Burial-associated microbial communities in Early Modern human remains: evidence for postmortem ecological restructuring revealed by 16S rRNA sequencing

عندما يُدفن شخص ما، فإن جسده لا يظل ساكنًا ببساطة في الأرض؛ بل يصبح مشهدًا طبيعيًا جديدًا، ونظامًا بيئيًا مؤقتًا حيث تبدأ الحياة المجهرية التي عاشت بداخله ذات يوم في التفاعل مع التربة والهواء والرطوبة من حوله. لقرون مضت، نظر العلماء إلى العظام والأسنان القديمة للعثور على آثار البكتيريا التي عاشت في أفواه وأمعاء البشر أثناء حياتهم، آملين في فهم الصحة والنظام الغذائي في الماضي. ومع ذلك، ظل التحدي الأكبر دائمًا هو الفصل بين الميكروبات البشرية الأصلية وعدد لا يحصى من البكتيريا التي استقرت في القبر بمرور الوقت. فالتربة نفسها تعج بالحياة، وغالبًا ما يكون من الصعب معرفة ما إذا كان الميكروب الموجود في الهيكل العظمي قد جاء من الشخص أم أنه انجرف ببساطة من التراب. إن فهم هذا التمييز أمر بالغ الأهمية لأنه يحدد ما إذا كنا نقرأ سجلًا حقيقيًا لبيولوجيا الشخص أم مجرد لقطة للأرض التي وُضع فيها.

قرر فريق من الباحثين في جمهورية التشيك معالجة هذه المشكلة من خلال النظر إلى مجتمع البكتيريا بأكمله، بدلاً من مجرد البحث عن قطع محددة من الحمض النووي القديم. درسوا بقايا بشرية من موقعين مختلفين للدفن في بوهيميا، يعود تاريخهما إلى القرنين السابع عشر والثامن عشر. كان أحد الموقعين عبارة عن مقبرة ريفية في هوستيفيتس، والآخر كان موقع دفن غير عادي بالقرب من سيمونيتس، والذي يُرجح أنه يحتوي على جنود ماتوا أثناء وباء. جمع الفريق الأسنان والتربة التي استقرت داخل تجاويف البطن للهياكل العظمية. وللتأكد من قدرتهم على التمييز بين البقايا البشرية والأرض المحيطة، جمعوا أيضًا عينات تربة من مناطق قريبة لم تُمَس من قبل عمليات الدفن، بل وتضمنوا أيضًا عظمة بقرة وُجدت في قبر حيوان منفصل. كما أخذوا جزءًا صغيرًا من عينات التربة والأسنان وحاولوا تنمية البكتيريا في طبق مختبري لمعرفة أي منها يمكنه النجاة من عملية الانتقال من القبر إلى طبق بتري.

استخدم الباحثون تقنية حديثة لقراءة الشفرة الوراثية للبكتيريا، مما سمح لهم بتحديد الأنواع الموجودة في كل عينة. وما وجدوه هو أن العالم الميكروبي داخل هذه القبور التي يعود تاريخها لقرون كان أكثر فوضوية وتنوعًا من مجرد طبقة موحدة من الأتربة. فالبكتيريا الموجودة في القبور لم تكن تشبه تمامًا البكتيريا الموجودة في تربة التحكم المجاورة، ولا تشبه تمامًا البكتيريا التي كانت ستوجد في جسم إنسان حي. بدلاً من ذلك، كانت المجتمعات في القبور مزيجًا من كليهما، وقد شكلتها بشدة الظروف الخاصة لكل موقع دفن. فقد احتوت التربة من هوستيفيتس على مجموعة مختلفة من البكتيريا عن تلك الموجودة في تربة سيمونيتس، مما يشير إلى أن البيئة المحلية لعبت دورًا أكبر بكثير في تشكيل هذه المجتمعات القديمة من الجزء المحدد من الجسم الذي أُخذت منه العينة. وفي الواقع، وجد الباحثون أنه كان من المستحيل غالبًا التمييز بين عينة السن وتربة داخل بطن نفس الهيكل العظمي بمجرد النظر إلى أنواع البكتيريا الموجودة.

كان أحد الاكتشافات الأكثر إثارة للدهشة هو كيف أن بعض هذه المجتمعات القديمة كانت تهيمن عليها أنواع أو نوعان فقط من البكتيريا. في حالات قليلة، شكل نوع واحد من الميكروبات جميع البكتيريا الموجودة في العينة تقريبًا، مما خلق نظامًا بيئيًا غير متوازن للغاية. يشير هذا إلى أنه بعد الوفاة، يخضع الجسم لعملية إعادة هيكلة إيكولوجية حيث تسيطر أنواع معينة من البكتيريا القوية بينما تموت أنواع أخرى. لاحظ الفريق أن نوعًا من البكتيريا الموجودة عادة على جلد الإنسان، والمعروف باسم "المكورات العنقودية" (Staphylococcus)، كان وفيرًا جدًا في العديد من عينات الدفن. وبينما تعد هذه البكتيريا عادةً جزءًا ثانويًا من الميكروبيوم البشري، إلا أنها بدت وكأنها تزدهر في القبر، ربما لأنها قوية ويمكنها البقاء في الظروف المتغيرة. في المقابل، فإن العديد من البكتيريا النموذجية لأمعاء الإنسان، مثل تلك التي تنتمي إلى عائلة "الإشريكية" (Escherichia)، كانت مفقودة تمامًا من الرواسب البطنية. يشير هذا إلى أن بكتيريا الأمعاء لم تنجُ في رحلتها الطويلة عبر قرون من الدفن، بينما تمكنت بكتيريا الجلد وبعض الأنواع البيئية من الاستمرار.

كما سلطت الدراسة الضوء على القيود التي تواجه محاولة تنمية هذه البكتيريا القديمة في المختبر. فعندما حاول الباحثون استزراع الميكروبات من التربة والأسنان، كانت النتائج مختلفة تمامًا عما رأوه في التسلسل الجيني. فالبكتيريا التي نمت في المختبر كانت مجموعة صغيرة ومنتقاة بالصدفة، وهي التي ناسبت الغذاء ودرجة الحرارة التي وفرها العلماء، بينما ظل الغالبية العظمى من المجتمع الأصلي خاملة أو ميتة. أكد هذا أن تنمية البكتيريا في طبق هو وسيلة غير موثوقة لفهم ما كان يعيش بالفعل في القبر، لأنها تغفل معظم القصة. ومع ذلك، قدمت البيانات الجينية صورة أوضح: كانت المجتمعات في القبور أنظمة ديناميكية تمت تصفيتها بفعل الزمن. فالبكتيريا الموجودة في التربة والتي كانت الأكثر شيوعًا في الأرض المحيطة غالبًا ما حجبت إشارات البكتيريا المرتبطة بالإنسان، مما جعل القبور تبدو مثل التربة أكثر مما هي عليه في الواقع. وعندما قام الباحثون بإزالة بكتيريا التربة الشائعة رياضيًا من تحليلهم، أصبحت الإشارات المرتبطة بالإنسان أكثر وضوحًا، مما كشف أن آثار الميكروبيوم الأصلي قد نجت بالفعل.

في النهاية، تشير الأبحاث إلى أن الميكروبات الموجودة في العظام القديمة ليست حفظًا مثاليًا لحياة الشخص، وليست مجرد تلوث عشوائي من التراب. إنها مزيج فريد، مجتمع جديد تشكل من خلال التفاعل بين ميكروبات الشخص الأصلية، والتربة المحلية، والظروف المحددة للدفن على مدى مئات السنين. تظهر الدراسة أنه بينما تختفي بكتيريا الأمعاء الأصلية غالبًا، يمكن لأنواع معينة من البكتيريا القوية من الجلد والبيئة أن تستمر لقرون، مما يخلق بصمة متميزة تختلف عن الأرض المحيطة. يغير هذا الاكتشاف الطريقة التي ينظر بها العلماء إلى البقايا القديمة، مما يشير إلى أن قصة الدفن لا تتعلق فقط بالشخص الذي مات، بل بالدراما الإيكولوجية المعقدة التي دارت في القبر لفترة طويلة بعد وضع الجثمان. ومن خلال فهم هذه الأنماط، يمكن للباحثين فصل الإشارة البشرية عن ضجيج الأرض بشكل أفضل، مما يوفر نافذة أكثر دقة على الماضي.