Bioinformatik Diese Bakterie brachte Millionen Mexikaner um

Als die Europäer Amerika besiedelten, brachten sie Krankheiten mit, an denen Millionen Ureinwohner starben, so auch die sogenannte Cocolitzli-Seuche. Jenaer Forscher haben nun 500 Jahre später den Erreger identifiziert.

Seuche mexikanische Urweinwohner - Jenauer forscher entdecken Erreger
Freigelegte Mauerreste am nördlichen Rand der Grand Plaza bei Teposcolula-Yucundaa. Architektonische Untersuchungen des Grand Plaza führten zu der unerwarteten Entdeckung eines großen Epidemiefriedhofs, der mit der Cocoliztli-Epidemie von 1545-1550 in Zusammenhang steht. Der Friedhof enthielt zahlreiche Massengräber, die das katastrophale Ausmaß der Epidemie belegen. Bildrechte: Christina Warinner/Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte Jena

Die Eroberer aus Europa unterwarfen die Neue Welt bekanntlich mit drei Methoden: Dem Schwert, dem Kreuz und ihren Keimen. Vor allem die eingeschleppten Krankheiten rafften im 16. Jahrhundert flächendeckend zahllose Ureinwohner Nord- und Südamerikas dahin. Welche Erreger aber genau für welche Seuche verantwortliche waren, war bisher weitgehend unbekannt.

Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Menschheitsgeschichte (MPIMG) in Jena ist nun gelungen, einen Bakterientyp zu identifizieren, der die zwischen 1545 und 1555 grassierende, verheerende Cocolitzli-Epidemie ausgelöst haben könnte. Weil damals einzelne Erreger nicht genau bestimmt werden konnten, lässt sich nur schwer sagen, ob alle Betroffenen auch wirklich an der gleichen Krankheit gestorben sind. Zeitgenössische Quellen berichten aber davon, dass im Verlauf der Seuche 15 Millionen Menschen starben.

Einmalige Fundstätte Seuchenfriedhof

Übersichtskarte
Die Karte zeigt die Lage der Siedlung in der Mixteken-Region von Oaxaca, Mexico (A), und die Lage der Ausgrabungsstätte (B). Teilbild C ist eine zeichnerische Darstellung des Individuums Nr. 35, aus dessen Probe ein S. enterica Genom rekonstruiert werden konnte. Bildrechte: Åshild J. Vågene / Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte Jena

Wie die Jenaer Forscher im Fachjournal "Nature Ecology and Evolution" berichten, fanden sie deutliche Hinweise auf das Erbgut der "Salmonella enterica" in den Überresten der vor mehr als 500 Jahren gestorbenen Menschen. Sie wurden entdeckt auf einem Seuchenfriedhof, der bei archäologischen Grabungen in der früheren mixtekischen Stadt Teposcolula-Yucundaa gefunden wurde.

Der Friedhof wird mit dem Ausbruch von Cocolitzli in Verbindung gebracht. Weil die alte Stadt nach der Seuche aufgegeben und von der Spitze eines Berges in das benachbarte Tal verlegt wurde, blieb die Grabstätte jahrhundertelang unberührt.

"Angesichts des historischen und archäologischen Kontextes von Teposcolula-Yucundaa bot sich uns die einzigartige Gelegenheit, die Frage nach den mikrobiellen Ursachen dieser Epidemie zu beantworten", sagt Åshild J. Vågene vom MPIMG.
Insgesamt 29 menschliche Überreste standen den Forschern für DNA-Analysen zur Verfügung. So konnten sie deutliche Hinweise auf eine bestimmte Art der "Salmonella enterica" finden.

Intelligenter Algorithmus hilft bei Auswertung

Åshild J. Vågene im Reinraumlabor des Max-Planck-Instituts für Menschheitsgeschichte
Genetische Untersuchung der Proben im Labor in Jena. Bildrechte: Elizabeth Nelson / Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte Jena

Diese Art der Salmonellen verursacht sogenanntes enterisches Fieber, dessen bekannteste Form Typhus ist. Eine Infektion kann zu schweren Magen-Darm-Erkrankungen mit hohem Fieber führen, bei denen die Erkrankten viel Flüssigkeit verlieren. Eine mögliche Todesursache ist dann Dehydrierung, also Austrocknung. Auch heute kommt es weltweit immer wieder zu Infektionen. Vor rund 500 Jahren grassierte die Cocolitzli-Epidemie in großen Teilen der heutigen Staaten Guatemala und Mexiko.

Eine weitere Besonderheit der Forschungsarbeit war die Auswertungsmethode. Statt das analysierte Erbgut nach Spuren vorher bereits spezifizierte Erreger zu durchsuchen, durchforste ein Algorithmus die Daten und glich sie mit einer großen Datenbank ab, in der die Erbinformation vieler tausend Organismen gespeichert ist, erklärt MPI-Forscher Alexander Herbig.

Unser Computerprogramm analysiert Erbgutfragmente und entscheidet für jedes, wie spezifisch es zu einer bestimmten Spezies passt. Viele Bereiche im Erbgut sind schließlich bei verschiedenen Organismen sehr ähnlich, die entsprechenden Fragmente daher für eine Identifizierung ungeeignet. Zudem erlaubt uns unser Algorithmus zu unterscheiden, ob wir tatsächlich alte Erbgutfragmente vorliegen haben oder ob sie unabsichtlich durch die Ausgrabungspersonen an die Proben gekommen sind. Das schließen wir aus bestimmten Schadensmustern, die bei alten Erbgutfragmenten auftreten.

Alexander Herbig, Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte

Breiter angelegte Forschung möglich

"Dieser neue Ansatz erlaubt es uns, Skelette in breit angelegten Untersuchungen auf alle Erreger hin zu untersuchen, die möglicherweise in ihnen vorhanden waren", sagt Johannes Krause, Direktor der Abteilung für Archäogenetik am MPIMG. Auf diese Weise lassen sich zuvor unbekannte Krankheitsursachen leichter entdecken.

Dieses Thema im Programm: MDR KULTUR - Das Radio | Kalenderblatt | 21. Mai 2017 | 08:45 Uhr