Il y a environ 5 000 ans, une mystérieuse forme de peste s'est répandue dans toute l'Eurasie, pour disparaître 2 000 ans plus tard. Connue uniquement de l'ADN ancien, cette lignée énigmatique de la «peste LNBA» a laissé les scientifiques perplexes sur son origine et sa transmission zoonotiques probables. Dans une nouvelle étude publiée dans Cell, cette ancienne peste est identifiée chez un animal pour la première fois – un mouton domestiqué de 4000 ans fouillé sur le site pastoraliste Arkaim dans la steppe eurasienne occidentale. Différentes lignes de preuve suggèrent que les infections à la peste chez l'homme et les moutons découlent d'un débordement d'un réservoir sauvage encore inconnu, et que l'élevage de moutons répandus pendant l'âge du bronze a amené les communautés pastorales en steppe en contact étroit avec ce réservoir. Cette étude révèle les liens entre les animaux domestiques et la propagation de l'une des bactéries les plus infâmes du monde, donnant un aperçu de la façon dont l'agent pathogène a si réussi à infecter des personnes dans des milliers de kilomètres pendant des milliers d'années.
Sommaire
Origines zoonotiques des infections à la peste préhistorique
La majorité des agents pathogènes humains connus aujourd'hui ont une origine zoonotique, ce qui signifie qu'ils ont sauté des animaux dans l'homme – un processus connu sous le nom de débordement. Un nombre croissant de preuves suggèrent que de nombreuses maladies infectieuses qu'elles provoquent ont émergé au cours des 10 000 dernières années – chevauchant la domestication du bétail et des animaux de compagnie et pointant nos relations de plus en plus étroites avec ces animaux comme source de ces maladies chez l'homme. L'étude des agents pathogènes des animaux anciens utilisant des méthodes d'ADN anciennes offre une occasion unique d'étudier l'émergence d'une maladie infectieuse humaine, mais reste largement inexplorée à ce jour.
La peste est parmi les maladies zoonotiques les plus mortelles connues. Réparti par les puces vivant sur des rats, il a tué des millions de personnes à travers l'histoire – notamment au cours de la mort noire du 14ème siècle dans laquelle plus d'un tiers de la population d'Europe a péri. Cependant, avant les grandes pandémies historiques, une forme préhistorique génétiquement distincte de peste a circulé dans toute l'Eurasie, à partir de 5 000 ans. Connu aujourd'hui sous le nom de la lignée de l'âge du bronze néolithique supérieur (LNBA), il a infecté des populations humaines pendant près de 3 000 ans avant de disparaître, probablement disparu. Étonnamment, la lignée LNBA n'a pas la boîte à outils génétique clé pour la transmission aux puces des souches de plaque historiques et modernes, ce qui rend sa manière de transmission énigmatique. D'autres animaux doivent avoir été impliqués dans sa propagation, mais lequel? « 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 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 », explique Light-Maka.
Les restes de moutons d'Arkaim révèlent le premier préhistorique Y. pestis génome dans le bétail
Pour essayer de résoudre le puzzle de la façon dont l'infection a persisté et réparti sur des milliers d'années en Eurasie, une équipe internationale de chercheurs du Max Planck Institute of Infection Biology, de l'Université de Harvard, de l'Université d'Arkansas, de la Max Planck Institute of Evolutionary Anthropology et de l'Université nationale de Séoul a enquêté sur les os et les dents de l'âge de la bronze à l'âge de l'âge de Bronze au site pastoraliste Pastoraliste Arkaim (Russia), un eurpre de l'âge de Bronze à l'Eurpre de STEPPE AT SEATOLLIST ARKAIMAMIS Site appartenant à la culture Sintashta-Petrovka connue pour ses innovations dans le bétail, les moutons et l'élevage. Là, ils ont identifié un mouton de 4000 ans infecté par la même lignée LNBA de Y. pestis Cela infectait les gens à l'époque.
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? »
Dr Taylor Hermes, professeur adjoint d'anthropologie, Université de l'Arkansas et co-auteur de l'étude
Des moutons posés surélevés Y. pestis Risque d'infection dans les sociétés pastorales
Comparaison de l'ancien Y. pestis Le génome des moutons vers d'autres génomes anciens et modernes a révélé que les moutons Y. pestis Le génome était un match très proche de celui qui avait infecté un humain sur un site voisin à peu près au même moment. « Si nous ne savions pas que c'était à partir d'un mouton, tout le monde aurait supposé que ce n'était qu'une autre infection humaine – c'est presque indiscernable », explique le Dr Christina Warinner, professeur d'archéologie scientifique de Landon T. Clay à l'Université de Harvard et un chef de groupe au MPI-EVA. Cela montre que les humains et leurs animaux étaient tous deux infectés par la même population de Y. pestismais qui infectait qui? Les approches archéologiques et comparatives peuvent fournir quelques réponses. De parties du monde où Y. pestis est toujours endémique, il est connu que les moutons peuvent être infectés par contact direct avec des carcasses d'animaux infectés tels que les rongeurs, le réservoir naturel du pathogène, ce qui peut déclencher des épidémies de peste locales chez l'homme si les moutons ne sont pas correctement massacrés ou cuits. Un tel scénario aurait également pu répartir la peste du LNBA en préhistoire, liant les infections humaines et mouton. « La culture Sintashta-Petrovka est célèbre pour leur édition 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 petit saut court dans l'homme. «
Les signatures des sélections naturelles suggèrent que la préhistorique Y. pestis Le réservoir reste inconnu
Analyser les nouveaux moutons Y. pestis Le génome avec ceux disponibles chez l'homme a permis une meilleure reconstruction de la dynamique évolutive de cette lignée de peste ancienne, probablement éteinte. Contrairement à Y. pestis Les lignées connues aujourd'hui, qui sont géographiquement variables et distinctes, l'ancienne lignée LNBA était très similaire dans sa plage de près de 6 000 kilomètres à tout moment. Les différences dans le cycle de vie et éventuellement la sélection naturelle auraient pu jouer un rôle, car dans de nombreux agents pathogènes bien connus, comme le SARS-COV-2 provoquant Covid-19, de nouvelles variantes peuvent émerger et se répandues si elles sont meilleures pour infecter et transmettre une maladie. Cependant, plutôt que de trouver de telles variantes, l'étude a trouvé de façon inattendue le contraire: l'ancienne lignée évoluait sous de fortes contraintes. Notamment, un sous-ensemble de gènes s'est avéré muté à plusieurs reprises et indépendamment, mais ces changements parallèles n'ont été observés que pour les infections qui n'ont pas de descendants directs, peut-être une sorte d'empreinte génétique des retombées passées.
« 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 », explique le Dr Felix M. Key, auteur principal et chef du laboratoire évolutionnaire de la pathogèneomique au MPIIB. Malgré ces nouvelles idées, les questions majeures restent non résolues, comme la répartition des agents pathogènes jusqu'à présent sur la maladie depuis qu'il y a des exemples de moutons et d'humains presque identiques à avoir été les principaux agents, car il y a des exemples de LNBA presque identiques. Y. pestis Genomes en même temps mais à des milliers de kilomètres l'un de l'autre, trop loin pour les humains malades ou les animaux terrestres pour voyager. Heureusement, la recherche d'agents pathogènes dans les restes d'animaux anciens commence – les fouilles archéologiques peuvent donner des dizaines de milliers d'os d'animaux, et les résultats des fouilles passés attendent dans les magasins pour être étudiés plus avant. « 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. »
