Поиск древней ДНК патогенов в зоoархеологическом наследии по времени и пространству

Почему старые кости животных важны для нашего здоровья

Большинство современных опасных инфекционных заболеваний либо произошли от животных, либо продолжают циркулировать между животными и людьми. Тем не менее наше представление о том, как эти болезни возникали в глубокой древности, остается поразительно смазанным. В этом исследовании ученые обратились к нестандартному архиву — костям и зубам животных, накопленным за тысячи лет, — чтобы выяснить, какими микробами были заражены древние домашние и дикие животные, насколько широко те распространялись и что это может сказать о глубоких корнях современных зоонозов, перескакивающих между животными и людьми.

Поиск улик в захороненных костях

Исследователи собрали 346 костей и зубов как минимум от 328 животных, найденных на 34 археологических памятниках от Европы до Центральной Азии и охватывающих примерно последние 5800 лет — от неолита до Средневековья. Большинство образцов происходили от домашних животных, таких как крупный рогатый скот, овцы, свиньи, козы и собаки, но были также включены некоторые дикие виды, если они играли важную роль в хозяйстве прошлого. Вместо случайной выборки команда сосредоточилась на костях с видимыми признаками болезни — например, аномальным новым нарастанием кости, выемками или поражениями — а также на зубах, которые иногда удерживают следы инфекций, передающихся через кровь.

Чтение скрытых ДНК-отпечатков

В специализированных чистых лабораториях команда высверливала микроскопические количества порошка из каждой кости или зуба и извлекала сохранившуюся ДНК. Затем использовали высокопропускное секвенирование, чтобы зафиксировать миллионы коротких фрагментов ДНК из каждого образца. ДНК человека отфильтровывали, а оставшиеся генетические фрагменты сравнивали с большой референтной базой бактерий и других микроорганизмов. Строгий набор критериев — например, характерные для древней ДНК паттерны повреждений и широкое покрытие генома возбудителя — помогал отличить подлинные древние инфекции от современной контаминации.

Древние микробы из хозяйственных животных и их соседей

Из 346 образцов в 55 были получены надежные генетические свидетельства хотя бы одного патогенного или оппортунистического вида бактерий, что дало 116 отдельных «попаданий» патогенов, представляющих 29 типов микроорганизмов. Они варьировались от хорошо известных болезнетворных бактерий, таких как Salmonella enterica, до микроорганизмов, которые обычно безвредно обитают в полости рта или кишечнике, но при определенных условиях могут вызвать заболевание. Важно, что кости с видимыми поражениями значительно чаще содержали ДНК патогенов, чем кажущиеся здоровыми кости, что демонстрирует: тщательная палеопатологическая инспекция — мощный способ выбрать перспективные образцы. Особенно выделялся памятник Тилла Булак в современной Узбекистане: хотя он дал менее трети всех образцов, на него пришлась более половины успешных детекций патогенов, что указывает на то, что как локальные условия захоронения, так и давлеющее в прошлом давление болезней влияют на то, что сохраняется в археологическом слое.

Прослеживание древних родственников современных патогенов

Для двух бактерий, связанных с сельскохозяйственными животными — Erysipelothrix rhusiopathiae, инфицирующей свиней, крупный рогатый скот и иногда людей, и Streptococcus lutetiensis, вызывающего мастит у молочных животных, — исследователи получили достаточно ДНК, чтобы поместить древние штаммы в эволюционные древовидные реконструкции рядом с современными геномами. Примерно 4000-летний коровий зуб из России содержал штамм E. rhusiopathiae, расположенный на глубокой ветви внутри вида, близкий, но отличающийся от современной изменчивости. Аналогично, три бронзовых образца овец и коз из Тилла Булак дали геномы S. lutetiensis, образующие плотный древний кластер у основания современных линий. Эти размещения подтверждают подлинность древней ДНК и показывают, что эти патогены уже были широко распространены и генетически разнообразны в доисторических стадах задолго до их признания в современной ветеринарии.

Новое окно в глубинную историю болезней

Сочетая палеопатологию костей животных, археологию и древнюю ДНК, это исследование показывает, что зооархеологический материал может рассказать гораздо больше, чем о питании и одомашнивании: он также может отобразить раннюю историю инфекций, которые продолжают влиять на людей и животных сегодня. Работа подтверждает, что видимо больные кости особенно богаты материалом для поиска ДНК патогенов, и демонстрирует, как даже фрагментарные, низкопокрытые геномы могут быть размещены в широком эволюционном контексте. Тем самым открывается путь к перспективе «One Health», простирающейся назад на тысячелетия, где долгосрочное взаимодействие людей, их животных и общих микробов можно проследить во времени и пространстве.

Цитирование: W. Runge, A.K., Light-Maka, I., Massy, K. et al. Probing the zooarchaeological record across time and space for ancient pathogen DNA. Nat Commun 17, 3469 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71543-4

Ключевые слова: древняя ДНК, зооархеология, зоонозные заболевания, патогены сельскохозяйственных животных, One Health