Авторы нового исследования попытались выяснить, какие микроорганизмы сохранились в тканях знаменитой мумии Этци, на поверхности тела и внутри него, а также как они изменились за тысячелетия. Ученые нашли следы древних бактерий в кишечнике и холодолюбивые одноклеточные грибы, колонизировавшие останки уже после смерти. Некоторые организмы, по-видимому, не просто выжили в холодных условиях, но и продолжают размножаться до сих пор.
Мумия Этци хранится в герметичной камере, внутри которой температура достигает минус 6 градусов, а относительная влажность составляет 99 процентов / © South Tyrol Museum of Archaeology, Eurac Research, Marion Lafogler
Мумия, известная под именем Этци, относится к числу самых знаменитых археологических находок последних десятилетий. Ее обнаружили туристы в 1991 году на границе между Австрией и Италией в Эцтальских Альпах. Супруги Эрика и Хельмут Зимон наткнулись на туловище человека, вмерзшее в лед, на высоте более трех тысяч метров над уровнем моря.
Радиоуглеродное датирование показало, что возраст Этци составляет примерно 5300 лет, то есть «ледяной человек» жил между 3350 и 3100 годами до нашей эры. За 35 лет изучения останков специалисты получили огромный объем данных, который помог реконструировать внешность Этци и его образ жизни. Например, выяснилось, что у него была темная кожа, на которой сохранились многочисленные татуировки. Кроме того, исследователи обнаружили в левом плече наконечник стрелы, это позволяет предположить, что Этци умер в результате нападения.
В настоящее время мумия хранится в Южно-Тирольском музее археологии в итальянском городе Больцано. Тело лежит в герметичной камере, внутри которой температура достигает минус 6 градусов Цельсия, а относительная влажность — 99 процентов. Посетители музея могут увидеть Этци только через небольшое окно размером примерно 40×30 сантиметров. Такое решение было принято, чтобы свести к минимуму влияние внешней среды на останки.
Команда микробиологов, микологов и биоинформатиков под руководством Франка Майкснера (Frank Maixner) из Института изучения мумий в центре Eurac Research в Больцано, Италия, провела масштабный анализ микроорганизмов, связанных с останками Этци. Исследователи попытались выяснить, какие микроорганизмы сохранились в тканях мумии, на теле и внутри него, а какие из них остаются частью ее микробной экосистемы сегодня.
В качестве рабочего материала взяли образцы кожи, фрагменты тканей мумии и воду, полученную после размораживания внутренних частей Этци. Весь этот материал собрали в 1992, 2010 и 2019 годах. Для сравнения специалисты воспользовались пробами почвы и льда, добытыми на месте находки еще в 1990-х. Такой подход помог отделить древние микроорганизмы от более поздних загрязнений.
Затем Майкснер и его коллеги применили методы метагеномного секвенирования — технологии, позволяющей одновременно анализировать ДНК множества микроорганизмов в одном образце.
Анализ показал, что на теле и внутри него присутствуют как древние, так и современные организмы. Особенно интересными оказались бактерии, населяющие желудочно-кишечный тракт. В тканях нашли микроорганизмы, способные существовать без кислорода в пищеварительной системе млекопитающих. Среди них присутствовали представители родов Treponema и Kineothrix.
Чтобы определить возраст бактерий, ученые изучили степень повреждения их ДНК. У древней ДНК со временем возникают характерные молекулярные изменения. Если микроорганизм действительно древний, его генетический материал должен нести следы старения. Полученные данные указали, что найденные бактерии жили в кишечнике Этци еще при его жизни.
Исследователи выявили большое разнообразие кишечной микрофлоры. По мнению авторов научной работы, такой состав микробиома больше напоминает микробные сообщества древних людей, чем современных жителей индустриальных стран. Вероятно, это связано с особенностями питания и образа жизни людей медного века.
Не менее любопытные результаты получили при изучении поверхности тела. Там обнаружили устойчивые к холоду дрожжи: представителей родов Phenoliferia, Glaciozyma, Goffeauzyma и Mrakia. Следы повреждений ДНК указали на их древнее происхождение — вероятно, они попали на тело мумии в период, когда Этци лежал во льду.
Однако один факт особенно заинтересовал ученых. Количество грибов рода Glaciozyma заметно выросло в промежутке между 2010 и 2019 годами. За это время они стали доминирующими среди всех обнаруженных дрожжей. Одновременно исследователи зафиксировали уменьшение повреждений ДНК у Glaciozyma. По мнению авторов научной работы, эти данные свидетельствуют о том, что грибы могут сохранять жизнеспособность и метаболическую активность в условиях музейного хранения мумии. Не исключено, что некоторые из них способны к размножению.
Правда, некоторые эксперты призвали относиться к выводам команды Майкснера с осторожностью. Для окончательного подтверждения активности микроорганизмов необходим поиск молекул РНК. Их присутствие укажет на работу генов и протекание биологических процессов. Вполне вероятно, что дрожжи оставались в спящем состоянии или ненадолго активизировались при размораживании образцов.
Еще одна любопытная находка — в ДНК некоторых грибов выявили гены, кодирующие ферменты, способные расщеплять фенол — токсичное химическое соединение, которое обычно используют для замедления разложения тел. Авторы работы связали этот факт с историей обнаружения Этци.
Когда тело извлекли из ледника, на его поверхности уже развивалась плесень. Для борьбы с ней использовали вещества на основе фенола. Теоретически, такая обработка могла повлиять на состав микробиома и создать преимущества для микроорганизмов, способных перерабатывать это соединение.
Майкснер и его коллеги пояснили, что тело Этци превратилось в сложную экосистему с собственной историей развития. Сначала в его кишечнике нашли древние микробы, которые попали туда еще при жизни. Затем обнаружили часть микроорганизмов, поселившихся на поверхности тела и внутри мумии, пока она в течение пяти тысяч лет лежала в альпийских льдах. Еще одни микроорганизмы появилась уже после того, как Этци оказался в руках ученых.
Теперь исследователи предлагают регулярно контролировать состояние микробного сообщества Этци с помощью геномных исследований, анализа РНК и продуктов жизнедеятельности. Если дальнейшие анализы подтвердят активность части микробов, может возникнуть необходимость пересмотреть режим хранения мумии.
Выводы команды итальянских ученых представлены в журнале Microbiome.
Оценили 5 человек
7 кармы