5.000 år gammel mavebakterie i Ötzi giver indblik i europæernes historie
I maven på den berømte ismand Ötzi har forskerne kortlagt en meget speciel bakterie, der kun lever i mennesker og kan fortælle nyt om vores fælles evolutionære rejse.

Ismanden Ötzi giver ny indsigt i europæernes historie takket være en bakterie, som han havde i maven. (Foto: EURAC/Marion Lafogler)

 

For 5.300 år siden var en mand på flugt over gletsjerne højt oppe i Ötztal-alperne på grænsen mellem det nuværende Østrig og Italien. Træt og sulten begik han den fatale fejl at stoppe op og indtage et måltid af blandt andet bjergstenbuk, brød og æbler. Da han så sine forfølgere, var det for sent. Han sprang af sted, men en dræbende pil borede sig ind i hans ryg, og han tumlede død om knugende en flintekniv i hånden.

Der blev han liggende i en tidskapsel af is gennem hele civilisationens historie, indtil to vandrere, Erika og Helmut Simon, en dag i september 1991 så hans nøgne ryg og skallede isse stikke op mellem is og smeltevand.

Lige siden har ismanden Ötzis exceptionelt velbevarede krop givet forskerne enestående glimt tilbage til kobberalderen og livet blandt de tidlige europæere.

Nu skriver Albert Zink og Frank Maixner fra Institute for Mummies and the Iceman i Bolzano, Italien, og internationale kolleger endnu et kapitel.

Fra ismandens mavesæk er det lykkedes dem at finde det oprindelige arvemateriale af en helt særlig bakterie, Helicobacter pylori, der kun lever i maven på mennesker.

»Det er det første store skridt, siden vi opdagede, at mavesækken var bevaret i 2010, og det giver et unikt blik ind i bakteriens og menneskets evolution,« siger Frank Maixner.

Mavebakterie har fulgt menneskeheden

Det interessante er, at H. pylori og mennesket menes at være så tæt knyttede, at vi deler vores evolutionære historie præcist nok til, at bakterien kan bruges til at tegne de ruter, mennesket har fulgt ud over kloden tilbage i historien.

For eksempel viser tidligere forskning, at forskellige genetiske varianter af H. pylori nøje følger mønstre af forskellige sprogs udbredelse.

Ismanden Ötzi. (Foto: EURAC/Marion Lafogler)

»Man mener, at denne bakterie har været i vores mave siden menneskehedens begyndelse og migreret med mennesker ud over kloden. Men det her er det første direkte bevis for, at mavebakterien faktisk var til stede allerede på Ötzis tid,« siger Albert Zink.

Fundet giver nu indsigt i vores fælles evolution.

»Det er endnu et studie, der understreger den rivende udvikling, som forskning i fossilt DNA gennemgår i disse år, og mulighederne synes til tider endeløse,« siger lektor Morten Allentoft fra Center for GeoGenetik på Statens Naturhistoriske Museum, som ikke selv har del i studiet.

»Det lyder sikkert en smule nørdet at beskrive mavebakteriesammensætningen i en 5.300 år gammel mumificeret mand fra Alperne, men det har flere vigtige aspekter.«

Studiet er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Science.

 

Ismanden er en enestående tidskapsel

Studier af ismanden har gennem årene kastet mange indsigter af sig lige fra det tøj og de redskaber, han bar, over hans sidste måltid og voldsomme død til, at han var en 40 til 50-årig mand med gigt og åreforkalkning.

Molekylære analyser viser, at han boede i dalene i de sydlige Alper, og i 2012 afslørede genomet blandt andet, at ismanden havde brune øjne, var laktoseintolerant og var en agerbruger tættest beslægtet med nulevende mennesker på Sardinien og Korsika.

Der er tale om en efterkommer af de første europæiske agerbrugere, som ankom til Europa fra Anatolien i det nuværende Tyrkiet for omtrent 8.500 år siden.

 

Mavebakterien rejser en gåde om europæernes oprindelse

Rekonstruktion af ismanden (udført af brødrene Adrie og Alfons Kennis). (Foto: South Tyrol Museum of Archaeology/Ochsenreiter)

Det spændende med H. pylori er, at den er så intimt knyttet til mennesket, at den potentielt kan give yderligere indsigt i, hvem disse folk var, og hvordan de er beslægtet med nutidens europæere.

Man mener, at omtrent halvdelen alle mennesker har mavebakterien, og at den har fulgt os i mindst 100.000 år.

Men studier af forskellige H. pylori-stammers geografiske fordeling har efterladt forskerne med en stor gåde om oprindelsen af den stamme, som i dag er udbredt i Europa kaldet HpEurope.

Genetisk set er HpEurope en 50:50-blanding af en stamme fra Asien og en stamme fra Nordafrika, men ingen ved, hvornår de to stammer mødtes og blandedes.

Spørgsmålet er også en gåde om europæernes historie. Fordi bakterien lever i vores maver og kun gives videre ved intim kontakt, afspejler HpEuropes opblandingshistorie også vores egen.

»Teorien var, at det skete for mindst 10.000 år siden og måske for 40.000 år siden i Mellemøsten, og man mente, at HpEurope blev bragt til Europa med de første agerbrugere,« siger Albert Zink.

Men resultaterne fra ismanden viser sig at være overraskende.

 

Mavebakteriens genom mangler afrikansk del

For at kortlægge H. pyloris genom må hele ismanden tøs op i en nervepirrende proces, hvor et hav af undersøgelser gennemføres på få timer, inden man er nødt til fryse ham ned igen.

Helicobacter pylori-koncentration i ismandens mave, tarme og lægmuskel
(Foto: South Tyrol Museum of Archaeology/EURAC/Marco Samadelli-Gregor Staschitz-Central Hospital Bolzano)

Forskerne tager prøver fra både maven, tarmene og som en negativ kontrol også fra lægmusklen. Ingen steder finder de intakte bakterier, men DNA-teknologierne er i dag så stærke, at man stort set kan kortlægge enkelte DNA-molekyler.

Og her viser H. pyloris-DNA sig i både maven og tarmene, men ikke i lægmusklen. De tjekker omhyggeligt for, at bakterien ikke er en nutidig forurening, blandt andet ved at DNA'et har de samme aldringsbetingede skadesmønstre, som ses i Ötzis eget genom og dermed må være oldgammelt bakterie-DNA.

Genomet viser, at mavebakterien er en asiatisk stamme tættest beslægtet med stammer i det nordlige Indien uden den afrikanske del.

»Det var meget, meget overraskende,« siger Albert Zink.

»Og det ser derfor ud, som om sammensmeltningen skete meget senere, end vi troede. Efter at Ötzi levede og måske for 5.000 år siden.«

 

Ny indvandring til Europa

Der er selvfølgelig kun tale om en enkelt stikprøve fra fortiden, men da Ötzis genom viser, at han er efterkommer af agerbrugerne, er det vanskeligt at forestille sig, at H. pylori er kommet ind med de anatolske agerbrugere.

Hvis man antager, at Ötzis mavebakterie er repræsentant for H. pylori i Europa for 5.300 år siden, må den stamme, vi ser blandt europæere i dag, altså være opstået for meget nyligt.

Det peger på, at der må have været en indvandring til Europa af mennesker, som bar en H. pylori-stamme, der ligner de stammer, man finder i det nordøstlige Afrika i dag.

 

Bragte hestefolk den afrikanske del med sig?

Måske er der tale om en helt ukendt migration, men måske har Morten Allentoft et andet rigtig godt bud.

Ismanden Ötzi. (Foto: EURAC/Marion Lafogler)

Sidste år kom Allentoft og kolleger med et studie, der viste, at der skete en stor udskiftning af de europæiske gener for cirka 5.000 år siden, fordi et nomadefolk kaldet yamnayaerne vandrede ind i Europa fra stepperne i deres hjemland i Kaukasus.

»De ændrede vores genetiske landskab for altid, og det er jo fristende at forestille sig, at yamnaya-hyrderne også har introduceret de H. pylori-bakteriestammer, som man finder i Europa i dag,« siger Morten Allentoft.

»Men dette er naturligvis spekulationer, eftersom vi ikke har nogle yamnaya-mumier, vi kan undersøge maveindholdet på.«

 

Flere mumier kan belyse vores historie

Modsat knogler, tænder og hår bevares maver meget sjældent for eftertiden, men Albert Zink fortæller, at han håber på at fortsætte H. pylori-studierne.

»Vi har allerede kontakt til kolleger i Sydamerika, hvor de har mange naturlige mumier. Der er mumier i Asien og også moselig, for eksempel i Danmark, med meget velbevaret blødt væv‚« siger han.

Han håber, at flere gamle H. pylori-genomer kan være med til at afdække vores historie og peger på, at man kan få et mere finkornet billede med bakteriegenomer end mennesker, fordi mutationer opstår meget hurtigere i bakterier.

»Vores migrations og populations historie er langtfra så simpel, som man traditionelt har troet. Det ser ud, som om der har været mange forskellige migrationsbølger ind i Europa og en stor del opblanding af forskellige folk,« siger Albert Zink.