Уже в XIX веке археологи замечали, что микроорганизмы постепенно разрушают человеческие останки. Однако оставалось неясно, какие именно бактерии отвечают за это, как микробиом влияет на сохранность костной ткани и какие условия захоронения ускоряют или сдерживают деградацию.
Международная инициатива в микробиологии
Чтобы восполнить пробел в знаниях, международная команда генетиков и молекулярных биологов во главе с Дамлой Каптан она же Damla Kaptan из Университета Ставангера Норвегия поставила цель связать наблюдаемые под микроскопом признаки разрушения с конкретными микробными сообществами, выявленными путем метагеномного анализа.
Объекты исследования: вековые останки
Ученые проанализировали 83 человеческие кости, датируемые периодом с XI по XIX век. Часть образцов получена с обычных открытых кладбищ, а другая часть из захоронений внутри зданий, преимущественно церквей, в криптах или под полом. Это позволило сравнить эффект разных погребальных условий.
Методы комплексного анализа
Каптан и коллеги исследовали кости методами оптической и электронной микроскопии, оценили уровень разрушения, провели секвенирование ДНК и установили таксономический состав микробных сообществ по метагеномным данным.
Ключевые микробные игроки
Анализ показал прямую связь между сохранностью останков и составом микробиома. В костях с умеренными повреждениями чаще выявляли бактерии рода Lysobacter. В сильно поврежденных останках доминировал род Streptosporangium. Интересно, что в группе хорошо сохранившихся образцов преобладали бактерии Streptomyces, типичные почвенные актинобактерии. Примечательно: Streptomyces обнаружили в 86% всех образцов, независимо от их состояния.
Неожиданная роль Streptomyces
На первый взгляд, преобладание Streptomyces в хорошо сохранившихся костях кажется парадоксом. Ведь и они, и Streptosporangium способны продуцировать коллагеназы, ферменты, расщепляющие ключевой белок кости коллаген. Но эти бактерии вырабатывают ферменты лишь при определенных условиях: достаточная влажность, доступ кислорода, подходящая температура и уровень кислотности (pH). По-видимому, в хорошо сохранившихся костях создавалась среда, угнетающая активность Streptomyces, или же Streptomyces успешно противостоял более агрессивному Streptosporangium через конкурентное подавление.
Баланс сообщества и влияние среды
По сути, "потенциальный разрушитель" не всегда действует как "реальный": итоговая сохранность кости зависит не столько от присутствия определенных родов, сколько от их метаболической активности и сбалансированности всего микробного сообщества. Хорошо сохранившиеся кости характеризовались и более высоким микробным разнообразием, и иным соотношением таксонов по сравнению с разрушенными. Это разнообразие также варьировалось в зависимости от среды захоронения, часто будучи выше в церковных образцах. Различия авторы объясняют влиянием внешних факторов: влажности, температуры, доступа кислорода.
Преодоление трудностей
Исследователи столкнулись с объективными ограничениями: ДНК в старых костях со временем деградирует, что затрудняет точное определение видов бактерий. Также оставалась вероятность случайного загрязнения образцов посторонней ДНК при раскопках, транспортировке или хранении.
Перспективное открытие в науке
Несмотря на сложности, ученые уверены: достигнутые результаты это важное достижение в исследовании истории человеческих останков. Эксперты подчеркивают, что древние кости вовсе не "биологически безмолвны". Они несут богатые микробные сигнатуры, открывающие путь к пониманию вековых процессов изменения тканей. Новое знание способно пересмотреть методы работы с останками и значительно повысить точность реконструкции истории древних погребений.
Источник: naked-science.ru
