Как бактерии помогают или мешают сохранности древних скелетов

Еще в XIX веке археологи и антропологи заметили: большинство человеческих останков со временем разрушается под действием микроорганизмов. Однако долгое время оставалось загадкой, какие именно бактерии за это отвечают и почему одни кости сохраняются хорошо, а другие — нет. Теперь международная команда генетиков и молекулярных биологов решила разобраться в этом вопросе.

Что показал анализ 83 древних костей

Ученые изучили 83 человеческие кости, датируемые XI–XIX веками. Часть образцов была взята на обычных кладбищах под открытым небом, а часть — из захоронений внутри зданий (в основном под полами церквей или в криптах). Такой подход позволил сравнить влияние разных условий на сохранность костей.

С помощью оптических и электронных микроскопов исследователи оценили степень разрушения тканей, а затем секвенировали генетический материал и определили таксономический состав микробных сообществ. Анализ показал четкую связь: в умеренно поврежденных костях чаще встречались бактерии рода Lysobacter, в сильно поврежденных — Streptosporangium, а в хорошо сохранившихся доминировал Streptomyces — типичные почвенные актинобактерии.

Интересно, что Streptomyces обнаружили в 86% образцов — независимо от состояния костей. На первый взгляд это кажется противоречивым, ведь и Streptomyces, и Streptosporangium способны вырабатывать коллагеназы — ферменты, разрушающие коллаген, главный белок костной ткани. Однако, как пояснили авторы работы, бактерии активируют эти ферменты только при определенных условиях: достаточной влажности, доступе кислорода, подходящей температуре и уровне кислотности.

Разнообразие микробов — ключ к сохранности

В хорошо сохранившихся костях, вероятно, складывалась среда, которая либо подавляла активность Streptomyces, либо позволяла ему конкурировать с более агрессивным разрушителем Streptosporangium. Таким образом, итоговая сохранность кости зависит не просто от присутствия тех или иных бактерий, а от метаболической активности всего микробного сообщества.

Еще одна важная находка: хорошо сохранившиеся кости отличались более высоким разнообразием микробных сообществ и иным соотношением таксонов по сравнению с сильно разрушенными. Причем микробное разнообразие варьировалось в зависимости от условий захоронения — например, в образцах из церквей оно было выше. Исследователи связывают это с влиянием влажности, температуры и доступа кислорода.

Авторы работы признают, что у исследования есть ограничения: ДНК в старых костях со временем разрушается, и точно определить многие виды бактерий было сложно. Кроме того, нельзя исключить случайное загрязнение образцов чужой ДНК во время раскопок или хранения. Тем не менее, полученные результаты — серьезный шаг вперед. Как подчеркивают специалисты, старые кости нельзя считать «биологически молчаливыми объектами»: они хранят богатые микробные сигнатуры, которые помогают понять процессы изменения тканей спустя сотни лет после захоронения. Новые данные могут изменить подход к изучению останков и позволят точнее восстанавливать историю древних погребений.