Den äldsta stammen av Yersinia pestis – bakterierna bakom pesten som orsakade digerdöden, som kan ha dödat så mycket som hälften av Europas befolkning på 1300-talet – har hittats i resterna av en 5, 000-årig jägare-samlare. En genetisk analys publicerad 29 juni i tidskriften Cellrapporter avslöjar att denna forntida stam sannolikt var mindre smittsam och inte lika dödlig som dess medeltida version.

"Det som är mest häpnadsväckande är att vi kan trycka tillbaka utseendet på Y. pestis 2, 000 år längre än tidigare publicerade studier antydde, " säger seniorförfattaren Ben Krause-Kyora, chef för aDNA-laboratoriet vid universitetet i Kiel i Tyskland. "Det verkar som att vi är riktigt nära bakteriernas ursprung."

Den pestbärande jägaren och samlaren var en 20- till 30-årig man kallad "RV 2039." Han var en av två personer vars skelett grävdes ut i slutet av 1800-talet i en region som heter Rinnukalns i dagens Lettland. Strax efter, resterna av båda försvann fram till 2011, när de dök upp igen som en del av den tyske antropologen Rudolph Virchows samling. Efter denna återupptäckt, ytterligare två begravningar avslöjades från platsen för totalt fyra exemplar, troligen från samma grupp jägare-fiskare-samlare.

Krause-Kyora och hans team använde prover från tänder och ben från alla fyra jägare-samlare för att sekvensera deras genom och testade dem sedan för bakteriella och virala patogener. De blev förvånade över att hitta bevis för Y. pestis i RV 2039 – och efter att ha rekonstruerat bakteriens genom och jämfört det med andra gamla stammar, forskarna fastställde att Y. pestis RV 2039 som bars var verkligen den äldsta stammen som någonsin upptäckts. Det var troligen en del av en släktlinje som uppstod omkring 7, 000 år sedan, bara några hundra år senare Y. pestis splittrad från sin föregångare, Yersinia pseudotuberculosis .

"Det som är så förvånande är att vi redan i denna tidiga stam ser mer eller mindre hela den genetiska uppsättningen av Y. pestis , och endast ett fåtal gener saknas. Men även en liten förändring i genetiska miljöer kan ha en dramatisk inverkan på virulens, säger Krause-Kyora.

Särskilt, denna gamla stam saknade en avgörande sak:genen som först lät loppor fungera som vektorer för att sprida pesten. Denna gen var ansvarig för effektiv överföring av bakterien till mänskliga värdar, vilket resulterade i tillväxten av de ökända groteska pusfyllda buboerna hos de sjuka i samband med den medeltida böldpesten. Loppbaserad överföring krävde också den mänskliga värdens död, vilket betyder att genens utseende kunde ha drivit utvecklingen av en dödligare sjukdom.

Från RV 2039, det tog troligen mer än tusen år för Y. pestis att förvärva alla mutationer som behövs för loppbaserad överföring. Och det är inte klart i vilken utsträckning RV 2039 upplevde effekterna av pesten överhuvudtaget.

Y. pestis hittades i hans blodomlopp, vilket betyder att han med största sannolikhet dog av bakterieinfektionen - även om forskarna tror att sjukdomsförloppet kan ha varit ganska långsamt. De observerade att han hade ett stort antal bakterier i blodomloppet när han dog, och i tidigare gnagarstudier, en hög bakteriell belastning av Y. pestis har associerats med mindre aggressiva infektioner. Dessutom, människorna han begravdes nära var inte smittade och RV 2039 begravdes noggrant i hans grav, vilket författarna säger också gör en mycket smittsam respiratorisk version av pesten mindre sannolik.

Istället, denna 5, 000-årig stam överfördes sannolikt direkt via ett bett från en infekterad gnagare och spred sig förmodligen inte utanför den infekterade personen. "Enstaka fall av överföring från djur till människor kan förklara de olika sociala miljöerna där dessa gamla sjuka människor upptäcks. Vi ser det i samhällen som är herdar i stäppen, jägare-samlare som fiskar, och i bondesamhällen – helt olika sociala miljöer men alltid spontan förekomst av Y. pestis fall, säger Krause-Kyora.

Dessa slutsatser—att den tidiga formen av Y. pestis var troligen en långsamt rörlig sjukdom och var inte särskilt överförbar – utmana många teorier om utvecklingen av mänsklig civilisation i Europa och Asien. Till exempel, vissa historiker har föreslagit att infektionssjukdomar som Y. pestis utvecklats mestadels i megastäder på över 10, 000 människor nära Svarta havet. Dock, 5, För 000 år sedan – åldern för RV 2039:s stam – var långt före bildandet av stora städer. Istället, jordbruket hade precis börjat dyka upp i Centraleuropa, och befolkningen var mycket glesare.

Denna tidslinje, plus den mindre smittsamma och dödliga naturen hos detta tidiga Y. pestis anstränga, motsäger också hypotesen att Y. pestis ledde till den stora befolkningsminskningen i Västeuropa i slutet av yngre stenåldern.

Författarna säger att undersöka historien om Y. pestis skulle också potentiellt kunna kasta ljus över människans genomhistoria. "Olika patogener och det mänskliga genomet har alltid utvecklats tillsammans. Vi vet Y. pestis dödade troligen hälften av den europeiska befolkningen på kort tid, så det borde ha en stor inverkan på det mänskliga genomet, " säger Krause-Kyora. "Men redan innan dess, vi ser en stor omsättning i våra immungener i slutet av den neolitiska åldern, och det kan vara så att vi såg en betydande förändring i patogenlandskapet vid den tiden också."