Ιστορίες από έναν λάκκο του «Μαύρου Θανάτου» Από την Kirsten Bos Understand article

Mετάφραση από Θεοδώρα Τσουλούφη (Theodora Tsouloufi). Αρχαιολογία και γενετική συμπράττουν για να αποκαλύψουν το τι προκάλεσε τον «Μαύρο Θάνατο».

Η εικόνα είναι ευγενική
παραχώρηση της Spooky
Pooka, Wellcome images

Ο «Μαύρος Θάνατος» είναι αναμφίβολα μία από τις πιο διάσημες μολυσματικές ασθένειες στην ιστορία. Σαρώνοντας την Ασία και την Ευρώπη στα μέσα του 14ου αιώνα, μείωσε τον ευρωπαϊκό πληθυσμό έως και κατά 50% στα αστικά κέντρα, σε διάστημα μόλις πέντε ετών (1347-1351)w1. Ο τεράστιος αυτός αριθμός νεκρών είχε έναν μακράς διάρκειας αντίκτυπο στον ευρωπαϊκό πολιτισμό: οι μεγάλες μειώσεις πληθυσμού στην τάξη των χωρικών αποσταθεροποίησαν το φεουδαρχικό  σύστημα, ανοίγοντας το δρόμο για πιο ευνοϊκά οικονομικά συστήματα. Σύντομα οι πολίτες θα μπορούσαν να κατέχουν τη δική τους γη και να καλλιεργούν τις δικές τους καλλιέργειες.     

Η πορεία του «Μαύρου Θανάτου» στη μεσαιωνική Ευρώπη καταγράφεται σε πολλά ιστορικά έγγραφα, μερικά από τα οποία περιλαμβάνουν ακόμη και παραστατικές περιγραφές των αποτρόπαιων συμπτωμάτων της ασθένειας. Το σύμπτωμα που σηματοδοτούσε την «πανούκλα» , όπως ονομαζόταν εκείνη την εποχή, ήταν η παρουσία μίας μονήρους διόγκωσης σε μέγεθος αυγού κάπου στο σώμα. Με βάση αυτό το χαρακτηριστικό, οι ιστορικοί της ιατρικής σήμερα συμπεραίνουν ότι επρόκειτο για ένα ασυνήθιστα επιθετικό ξέσπασμα βουβωνικής πανώλης, προκαλούμενης από το βακτήριο Yersinia pestis. Η πανώλη απαντάται συνήθως στα τρωκτικά και μεταδίδεται μεταξύ τους με δήγματα ψύλλων. Ο άνθρωπος αποτελεί ένα από τα περίπου 200 είδη θηλαστικών που είναι ευάλωτοι ως ξενιστές σε λοιμώξεις από το Y.pestis και κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες, τις οποίες δεν γνωρίζουμε ακόμη πλήρως, η ασθένεια μπορεί να μεταδοθεί από τα τρωκτικά στον άνθρωπο. Ακόμη και σήμερα παρατηρούνται περίπου 2.000 κρούσματα από το Y.pestis κάθε χρόνο ανά τον κόσμο, τα οποία φυσικά δεν συγκρίνονται κλίμακα με τον «Μαύρο Θάνατο»w2.

Ένας γιατρός που φορά
προστατευτική στολή για
την πανώλη. Οι άνθρωποι
πίστευαν ότι η ασθένεια
μεταδιδόταν με τον
μολυσμένο αέρα

Η φωτογραφία είναι ευγενική
παραχώρηση της βιβλιοθήκης
Wellcome (Welcome Library)
στο Λονδίνο

Το ερώτημα του γιατί οι άνθρωποι υπέκυψαν στον «Μαύρο Θάνατο» παραμένει αναπάντητο. Εξάλλου, μία γρήγορη βόλτα από τον υπόγειο σιδηρόδρομο κάθε μεγάλης πόλης θα σας αποδείξει ότι δεν έχουμε απαλλαχθεί εντελώς από τους αρουραίους. Άρα, λοιπόν, μήπως έφταιγε το ότι οι άνθρωποι ζούσαν σε περισσότερο ευνοϊκές για βακτηριακά νοσήματα συνθήκες στο παρελθόν; Μήπως οι άνθρωποι του μεσαίωνα ήταν απλώς περισσότερο ευάλωτοι στην ασθένεια εξαιτίας των γονιδίων τους; Ή ήταν το βακτήριο καθαυτό διαφορετικό με κάποιον ιδιαίτερο τρόπο, που το έκανε να έχει αυξημένη λοιμογόνο δύναμη; Μία απάντηση θα μπορούσε να δοθεί από τους σκελετούς ανθρώπων που θάφτηκαν σε λάκκους πανώλης στην πόλη του Λονδίνου, στην Αγγλία, στο ζενίθ του «Μαύρου Θανάτου».

Σκάβοντας βαθιά

Έχετε επισκεφτεί ποτέ τον υπόγειο σταθμό του Tower Hill στο Λονδίνο; Εάν ναι, βρεθήκατε ακριβώς κατά μήκος ενός δρόμου σε ένα αρχαίο χώρο ταφής για τα θύματα της πανώλης. Από το 1986 έως το 1988, οι αρχαιολόγοι του Μουσείου του Λονδίνου ανέσκαψαν αυτόν τον μεσαιωνικό λάκκο για τα θύματα της πανώλης  και βρήκαν σκελετούς εξακοσίων ανθρώπων (και υπάρχουν ακόμη περίπου 2.000  θαμμένοι!)w3.

Είμαι μέλος μίας ερευνητικής ομάδας που συνέλεξε δόντια από αυτούς τους σκελετούς για να τα ελέγξει για ίχνη DNA του Y.pestis, τα οποία μπορεί να έχουν παραμείνει ακέραια αφού είχαν θαφτεί στο χώμα για σχεδόν 700 χρόνια.

Τα δόντια είναι το καλύτερο μέρος ενός σκελετού που μπορεί να χρησιμοποιηθεί, καθώς το σκληρό εξωτερικό σμάλτο λειτουργεί σαν κέλυφος, προστατεύοντας το DNA στο εσωτερικό του δοντιού για αιώνες. Μπορείτε να θεωρήσετε αυτόν τον συνδυασμό αρχαιολογίας και μοριακής βιολογίας σαν τον εξεταστικό μας φακό για το παρελθόν. Χάρη στα επιστημονικά επιτεύγματα των τελευταίων λίγων ετών, σήμερα μπορούμε να συλλέξουμε μικροσκοπικά τεμάχια DNA μικροοργανισμών που προκάλεσαν αρχαίες μολυσματικές ασθένειες και να αναζητήσουμε ενδείξεις για το πώς έχουν μεταβληθεί τα γονίδια τους σε σχέση με το χρόνο. Στη συνέχεια, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτές τις μεταβολές για να κατανοήσουμε  το πως εξελίσσονται οι παθογόνοι μικροοργανισμοί.

Eξαγωγή δοντιού

Αφού συλλέξουμε τα δόντια, τα υποβάλλουμε σε μία χημική επεξεργασία για να απομονώσουμε μόρια DNA από τα κύτταρα που έχουμε ανακτήσει. Δυστυχώς, με αυτή την επεξεργασία απομονώνεται DNA αδιάκριτα, από όλες τις πηγές-φυτά, ανθρώπους, χώμα, βακτήρια- και τα μικροσκοπικά τμήματα DNA αυτού του παθογόνου μικροοργανισμού του παρελθόντος βρίσκονται κάπου σε αυτόν τον τεράστιο «σωρό» από μόρια. Το πρόβλημα είναι να απομονωθούν αυτά τα τμήματα.

Η κατασκευή του δοντιού. Το
σκληρό κέλυφος από
σμάλτο των δοντιών μπορεί
να προστατεύσει το DNA
στον πολφό για χρόνια

Η εικόνα είναι ευγενική
παραχώρηση του iStock

Χρησιμοποιούμε μία μέθοδο που ονομάζεται δέσμευση DNA (DNA capture) για να βρούμε αυτά τα συγκεκριμένα τμήματα DNA. Είναι κάτι σαν το ψάρεμα, μόνο που αντί να ψαρεύουμε ψάρια, ψαρεύουμε…μόρια. Σχεδιάζουμε δολώματα που ταιριάζουν με τμήματα  του γενετικού κώδικα-στόχου του Y.pestis και «ψαρεύουμε» στην απέραντη μοριακή θάλασσα, τραβώντας έξω τα τμήματα που ταιριάζουν. Η όλη διαδικασία διαρκεί μία εβδομάδα και στο τέλος έχουμε μία ποσότητα υγρού μεγέθους σταγόνας, η οποία ελπίζουμε ότι θα περιέχει τμήματα του γενετικού κώδικα του μικροοργανισμού που έχουν επιζήσει εκατοντάδες χρόνια μέσα στο δόντι.

Το τελικό αποτέλεσμα δεν είναι μία μακριά αλυσίδα DNA του Y.pestis. Αντί αυτού, έχουμε ένα σωρό μικροσκοπικών τμημάτων DΝΑ. Μετά μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε έναν υπολογιστή (και έναν ειδικό στους υπολογιστές!) για να συμπληρώσουμε το παζλ ανακατασκευάζοντας το γονιδίωμα της ασθένειας. Αλλά μην ανησυχείτε- αυτό είναι μόνο ένας φάκελος στον υπολογιστή , δεν υπάρχει ελεύθερο στο εργαστήριό μας! 

Aνασκαφή σε λάκκο για τα
θύματα της πανώλης

Η φωτογραφία είναι ευγενική
παραχώρηση από το Μουσείο
Αρχαιολογίας του Λονδίνου

Με το ανακατασκευασμένο γονιδίωμα αποθηκευμένο στον υπολογιστή, μπορούμε να συγκρίνουμε το νόσημα του παρελθόντος με τις εκδοχές του Y.pestis που κυκλοφορούν σήμερα, για να δούμε εάν το βακτήριο έχει αλλάξει με το χρόνο.  Το ενδιαφέρον είναι ότι το βακτήριο που προκάλεσε την πανώλη στο παρελθόν βρέθηκε ότι ήταν σχεδόν πανομοιότυπο με τα βακτήρια Y.pestis που κυκλοφορούν σήμερα, κάτι το οποίο δεν περιμέναμε.

Αυτό σημαίνει ότι ο μικροοργανισμός που ευθύνεται για το αρχαίο μολυσματικό νόσημα δεν είχε περισσότερη λοιμογόνο δύναμη απ’ ότι σήμερα. Έτσι, ίσως αντί να αλλάζει η ασθένεια, έχουν αλλάξει οι ίδιοι οι άνθρωποι.

Μπορεί απλώς να ζούμε κάτω από συνθήκες που εμποδίζουν την εξάπλωση λοιμώξεων σε μεγάλη κλίμακα, όπως συνέβη με την πανώλη στη μεσαιωνική Ευρώπη, αλλά μία πιο ενδιαφέρουσα πιθανότητα θα ήταν να έχουν αλλάξει τα γονίδιά μας, ώστε να μπορούμε να ανταπεξέλθουμε καλύτερα σε αυτή την ασθένεια. Το επόμενο βήμα θα είναι να μελετήσουμε αρχαίους ανθρώπους για να δούμε εάν τα γονίδιά τους είναι διαφορετικά από τα δικά μας. Σίγουρα υπάρχουν περισσότερα μυστικά στα αρχαία οστά και σήμερα έχουμε τη γνώση και την τεχνογνωσία για να γίνουμε ντετέκτιβς του παρελθόντος!

Download

Download this article as a PDF

Web References

  • w1 – Ένας διαδραστικός χάρτης παρουσιάζει το πως ο «Μαύρος Θάνατος» εξαπλώθηκε στην Ευρώπη μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα.
  • w2 – Η Εκπαιδευτική Πύλη (Educational Portal) πραγματεύεται την μικροβιολογία του βακτηρίου Yersinia pestis, περιλαμβάνοντας βίντεο και quiz.
  • w3 – Μπορείτε, επίσης, να πάρετε περισσότερες πληροφορίες για την πανώλη στο Λονδίνο από το Μουσείο της πόλης.

Resources

  • Το παιχνίδι Plague Inc., που κατασκευάστηκε σε συνεργασία με το Wellcome Trust, είναι ένα μείγμα στρατηγικής και ρεαλιστικής προσομοίωσης, διαθέσιμο για κινητά και Η/Υ. Ως παθογόνος μικροοργανισμός, πρέπει να εξελίσσεσαι συνεχώς για να γίνεις πανδημία.
  • Η πανώλη είναι ζωοανθρωπονόσος, μεταδίδεται από τα ζώα στον άνθρωπο. Μπορείτε να βρείτε περισσότερα σχετικά με το πώς μεταδίδονται οι λοιμώδεις παράγοντες από είδος σε είδος στο τεύχος 27 του Science in School.

Author(s)

Η Δρ Kirsten Bos είναι μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Βιοαρχαιολογίας  του πανεπιστημίου του Tubingen, όπου μελετά τη γενετική νοσημάτων του παρελθόντος. Η Kirsten έλαβε το διδακτορικό της δίπλωμα από το πανεπιστήμιο McMaster στον Καναδά με αντικείμενο έρευνας τη γενετική του «Μαύρου Θανάτου».


Review

Το άρθρο αυτό προσφέρεται για μία διαθεματική προσέγγιση στη μάθηση. Οι καθηγητές θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν αυτό το άρθρο ως βάση για εργασίες σε μαθήματα όπως η μοριακή βιολογία, η βιοχημεία του DNA ή η μικροβιολογία και  να το συνδέσουν ακόμη και με βασικές αρχές βιοπληροφορικής.

Το άρθρο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για μία συζήτηση με τους μαθητές σχετικά με τον τρόπο μετάδοσης, τη διασπορά και την εξέλιξη μερικών μολυσματικών ασθενειών όπως είναι ο «Μαύρος Θάνατος». Οι μαθητές θα κατανοήσουν την τρέχουσα έρευνα σχετικά με τη βιολογία του Y.pestis και την έκταση των ετήσιων κρουσμάτων λοιμώξεων από αυτό το βακτήριο ανά την Ευρώπη και τον κόσμο, και μπορούν να συγκρίνουν αυτές τις πληροφορίες με την ιστορία του «Μαύρου Θανάτου».

Το άρθρο θα μπορούσε, επίσης, να χρησιμοποιηθεί για εργασία, στην οποία θα αναλύεται η δομή του ανθρώπινου δοντιού και το πως αυτό χρησιμοποιείται για την εξαγωγή DNA, όπως επίσης και οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται για τη σύγκριση σύγχρονων και αρχαίων τμημάτων DNA του Y.pestis και άλλων βακτηριδίων με το ανθρώπινο DNA. Μία πιο ενδιαφέρουσα δραστηριότητα είναι να ζητήσετε από τους μαθητές να κάνουν υποθέσεις για το μέλλον αυτής της έρευνας και συγκεκριμένα για το κατά πόσο αυτή είναι χρήσιμη στο να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε τις μεταβολές σε κάποια από τα γονίδιά μας. 


Μarina Minoli, ειδικός στη Διδακτική στο διαπανεπιστημιακό κέντρο Agora (πρόγραμμα Active Science) στην Ιταλία.




License

CC-BY-NC-ND