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遠古DNA揭示最早鼠疫爆發(fā):5500年前狩獵者之死

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“得到結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有這些人都死于鼠疫,這既不同尋常又極其激動人心。我們真的沒想到會在史前狩獵采集者身上發(fā)現(xiàn)這個。”說這話的是牛津大學研究古代DNA的魯艾里·麥克勞德(Ruairidh Macleod)。他和一支國際團隊最近在《自然》雜志上報告了一項發(fā)現(xiàn),在位于貝加爾湖西北、安加拉河畔的晚期石器時代墓地里,保存極差的骨骼與牙齒終于開口,說出了5500多年前一場致命傳染病如何一波波抹去整個家庭——這很可能是目前已知最早的一次鼠疫爆發(fā)。

把這些話鋪開之前,需要先澄清一個長久以來就擺在考古學家面前的不解之處:為什么在一個叫烏斯特?伊達(Ust?Ida)的墓地里,會有那么多孩子的遺體?這不是個別現(xiàn)象,在貝加爾湖區(qū)域,沿著安加拉河分布的好幾處獵人墓地中,兒童和少年所占的死亡比例異常高。過去研究人員只能猜測,或許是因為營養(yǎng)不良,或許是遭遇了某種不明傳染病,又或許只是同一時期兒童夭折率普遍偏高。但苦于沒有直接證據(jù),這些依然只是猜測。如今,牙齒里的古老遺傳物質(zhì)給出了一個更明確的判斷——鼠疫。


從科學邏輯上說,這是一場圍繞“死因”而展開的無聲辯論。反方——也就是那種主張“狩獵采集人群流動分散,不可能發(fā)生大規(guī)模傳染病”的觀點,在考古學圈子里相當有市場。畢竟,鼠疫通常被認為需要密集的人口才能維持傳播鏈,而石器時代生活在西伯利亞南部的狩獵采集者,基本都是以小型家族群體散居在針葉林和河岸邊的,人數(shù)稀少,聚落臨河而建,看不出任何能夠支撐一場鼠疫大流行的條件。正方則認為,人類的疾病生態(tài)遠比我們想的復雜,許多看似不可能的事情,一旦有了溢出(spillover)這條路徑,就能在特定條件下制造出滅絕性的后果。而這一次,正方的判斷,首次得到了來自5500年前的人類遺骸提供的分子證據(jù)支持。

用來充當裁判的是從牙髓中提取的古代DNA。來自丹麥哥本哈根、加拿大阿爾伯塔、英國劍橋和倫敦等多個機構的研究人員,對安加拉河沿岸四個墓地中出土的42具人體遺骨進行了取樣,重點取的是牙齒內(nèi)部的牙髓組織。選擇牙齒,是因為牙齒硬組織包裹下的牙髓腔容易形成一個微環(huán)境,能在數(shù)千年里減緩微生物DNA的降解速度。分析結(jié)果相當直接:42個人里,有18個個體的牙髓中檢測出了鼠疫耶爾森菌(Yersinia pestis)的DNA,檢出率高達39%。這個數(shù)字意味著什么?一個可資比較的背景是,即便是某些中世紀鼠疫大流行時期留下的瘟疫萬人坑,檢出比例也未必有這么高。而如果再把假陰性的問題考慮進去——由于DNA在漫長歲月里會降解到幾乎無法閱讀的程度,許多本該存在的感染信號根本捕捉不到——研究人員的合理推斷是:埋在那些墓穴里的每一個人,可能都死于鼠疫。

這一判斷構成了對整個事件的重新定性。這不再是一個僅有考古學意義的“謎題”,而是一個人類歷史上極其罕見的、關于傳染病如何擊穿極低人口密度社會的案例。為了理解這個案例里的細節(jié),我們有必要把鼠疫耶爾森菌的“身世”先拆開看看。根據(jù)同一篇論文所復原的分子演化圖譜,這個在今天聽起來令人色變的病原體,其實是在至少5700年前才從它的祖先——假結(jié)核耶爾森菌(Yersinia pseudotuberculosis)——分化出來的。假結(jié)核耶爾森菌在今天依然存在于野外,主要引起的是消化道癥狀,比如腹痛、發(fā)熱、腹瀉和嘔吐,雖然令人不適,但遠不像鼠疫那樣兇險。不知道在哪個時間節(jié)點,或許是獲得了幾段關鍵的遺傳元件,這種原本棲身于腸道系統(tǒng)的細菌,突然獲得了入侵淋巴系統(tǒng)和肺部的能力,從此走上了一條完全不同的演化道路。而烏斯特?伊達墓地里那些人用生命記錄下來的,正是這條路徑被開啟之后的早期篇章之一。

那么,感染究竟是怎么開始的?科研人員的推測同樣清晰地指向某種行為。生活在西伯利亞南部地區(qū)的狩獵采集者很可能因為屠宰或者生食旱獺(marmot)而接觸到鼠疫菌。旱獺是一種體型粗壯的土棲嚙齒動物,恰好也是鼠疫耶爾森菌在該地區(qū)的主要自然動物宿主,扮演著“蓄水池”般的角色。即便在今天,因接觸旱獺而感染鼠疫的零星病例,仍不時在中亞和東北亞的部分地區(qū)出現(xiàn),可見這條傳播鏈的穩(wěn)定性。細菌從旱獺體內(nèi)溢出進入人體之后,事情并沒有就此打住。在古代遺址中看到的情景暗示,鼠疫隨后開始了人與人之間的傳播??紤]到死者當中有大量孩子,還有合葬在一起的兄弟姐妹和其他家庭成員,這種傳播極可能是近距離、在家庭內(nèi)部反復循環(huán)的。

這就引出了另一個需要細看的層面——為什么孩子的死亡比例如此觸目驚心?在至少兩處墓地中,死亡時不滿15歲的個體占到了三分之二以上。年齡分布本身就提供了一條關鍵線索。研究人員給出的解釋是,年紀較大的狩獵采集者,可能在以往的歲月里與鼠疫有過不止一次的擦肩而過,僥幸未死的人于是獲得了一定程度的免疫。這不是現(xiàn)代醫(yī)學意義上的主動免疫,而是反復暴露之后自然選擇和歷史感染疊加形成的保護。但對于免疫系統(tǒng)還不夠健全、從未接觸過此類病原體的低齡兒童來說,接觸幾乎就等于遭遇一記毫無防備的致命打擊。同樣的道理,也解釋了為何一些成年人會將孩子擁在同一座墓穴里下葬——他們面對的,不是某一年收成不好或是某一次狩獵事故,而是一場毫無差別的感染波。

從時間軸上看,古代DNA里還藏著一層更精細的結(jié)構。研究人員在數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn),鼠疫菌在這些人群中傳播實際上并不是一個單一事件,而是可以明確劃分出兩次不同的爆發(fā)時段。第一次爆發(fā)大約發(fā)生在5500年前,這正是前述檢出鼠疫DNA的那批個體所處的年代;而第二次爆發(fā)則在第一次之后的400到600年再度出現(xiàn)。兩次爆發(fā)所留下的遺傳痕跡有所差異,提示鼠疫耶爾森菌在這幾百年間很可能在當?shù)貏游锼拗髋c人群之間反復循環(huán),多次獨立地溢出,而非只是一次短暫路過。

把這些時間點放回到細菌的演化時間表上,就能看出一個更完整的畫面。鼠疫耶爾森菌從假結(jié)核耶爾森菌分化出來的節(jié)點,被推定為至少5700年前。也就是說,在細菌獲得完整致病性之后僅僅兩百年左右,它就已經(jīng)在安加拉河沿岸的獵人群中制造出了大規(guī)模致死事件。這從微生物演化的角度來看,速度相當快。說明這一病原體或許很早就具備了能夠在人類當中傳播的某種能力傾向,只不過還需要碰到合適的人口密度、行為習慣和偶然的動物接觸,才會真正形成一次爆發(fā)。

還有一點值得額外提出,那就是這次的發(fā)現(xiàn)也與后來在歐亞大陸其他地區(qū)出現(xiàn)的鼠疫證據(jù)形成了呼應。比如說,此前英國最早的鼠疫證據(jù)大約可以追溯到4000年前——在坎布里亞和薩默塞特的青銅時代墓葬中,研究者曾從男女個體的牙齒里找到過鼠疫耶爾森菌的痕跡。與此相比,西伯利亞的發(fā)現(xiàn)一下把時間線往前推了約1500年,并且將舞臺從早期農(nóng)耕社會推回到了更古老的狩獵采集階段。這個對比并不意味著鼠疫必然是逐漸向西傳播的單線進程,但它至少說明,鼠疫與人類的關系比文字記載所能覆蓋的歷史要久遠得多。

關于感染鼠疫的類型,現(xiàn)有證據(jù)最傾向于指向肺鼠疫。肺鼠疫是鼠疫中最兇險的一種形式,細菌侵染肺部,導致高熱、呼吸困難、咳血,并可以通過呼吸道飛沫在人與人之間直接傳播,而不需要跳蚤等其他媒介。如果推斷正確,那么這種傳播方式就可以解開一個先前難以回答的難題:在人口分布如此稀疏、彼此聚落相隔甚遠的情況下,鼠疫如何能在人與人之間快速鋪開?答案或許就在于,肺鼠疫的飛沫傳播效率足以在小范圍接觸圈內(nèi)實現(xiàn)攜帶者—易感者—新攜帶者的鏈條,尤其在家庭成員之間共用掩蔽處、密切看護病患的場景中,這種鏈條會變得極其堅固。

但也要冷靜地補上一句:目前所有的說法都是基于DNA分子殘留與考古情境的推斷,而不是直接觀察到的“事發(fā)錄像”。在考古學與古病理學的聯(lián)合研究里,這種由“痕跡”復原“事件”的方式是常規(guī)操作,但自有其邊界。比如說,關于“狩獵采集者因屠宰或生吃旱獺而感染”這個環(huán)節(jié),它的合理性來自兩個方面:一是現(xiàn)代流行病學記錄持續(xù)顯示旱獺接觸是鼠疫散發(fā)感染的重要途徑;二是在這些墓地所在的地理范圍內(nèi),旱獺作為鼠疫菌天然動物宿主這一點是清楚的。然而,要直接證明5500年前某一個具體的人,就是因為在某一天處理了某只受感染的旱獺而生病,那是目前技術無法做到的。所以文中才會反復使用“可能”“推測”“極可能”這類留有馀地的措辭,這恰恰是研究發(fā)現(xiàn)被負責任地呈現(xiàn)出來的標志,而不是證據(jù)力不足的弱點。

同樣需要被置于“或許”范圍里的,是關于免疫的那一部分。年長者是否真的因既往感染

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