Forscher finden DNA einer 3700 Jahre alten Seuche – in mittelalterlichen Büchern

Mittelalterliche Bücher können zu biologischen Archiven werden. Denn ihre Pergamentseiten bestehen aus Tierhaut – und in dieser Haut kann selbst nach Jahrhunderten noch DNA von Krankheitserregern stecken. Forscher haben Schafpocken-DNA im Pergament berühmter europäischer Handschriften entdeckt. Zusammen mit Virusspuren aus bronzezeitlichen Schafzähnen lässt sich die Geschichte der Seuche mehr als 3700 Jahre zurückverfolgen.

Hinter dem Fund steht ein internationales Team unter Leitung des University College Dublin. Untersucht wurden historische Pergamente und archäologische Tierüberreste aus mehreren Jahrhunderten. Unter den Manuskripten waren die rund 1000 Jahre alten York Gospels, das Corpus Glossary aus Cambridge und eine Abschrift der Paulusbriefe aus der Zeit um 700. Die Ergebnisse veröffentlichte das Team im Fachjournal Science Advances.

Schafpocken-DNA überdauert erstaunlich lange im Pergament

Für mittelalterliche Handschriften verarbeiteten Handwerker vor allem Häute von Schafen, Ziegen und Kälbern. In diesem Material können winzige DNA-Fragmente über Jahrhunderte erhalten bleiben. Die Forscher fanden Schafpocken-Spuren auf mehreren Blättern einzelner Manuskripte. So lassen sich aus den Seiten heute Informationen über Tierkrankheiten gewinnen, die beim Schreiben der Bücher niemand festhalten wollte.

„Die Untersuchung alter DNA von Krankheitserregern hat unser Verständnis von Infektionskrankheiten der Vergangenheit völlig verändert“, sagt Studienautor Louis L’Hôte. Nun lasse sich auch belegen, dass Pergament DNA tierischer Krankheitserreger bewahren könne. „Es ist möglich, dass Archive und Bibliotheken auf der ganzen Welt ebenfalls genetische Spuren früherer Krankheitsausbrüche bei Tieren enthalten“, so L’Hôte.

Auch Kalbs- und Ziegenhaut trägt Spuren des Schafvirus

Ein Detail macht die Funde besonders interessant. Die Schafpocken-DNA steckte keineswegs nur in Pergament aus Schafshaut. Die Originalarbeit nennt zehn positive Blätter aus Kalbshaut, vier aus Ziegenhaut und drei aus Schafshaut. Daraus folgt jedoch nicht automatisch, dass Kälber oder Ziegen an Schafpocken erkrankt waren.

Die Forscher halten mehrere Erklärungen für möglich:

• Infektion: Bei Ziegen sind einzelne Infektionen mit dem Schafpockenvirus bekannt.
• Übertragung bei der Herstellung: Tierhäute wurden gemeinsam in Wasser und Kalk eingeweicht. Dabei könnten Viruspartikel von einer infizierten Schafshaut auf andere Häute gelangt sein.
• Spätere Kontamination: Auch der Kontakt zwischen benachbarten Pergamentseiten oder tierische Materialien bei der Verarbeitung könnten Virus-DNA übertragen haben.

Für Rinder beschreibt die Arbeit dagegen keine bestätigten natürlichen Fälle von Schafpocken.

Bronzezeitliche Schafzähne führen 3700 Jahre zurück

Für den ältesten Nachweis mussten die Forscher weit über das Mittelalter hinausgehen. In der eurasischen Steppe fanden sie Schafpocken-DNA in Zähnen bronzezeitlicher Tiere. Das älteste untersuchte Exemplar stammt aus Myrzhik im heutigen Kasachstan und wird auf etwa 1875 bis 1645 vor Christus datiert. Ein weiterer früher Fund stammt aus Rublevo-VI im heutigen Russland.

Insgesamt untersuchte das Team 754 Proben aus einem Zeitraum von mehr als 14.000 Jahren. Daraus entstand ein Datensatz mit 22 prähistorischen oder historischen Virusgenomen beziehungsweise Genomsequenzen; 21 davon wurden erstmals beschrieben. Die genetischen Daten reichen von der Bronzezeit bis in die frühe Neuzeit. Damit verlängert sich der direkte molekulare Nachweis des Schafpockenvirus um mehrere Jahrtausende.

Das Schafpockenvirus blieb über Jahrtausende erstaunlich stabil

Der Vergleich alter und moderner Virusgenome liefert außerdem Hinweise darauf, wie sich der Erreger verändert hat. Bereits im ältesten untersuchten Genom waren neun Gene inaktiviert, die auch bei heutigen Schafpockenviren nicht mehr funktionieren. Weitere größere Genverluste lassen sich über die folgenden Jahrtausende kaum erkennen. Die Anpassung des Virus an Schafe könnte deshalb bereits vor rund 4000 Jahren weit fortgeschritten gewesen sein.

„Diese Genome helfen uns zu verstehen, wie sich diese Krankheitserreger entwickelten und wie sie frühere Gesellschaften beeinflussten“, sagt L’Hôte. Schafpocken hätten eurasische Herden mindestens dreieinhalb Jahrtausende lang betroffen. Für damalige Hirten konnte eine Epidemie existenzielle Folgen haben: Die Krankheit senkt die Produktion von Milch, Fleisch und Wolle und kann besonders bei jungen Tieren tödlich verlaufen.

Auch Kevin G. Daly vom University College Dublin sieht in historischen Pergamenten deshalb weit mehr als Buchmaterial. „Wir beginnen erst zu verstehen, wie viel Vergangenheit darin erhalten geblieben ist“, sagt er. Pergamente bewahrten über Jahrhunderte nicht allein kulturelle Geschichte, sondern auch Spuren von Tierseuchen. Weitere historische Handschriften könnten deshalb noch Erbgut anderer Krankheitserreger enthalten.

Schafpocken gehören dabei keineswegs nur der Vergangenheit an. Das Virus verursacht bis heute Ausbrüche bei Schafen und kann erhebliche wirtschaftliche Schäden auslösen. Die Jahrtausende alten Genome liefern nun Vergleichspunkte dafür, welche Eigenschaften des Erregers lange stabil geblieben sind und welche Veränderungen schon früh in seiner Entwicklung entstanden.

Kurz zusammengefasst:

• Pergament kann zu einem biologischen Archiv werden: In mittelalterlichen Handschriften blieb Schafpocken-DNA über Jahrhunderte erhalten.
• Die Seuche lässt sich mehr als 3700 Jahre zurückverfolgen: Der älteste genetische Nachweis stammt aus bronzezeitlichen Schafzähnen aus der eurasischen Steppe.
• Das Virus veränderte sich über Jahrtausende vergleichsweise wenig: Wichtige genetische Anpassungen an Schafe könnten bereits vor rund 4000 Jahren erfolgt sein.

Übrigens: Auch bei der Justinianischen Pest half alte DNA, ein jahrhundertealtes Rätsel zu lösen: In einem Massengrab fanden Forscher den genetischen Beweis für den Pesterreger. Mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © Cambridge, Trinity College, MS B.10.5, fol. 62v, the Epistles of St Paul, Ireland/Northumbria, 700–800 CE. Mit Genehmigung des Masters und der Fellows des Trinity College Cambridge reproduziert.