một cái gì đó thực sự thú vị về cách bảo quản vật liệu này”, Pepperell nói. “Chất lượng của dữ liệu (di truyền) là vô song.”
Bằng chứng vật lý, cô nói, cho thấy nguyên nhân cái chết của người phụ nữ, xảy ra trong những thập kỷ suy yếu của Đế quốc Byzantine, là viêm màng não, nhiễm trùng nhau thai, nước ối và màng bao quanh thai nhi. Ngoài DNA của người phụ nữ và vi khuẩn gây nhiễm trùng cho cô, các nhà nghiên cứu đã xác định DNA nhiễm sắc thể Y cổ đại, có khả năng là của thai nhi nam. “Khá nhiều phụ nữ đã chết vì các biến chứng khi mang thai và sinh nở”, Kiesewetter, đồng tác giả của báo cáo eLife lưu ý .
Tìm thấy một trường hợp nhiễm trùng huyết của mẹ trong hồ sơ hóa thạch, Poinar lưu ý, là duy nhất: “Không có hồ sơ cho điều này ở bất cứ đâu,” ông nói. “Chúng tôi gần như không có bằng chứng từ hồ sơ khảo cổ về sức khỏe và cái chết của người mẹ cho đến bây giờ.”
Khả năng trích xuất DNA từ các vật liệu cổ xưa và, trong trường hợp này, tái tạo lại bộ gen của vi sinh vật gây ra nhiễm trùng gây tử vong, giúp lấp đầy bức tranh về cuộc sống hàng ngày ở nông thôn cách đây 8 thế kỷ.
Chủng Staphylococcus saprophyticus , giải thích Pepperell, khác với loại thường lây nhiễm cho con người ngày nay, và liên kết chặt chẽ hơn với các chủng được tìm thấy trong chăn nuôi. “Phân lập thành Troy nằm ở vị trí thực sự thú vị giữa tụ cầu bò và người. Có vẻ như con bọ gây ra căn bệnh của cô ấy ở một nơi khác so với những gì chúng ta thấy liên quan đến nhiễm trùng ở người hiện nay.”
Bản kế hoạch di truyền cho vi khuẩn Staphylococcus saprophyticus , bà lưu ý, thêm vào “một danh sách khá ngắn các vi khuẩn cổ đại – bệnh tả, bệnh lao, bệnh phong, bệnh dịch hạch – mà chúng ta có DNA.”
Một số chủng vi khuẩn Staphylococcus , chẳng hạn như Staphylococcus aureus , thường được tìm thấy trên da người, nơi chúng thường không gây nguy hiểm cho sức khỏe. Nhưng vi khuẩn có thể gây nhiễm trùng nghiêm trọng và thậm chí gây tử vong nếu xâm nhập sâu hơn vào cơ thể.
Staphylococcus saprophyticus , mặt khác, có thể được mua từ môi trường. “Chủng từ thành Troia thuộc về một dòng dõi không thường liên quan đến bệnh của con người trong thế giới hiện đại”, Pepperell giải thích, lưu ý rằng ghi chép lịch sử cho thấy nông dân Byzantine thường sống với gia súc. “Chúng tôi suy đoán rằng các bệnh nhiễm trùng ở người trong thế giới cổ đại có được từ một nhóm vi khuẩn di chuyển dễ dàng giữa con người, vật nuôi và môi trường.”
Kiesewetter nói về các cuộc chôn cất giữa những tàn tích của thành phố được biết đến như là bối cảnh của Cuộc chiến thành Troia như được kể trong bài thơ sử thi của Homer. Iliad. Thoái hóa cột sống và khớp, được tìm thấy trong hơn một nửa bộ xương từ thời đó, được cho là mô tả một cuộc sống lao động khổ sai trên các lĩnh vực.
Kiesewetter giải thích: “Mọi người đang vật lộn với các chủng vật lý và các bệnh truyền nhiễm và chỉ một số ít sống ngoài 50 tuổi”. “Nhiều trẻ sơ sinh đã không qua khỏi giai đoạn trứng nước và hầu như tất cả các bộ xương của trẻ em đều có dấu hiệu suy dinh dưỡng và nhiễm trùng.” Sâu răng sâu trong dân số, cô nói thêm, có thể là kết quả của một chế độ ăn uống nông thôn giàu trái cây như quả sung và chà là.
Việc bảo tồn DNA của vi khuẩn, giống như nhiễm trùng, có khả năng là một vật phẩm mang thai của người phụ nữ, Pepperell lưu ý. “Nhau thai rất dễ bị vôi hóa vì có rất nhiều chuyển động của canxi đến thai nhi. Quá trình đa sinh hóa có thể xảy ra rất nhanh.”
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Wisconsin-Madison . Bản gốc được viết bởi Terry Devitt. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :