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猪沙门氏菌或源自人类

科普小知识2022-07-27 13:49:32
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猪沙门氏菌或源自人类

当人类进入农耕时代并与牲畜生活在一起时,这些动物进化出一种毒性更强的沙门氏菌。资料来源:ANNETTE GüNZEL

猪很可怜。它们不仅变成了人类胃里的食物,我们还指责它们在2012年给人类带来了“猪流感”(研究表明猪流感病毒也是一种冠状病毒)。此外,猪也是沙门氏菌的宿主,沙门氏菌可以进入人体,引起肠胃不适和伤寒。

然而,现在看来,几千年前是人类首先感染了沙门氏菌,然后将其传染给无辜的猪。

据《科学》杂志报道,一项新的研究表明,生活在欧亚大陆的早期农民在从狩猎和采集转向耕种时携带了更致命的沙门氏菌。

农耕生活方式使得人类不得不与牲畜及其排泄物密切接触,这使得潜伏在未知动物宿主体内的沙门氏菌很容易进入人类肠道并在那里定居。猪可能从人类或其他动物身上感染了病原体。

长期以来,研究人员一直认为从游牧到农耕的转变是人类更易受影响的原因。在早期的农耕生活中,人类只能依靠少量的农作物和牲畜为生。与狩猎和采集相比,消耗的食物种类减少了,饮食也更加不健康。那时,人们的生活环境还没有完全与他们自己和动物的排泄物分开,而动物排泄物是病原体滋生的天堂。然而,很少有传染病能在骨头上留下痕迹,所以科学家很难在化石中找到病原体的痕迹。

德国马克斯·普朗克人类历史科学研究所的群体遗传学家费利克斯·基和约翰尼斯·克劳斯和细菌基因组学科学家亚历山大·赫比格共同领导的研究小组利用一项技术突破,开发了一种称为“啤酒花”的方法来检测病原菌的古代DNA片段。

目前,基和赫比格及其团队已经使用啤酒花从来自欧洲、俄罗斯和土耳其的2739人的牙齿中筛选出细菌DNA片段,这可以追溯到6500多年前。通过对这些牙齿的检测和分析,他们可以重建8个肠道沙门氏菌的基因组。

当研究人员将这些基因组归入沙门氏菌进化树(有2500种)时,他们发现来自古代农牧民的6个肠道沙门氏菌基因组属于同一物种。然而,俄罗斯牧民留下的两个沙门氏菌基因组属于其他物种,其中一个可能导致马和羊流产。这种人类感染的菌株存在于5500年至1600年前,包括甲型副伤寒沙门氏菌的祖先,这种沙门氏菌能引起类似于今天伤寒的致命肠道热。

研究人员在2月24日发表在《自然-生态和进化》杂志上的一项研究中表示,目前还不清楚哪种动物是沙门氏菌的原始宿主并将其传播给了人类,但至少它不是猪,因为根据沙门氏菌进化树的分子年代测定,猪携带的沙门氏菌物种仅出现在4000年前。

甲型副伤寒沙门氏菌的远古祖先当时并不特别适应人类环境:这种病原体感染了许多动物,但缺乏导致伤寒的基因。这表明人类的第一种疾病是一种较温和的疾病,它也感染了牲畜。

美国亚利桑那州立大学的人类遗传学家安妮·斯通希望该研究小组能够从人体中提取更多的肠道沙门氏菌样本。然而,这项新研究揭示了细菌病原体是如何转移宿主的。她说,这可能有助于研究人员更多地了解病原体何时以及为何从一个物种转移到人类身上。鉴于目前新的冠状病毒流行,这是一项及时有效的研究。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41559-020-1106-9