Europa förändrades dramatiskt under bronsåldern, med enorma befolkningsförändringar som allmänt tillskrivs uppkomsten av ny metallteknik, handel och klimatförändringar. Men forskare tror att det kan ha funnits en annan anledning till denna sociala omvälvning - pesten, eventuellt transporterad av, eller på baksidan av, nyligen domesticerade hästar.

Pesten är för alltid kopplad till digerdöden, en pest som utplånade en betydande del av mänskligheten i Europa under medeltiden. Det har troligen sitt ursprung på slätterna i Centralasien. Men pesten var ingen ny ankomst. bronsåldern kvar, med anor från 3000 f.Kr. har under de senaste åren upptäckts innehålla DNA från pestbakterien, Yersinia pestis .

Den tidiga bronsåldern var en tid av förändring. Människor i Europa började smälta koppar och tenn tillsammans för att göra bronsföremål och vapen, och pastoralismen intensifierades, med get, nötkreatur och fårskötsel blir allt viktigare. Arkeologer ser förändringar i begravningsmetoder, från gemensamma gravar till enskilda gravar, och gravhögar för eliter. De första städerna, som Uruk i dagens Irak, uppstod, hem till tiotusentals invånare år 2900 f.Kr.

Forskare ser också häpnadsväckande förändringar i den mänskliga befolkningen i början av bronsåldern. Forntida DNA har avslöjat en blandning av bofasta tidiga bönder och jägare-samlare under den neolitiska (eller stenåldern) i Europa. Sedan, ganska snabbt, när bronsåldern började, det skedde en infusion av nytt DNA. Det verkar som om tre fjärdedelar av den genetiska sammansättningen av människor från den tidiga bronsåldern strömmade in från de östra stäppområdena, som i dagens Ryssland.

Detta signalerar ett snabbt befolkningsflöde, antingen en ersättning eller massmigrering. "Under den framväxande bronsåldern, vi ser en genetisk omsättning, med vad vi har myntat "stäppanor" som kommer in, sa professor Wolfgang Haak, en expert på forntida DNA vid Max Planck Institute for Science of Human History i Jena, Tyskland. "Vi ser denna olika genetiska profil före och efter, men vi kan inte förklara hur det här kom till."

Prof. Haak sekvenserar upp till 1, 000 individer från den kritiska vändningen av 4 ^th och 3 ^rd årtusendet f.Kr. för att försöka få en tydligare bild av vad som hände, som en del av ett projekt som heter PALEoRIDER.

Tänder

Nyligen genomförda studier har visat att pest-DNA kan detekteras i pulpan på tänderna hos skelett från den tidiga bronsåldern i Europa. Upp till 8% hyser vad som troligen var bakterierna som orsakade deras död. Detta är troligen en underskattning på grund av missade fall, allt detta tyder på att en pestepidemi skvalpade över den tidiga bronsålderns Europa.

Prof. Haak försöker lösa gåtan med omvälvningar under den tidiga bronsåldern för att förstå hur mänsklig interaktion fick pesten att sprida sig och härleda vilken roll, om någon, Yersinia pestis spelade i att forma mänskliga aktiviteter och migration i gengäld.

"Tidiga stadscentra som Uruk, i Mesopotoamien, var (sannolikt) en grogrund och en fristad för patogener, " sa han. "Pluss tidiga bönder intensifierade kopplingen till tama djur, lever ofta i närheten av eller till och med under samma tak av tama boskap, getter och får."

Detta diskade upp idealiska förhållanden för mikrober att hoppa från djur till människor. En möjlighet är att pastoralister utvecklade tolerans mot de djursjukdomar de levde med, men förde sedan mikrober västerut till områden där de var dödliga för invånarna.

"Människor går samman och kanske är den här genetiska omvälvningen vi ser efteråt resultatet av pandemivågor som sveper över Europa och avfolkning av landskap, som sedan opportunistiskt fylls upp med nybyggare, " sa Prof. Haak. Detta skulle spegla hur folken i Amerika led när de utsattes för sjukdomar från den gamla världen som smittkoppor.

Prof. Haak testar denna hypotes genom att studera immungener från forntida mänskligt DNA för att härleda om vissa populationer visade större motståndskraft mot sjukdomar som pest.

Hästar

Prof. Haak kommer också att försöka upptäcka mer pest-DNA i hundratals skelett från sen neolitikum och tidig bronsålder. Än så länge, DNA-bevis från ett dussin skelett pekar på liten variation mellan stammarna av Yersinia pestis i sådana lämningar, vilket tyder på att pesten spred sig snabbt över kontinenten. Hastigheten kan bero på en annan mänsklig framfart vid denna tidpunkt - domesticeringen av vilda hästar, som bokstavligen kan ha fört sjukdomen in i Europa.

"Vi ser förändringen från vilda lokala hästar till tama hästar, som skedde snabbt i början av bronsåldern, sade Dr Tomasz Suchan, en genetiker vid Paul Sabatier University i Toulouse, Frankrike, som använder gammalt häst-DNA för att studera ursprunget till våra moderna hästar som en del av sitt EARLYRIDERS-projekt.

med hästar, människor kunde resa mycket snabbare och hästar förändrade handeln, rörelse, migration och krigföring. "Tämning av hästar tillät för första gången långväga förflyttning av människor (på land), " sa Dr Suchan.

Detta kan ha inneburit att ryttare som bär på bakterien omedvetet kan ha spridit pest över hela Europa. Dock, Dr Suchan undersöker hästrester med avseende på gammalt DNA för att undersöka en annan, mer uppseendeväckande, hypotes - att hästar själva kan ha varit bärare.

"Vi antar att antingen snabba förflyttningar av människor på hästar påverkade den snabba spridningen av Yersinia pestis , eller att hästar bar på bakterierna och var en källa till sjukdomen, " han sa.

Det finns inga bevis för detta ännu, men Dr Suchan och kollegor utvecklar sätt att upptäcka små mängder pest-DNA hos forntida hästar för att försöka upptäcka om de var infekterade. Hästar är kända för att hysa vissa arter av Yersinia , relaterad till pest. Det är också känt att bakterien Yersinia pestis under bronsåldern var inte anpassad till livet inuti loppor, och så överfördes mycket troligt inte via gnagarloppor som medeltida böldpest var.

"Det var mer en luftvägssjukdom, sprids genom hosta eller nysning. Människor behövde ha nära kontakt, " sa Prof. Haak. Dr. Suchan undersöker också om domesticering kan ha tyngt hästar med en större sjukdomsbörda genom att utsätta dem för mänskliga sjukdomar. Han kommer att prova hundratals rester av forntida hästar för att göra det.

Prof. Haak är öppensinnad om orsakerna till befolkningsomvälvningar i den tidiga bronsålderns Europa. "Vi har en pipeline av kandidater för genetisk screening, alltså inte bara Yersinia pestis , " han sa, listar smittkoppor, tuberkulos, och influensa som potentiellt förödande sjukdomar för tiden. Han misstänker att bilden är blandad i olika regioner, med klimatfaktorer som är viktigare i vissa delar av Europa, sjukdom hos andra, och ibland våldsamma erövringar, eller fredlig bosättning i länder som redan avfolkats av sjukdomar, stridigheter eller svält.