Wrzody żołądka a kolonizacja świata przez Homo sapiens
Paweł Szablewski | 2007-02-28
Bakteria żołądkowa Helicobacter pylori atakując pierwszych praludzi, około 100 tys. lat temu, na terenach dzisiejszej Etiopii, rozprzestrzeniła się z nimi po całym świecie. Badając różnice w genetyczne w poszczególnych populacjach bakterii udało się nawet ustalić przybliżone daty wędrówek praludzi. Tak przynajmniej wskazują najnowsze badania zespołu Marka Achtman z Max Planck Institute for Infection Biology w Berlinie, François Balloux z University of Cambridge i Sebastian Suerbaum z Hanover Medical University.
H. pylori uważana jest za głównego sprawcę wrzodów żołądka i jedną z najpowszechniej występujących bakterii chorobotwórczych u ludzi. W Polsce ocenia się, że występuje u około 75% mieszkańców. Na szczęście objawy wrzodowe powoduje zazwyczaj u nie więcej jak 10-20% zakażonych. Odkrycie bakterii jako sprawcy choroby wrzodowej żołądka pozwala opracować bardzo skuteczne (w około 90% przypadków) kuracje antybiotykowe.
Naukowcy przebadali 532 szczepy u 51 grup etnicznych ludzi. Szacowanie czasu wędrówki bakterii, wykonano przy użyciu modelu matematycznego, na podstawie drobnych zmian w jej genomie, utrwalonych w poszczególnych populacjach. Genom tej bakterii zsekwencjonowano w 1997r., jest wyjątkowo krótki składa się z około 1.6 mln par zasad, za to odznacza się bardzo wysoką częstotliwością zachodzenia rekombinacji (zmian w ustawieniu kodu DNA). Ta cecha utrudnia w znacznej mierze dokładne odszukiwanie poszczególnych mutacji. Nie jest tak w przypadku H. pylori. Bakteria ta w większości przypadków przekazywana jest rodzinnie, głównie z matki na dzieci. W takiej sytuacji większość zmian w genomie jest bardzo podobna, także niektóre ślady po rekombinacji, które zamiast przeszkadzać mogą być użyte przy określaniu pokrewieństwa poszczególnych szczepów.
Z badań wynika, że H. pylori ma Afrykańskie pochodzenie i pojawiła się tam jakieś 200-150 tys. lat temu. Około 100 tys. lat temu zaczęła rozprzestrzeniać się po całym kontynencie. Po raz pierwszy opuściła Afrykę około 60 tys. lat temu, pojawiając się w Azji na Bliskim Wschodzie. Dotarcie do Chin i Australii zajęło jej następne 20 tys. lat. Mniej więcej w tym samych czasie około 25-40 tys. lat temu rozprzestrzeniła się w Europie. W Ameryce Północnej pokazała się około 10-12 tys. lat temu, a w południowej 4-8 tys. lat temu.
Badania wskazują na bardzo przybliżony czas pojawiania się H. pylori na poszczególnych kontynentach do szacowanego okresu pojawienia się tam człowieka współczesnego. Wskazywać to może na bardzo bliski związek bakterii z naszymi najwcześniejszymi przodkami. Także w tamtych czasach musiała być bardzo powszechna skoro przenosiła się już z pierwszymi wędrowcami. Dalsze badania potwierdziły pojawianie się zmian w DNA H. pylori i u człowieka mniej więcej w tym samym okresie, co sugeruje równoległe oddziaływanie ewolucji na obydwa gatunki. Przyczyną może być albo dostosowywanie się jednego z nich do drugiego albo natrafianie na te same trudności (np. mała grupa osobników w czasie wędrówek na nowe tereny). Szczególnie interesująca wydaje się druga wersja. Ograniczenie wielkości populacji ludzi znacznie zmniejsza wymianę materiału genetycznego między nimi jak i pomiędzy zamieszkującymi ich bakteriami. To z kolei sprzyja utrwalaniu się nietypowych zmian w genomie (pojedynczej mutacji łatwiej jest się rozprzestrzenić na niewielką grupę niż na dużą liczbę osobników). Ponieważ zmienność wśród populacji bakterii jest większa niż pomiędzy grupami ludzi może ona pozwolić na dokładniejsze szacowanie kierunków i czasu rozprzestrzeniania się Homo sapiens po świecie.
Próby określenia rozprzestrzeniania się ludzi na podstawie analiz genetycznych zamieszkujących ich pasożytów podejmowano już wielokrotnie. Za każdym razem starano się wykorzystać pospolicie występujące wśród ludzi bakterie lub wirusy (np. wirus JCV). Ogólne rezultaty co do kierunku ich rozprzestrzeniania są zazwyczaj bardzo podobne do prezentowanych powyżej.
Przy podobnych badaniach wędrówek ludów Polinezji wykorzystywano z powodzeniem DNA z dużo większych zwierząt - szczurów polinezyjskich. Przez pierwotne szczepy Polinezyjczyków traktowane były jako przysmak, tuczone i przewożone na odległe wyspy. Liczne pozostałości stanowią świetny materiał do badań DNA.
W innym przypadku wykorzystano DNA wszy do określenia przybliżonego okresu, w którym człowiek zaczął nosić ubrania. Przyjęto, że w tym samym czasie musiał powstać gatunek wszy odzieżowej. Musiał się on wyodrębnić z wszy głowowej albo łonowej. Analizy wykazały, że nastąpiło to około 70 tys. lat temu. Mniej więcej w tym czasie człowiek opuścił ciepłą Afrykę, rozpoczynając wędrówkę na północ.
Źródło:
Eurekalert!: "Out of Africa -- bacteria, as well", 14-Feb-2007,
Todd R Disotell, "Discovering human history from stomach bacteria", Genome Biol. 2003; 4(5): 213.
Komentarze
Patka | 2010-11-03 12:14:26
Zajebisty tekst;):) tylko chciałabym jeszcze rysunek na temat kolonizacji swiata przez homosapiens;)