研究发现炭疽病菌最早由史前人类携带至全世界

2016年08月22日 10:45 新浪科技 微博
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历史手稿介绍了古埃及历史上的五大疫情。历史手稿介绍了古埃及历史上的五大疫情。
炭疽病是由炭疽杆菌所致的一种恶性传染疾病,这种病菌所产生的孢子可在土壤中存活许多年。炭疽病是由炭疽杆菌所致的一种恶性传染疾病,这种病菌所产生的孢子可在土壤中存活许多年。

  新浪科技讯 北京时间8月22日消息,据国外媒体报道,近期西伯利亚地区爆发严重的炭疽疫情,数千头鹿因感染病菌而死亡,数十人疑似感染而入院治疗。炭疽是最著名的急性传染病之一,在现代也常被恐怖分子用来制造生物武器,此次炭疽疫情的爆发再次引发人们的关注。科学家研究发现,其实炭疽病菌最早是由史前人类携带至全世界。

  科学家研究认为,西伯利亚地区此次炭疽疫情的爆发可能与今年该地区异常炎热的天气有关,高温导致此前被冰封于冻土下的炭疽杆菌被释放出来。炭疽病菌除了急性传染外,还因被一些人用来制造生物武器而臭名昭著,尤其是在2001年美国著名的炭疽攻击事件以后,人们对炭疽病菌更是谈之变色。

  事实上,炭疽病菌并非近年来才出现,它的历史久远令人惊讶。中国古典文献记载,早在5000多年前中国就曾爆发过疑似炭疽疫情。古罗马诗人维吉尔曾经对大约公元前一世纪爆发于欧洲的疑似炭疽疫情进行了描述,“它通过动物的血管进行传播,并造成肌肉萎缩,最终导致骨骼分解。”一些历史学家认为,这种病菌早在古埃及法老王时期就已存在。奇怪的是,世界上许多地方都曾经遭遇过炭疽疫情。由于炭疽病发展特别迅速,常在发病后几日内导致死亡,因此被感染的动物发病后很难远离感染源和自己所处的环境。这就意味着炭疽疫情通常爆发于局部地区。此外,在数千年前,一种病菌也很难有机会进行国际性传播。

像斑马这样的大型食草动物最容易感染炭疽病。像斑马这样的大型食草动物最容易感染炭疽病。

  炭疽病是由炭疽杆菌所致的一种恶性传染疾病。这种病菌所产生的孢子可在土壤中存活许多年,当然它们到底能够存活多长时间尚不清楚。美国北亚利桑那大学科学家塔里玛-佩尔森介绍说,“我常听到的数据是10年。但我认为这个数据并没有经过严格的验证。”如果人或动物呼吸时吸入这种病菌的孢子,或食用被病菌感染的食物,或者伤口接触了病菌,都有可能被感染。如果没有得到及时治疗,被感染者可能会很快死亡。炭疽杆菌涉及到基因层面的某些特性,因此此前研究人员想研究它们的进化历史非常困难。

  不过,在大约20年前这一问题出现转机,遗传学家通过最先进的技术识别了不同血统之间微小的基因差异。在2004年的一项研究中,佩尔森研究团队发现,炭疽杆菌主要可分为三类,即A、B、C三类,所有这三类有一个共同的祖先。但是,最早的炭疽杆菌何时出现于何方,科学家们尚未完全搞清楚。

最早的美洲人可能来自西伯利亚。最早的美洲人可能来自西伯利亚。
牲畜可能是炭疽病之源。牲畜可能是炭疽病之源。

  美国路易斯安那州立大学科学家马丁-休-琼斯认为,炭疽杆菌可能最初起源于非洲。在非洲南部某些地区,土壤样本中的炭疽杆菌的基因多性样非常高,这一现象可以很好地证明炭疽杆菌最初出现于非洲。但是,佩尔森认为,遗传学家应该研究更多的土壤样本才可以得出明确的结论。“从基因多样性的角度来说,我认为起源地应该在非洲或欧洲。”无可争议的是,炭疽杆菌的存在历史相当悠长。特别指出的是,A类炭疽杆菌在现在的各主要大洲都有发现,它们可能占了全球炭疽杆菌的85%左右。

  佩尔森曾经在南非开展炭疽病研究。历史上,该地区生活着大量的大型食草动物,而这些大型食草动物最容易被炭疽杆菌感染。它们迁徙到南部非洲其它地区,因此从理论上讲炭疽杆菌会随它们一起传播到各地。但事实上并非如此。佩尔森表示,“我们对炭疽病进行了深入研究后发现,不同种类的炭疽杆菌局部化传播程度很高。”研究人员最初对此非常困惑。不过,后来他们考虑到炭疽病发病特别快,致死率高,被感染的宿主很快死亡,因此这种病菌传播局部化的现象就很容易理解了。虽然病原体通常依赖于宿主进行传播,但是感染炭疽杆菌的宿主还没来得及远行就已发病死亡。因此,炭疽病通常是一个高度局部化的难题,至少在南部非洲是这样的。

  然而,在欧亚大陆,一些种类的炭疽杆菌传播的范围较广,有时它们会成为长途旅行者。佩尔森表示,“为什么在欧洲和亚洲就会不一样呢?我们暂时还没有找到真正的答案,但我们可以进行推测。”他怀疑,人类行为是导致这种差异的关键因素。

  史前人类为了生存总是在千方百计地开拓自己的环境。当他们经过一头死亡动物的尸体时,可能会剥下动物的皮制成衣服。如果有的动物是因为炭疽病而死亡,那它们的皮毛上可能会存在炭疽杆菌的孢子。佩尔森认为,当早期人类在欧亚大陆之间迁徙时,就会不经意间携带并传播了炭疽杆菌,并让皮毛衣服上的孢子苏醒。但是,南部非洲的气候比欧亚大陆要温和得多,早期人类不需要在夜间穿上皮毛衣服,因此南部非洲的炭疽病传播仍然保持局部化特征。

交河,中国“古丝绸之路”重镇。交河,中国“古丝绸之路”重镇。

  既然史前人类曾经将炭疽杆菌带出了非洲,那么在北美地区出现A类炭疽病这不寻常现象也就容易解释了。数年前,大多数研究者都曾认为,炭疽病是在几百年前随最早的欧洲殖民者进入美洲的。但在2009年,佩尔森等人研究发现,这种观点并不正确。数据显示,最早的炭疽杆菌仅仅局限于北美大陆西北地区,后来进化出的炭疽杆菌才慢慢向南扩散,一些发现于德克萨斯州。这表明,炭疽病是从美洲西北地区进入这块大陆,然后经过阿拉斯加和加拿大,再向南方和东方扩散。这种扩散模式与欧洲殖民者从东部沿海进入美洲的路径并不相符,但它却与最早期的美洲人在13000年前首次定居这块大陆时的路径较为相符。这些最早期的美洲人是在最后一次冰川期时期从连接亚洲和北美洲之间的大陆桥进入北美的。

  这表明,在大约10000年前人类开始农耕作业时,他们以狩猎和采集为生的祖先已经将炭疽病从欧亚大陆带到了美洲大陆。然而,农业革命让炭疽病问题更为严重。2007年,包括佩尔森在内的许多科学家对全球炭疽病的历史年代进行了全面分析。分析结果表明,A类炭疽杆菌应该出现于6500年前到3300年前。这一时间辐射范围也与青铜器时代的开始及与欧亚之间长距离商品交易出现相一致,其中的商品包括农产品和牲畜产品。长距离以及牲畜产品这两种因素让人类与大型食草动物有紧密联系,从而形成了A类炭疽杆菌传播和多样化的理想环境。2009年,中国科学家的一项研究发现,炭疽杆菌在中国西部喀什市附近地区多样化最为明显。喀什市是著名的“古丝绸之路”重镇。

  因此,科学家认为,炭疽病全球传播,并不是因为它自己善于传播,而是因为我们的远古祖先将其带到了全世界。(彬彬)

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