Древние какашки из мексиканской «Пещеры мертвых детей’ кишат паразитами
Это действительно большое событие, когда окаменелые экскременты переживают разрушительное воздействие времени. Эти затвердевшие кусочки экскрементов дают представление о том, что ели животные тысячи лет назад и даже от чего они могли заболеть. Люди не являются исключением из этого правила: засохшие человеческие экскременты свидетельствуют о том, что мы всегда любили сыр и пиво и что наш микробиом эволюционировал на протяжении тысячелетий.
ДНК, выделенная из высушенных фекалий 1000-летней давности, указывает на то, что кишечные инфекции, вызванные острицами или шингеллой, могли поражать древних людей, живших в современной долине Рио-Запе на севере Мексики. ДНК и то, что она нам говорит, подробно описано в исследовании, опубликованном сегодня в журнале PLOS One.
Для ученых, копающихся в прошлом, древние фекалии — это временная капсула кишечных паразитов, продуктов питания и многого другого. Хотя микробная ДНК может сохраняться в образцах кала, анализ может быть затруднен, поскольку ДНК со временем разрушается.
“Определение патогенов в древних образцах кала — абсолютно увлекательная задача”, — говорит соавтор исследования из Университета Северной Каролины. Инженер-эколог из Каролины в Чапел-Хилле Джо Браун рассказывает о Popular Science. “Это может помочь нам лучше понять состояние здоровья людей, живущих в совершенно другое время и в другом месте. Мы действительно стремились внедрить новые и высокоспецифичные методы, которые ранее использовались только на современных образцах, для анализа образцов с полигона Рио–Запе”.
В ходе исследования они изучили образцы фекалий, обнаруженные в Ла–Куэва-де-лос-Муэртос Чикитос, или “Пещера мертвых детей”, в штате Дуранго, Мексика. Он был заселен народом Лома-Сан-Габриэль около 1200-1400 лет назад. Самим образцам фекалий около 1100-1300 лет.
Низкая влажность и сухой климат региона помогли сохранить образцы фекалий и другие находки, которые были извлечены из пещеры с момента ее основания. впервые раскопки были проведены в середине 20-го века.
“Пещера мертвых детей получила свое название потому, что во время раскопок было найдено более десятка детских скелетов”, — говорит соавтор исследования и Индиана Микробиолог из университета охраны окружающей среды Дрю Капоне рассказывает о Popular Science. “В пещере также было обнаружено более 500 древних высушенных образцов фекалий и более 2000 детей”.
Высушенные фекалии из Пещеры мертвых детей. Изображение: Джоника Винтер. Команда использовала новую методику для анализа 10 образцов. Ранее в большинстве работ с древними фекалиями, подобных этой, использовалось секвенирование ДНК. Несмотря на свою полезность, секвенирование ДНК является более нецелевым. Это даст последовательность для всей ДНК, присутствующей в образце, но может не включать менее концентрированные микробы, которые часто встречаются в старых фекалиях.
“Мы использовали проверенные методы qPCR для поиска генов, которые являются специфичен для кишечных патогенов”, — говорит Капоне. “Этот подход, основанный на кПЦР, имеет более низкий предел обнаружения, чем секвенирование.
С помощью этого нового метода команда ученых идентифицировала генетические признаки широкого спектра кишечных паразитов, включая простейших Blastocystis и многочисленные штаммы бактерий E. coli. Эти патогенные микроорганизмы никогда не были обнаружены в старых фекалиях. Кроме того, в большинстве образцов присутствовали некоторые патогенные микроорганизмы, в том числе острицы.
Для Капоне такая высокая распространенность остриц была невероятно неожиданной, учитывая, что образцам было более 1000 лет и ДНК должна была сильно разрушиться за такой длительный период времени.
<“При работе с современными образцами мы с невероятной осторожностью относимся к хранению наших образцов в морозильных камерах со сверхнизкими температурами, чтобы свести к минимуму их разложение перед анализом”, - говорит он. “Я был невероятно удивлен, что даже спустя более 1000 лет ДНК этих патогенов сохранилась на поддающемся обнаружению уровне”.
По словам команды, такая работа подтверждает концепцию использования кПЦР для идентификации кишечных паразитов о прошлых человеческих популяциях. Некоторые из этих патогенов специфичны для человека, в том числе острицы и шигеллы, что указывает на то, что это способ отличить инфицированного человека от отходов жизнедеятельности других видов.
Такая высокая распространенность кишечных паразитов потенциально указывает на то, что кишечные паразиты инфекции и плохие санитарные условия были обычным явлением среди жителей Лома-Сан-Габриэль. Однако, поскольку исследование было ограничено 10 образцами и охватывало список хорошо изученных патогенов, трудно сказать наверняка. Будущие исследования с использованием более крупных образцов могут дать более полную оценку патогенов, которые поражали наших предков. “Существует большой потенциал в применении современных молекулярных методов для информирования об исследованиях прошлого”, — добавил Браун в сопроводительном заявлении. “Высокочувствительные и специфичные целевые анализы могут дополнять подходы к секвенированию, когда представляют интерес конкретные цели. Мы с нетерпением ждем продолжения этой совместной работы, чтобы лучше понять присутствие и перемещение патогенов в древних образцах. ”
Другие статьи: