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

Lorsqu'une personne est enterrée, son corps ne reste pas simplement immobile dans la terre. Il devient un nouveau paysage, un écosystème temporaire où la vie microscopique qui vivait autrefois en elle commence à interagir avec le sol, l'air et l'humidité environnants. Depuis des siècles, les scientifiques examinent des os et des dents anciens pour trouver des traces des bactéries qui vivaient dans la bouche et l'intestin des individus de leur vivant, espérant ainsi comprendre la santé et le régime alimentaire du passé. Cependant, un défi majeur a toujours été de séparer les microbes humains originaux des innombrables bactéries qui se sont installées dans la tombe au fil du temps. Le sol lui-même regorge de vie, et il est souvent difficile de dire si un microbe trouvé dans un squelette provenait de la personne ou s'il est simplement arrivé de la terre. Comprendre cette distinction est crucial car cela détermine si nous lisons un véritable registre de la biologie d'une personne ou simplement un instantané du sol dans lequel elle a été déposée.

Une équipe de chercheurs en République tchèque a décidé de s'attaquer à ce problème en étudiant la communauté entière de bactéries, plutôt qu'en traquant seulement des fragments spécifiques d'ADN ancien. Ils ont étudié des restes humains provenant de deux sites de sépulture différents en Bohême, datant des XVIIe et XVIIIe siècles. L'un des sites était un cimetière rural à Hostivice, et l'autre était un lieu de sépulture inhabituel près de Semonice, contenant probablement des soldats morts lors d'une épidémie. L'équipe a collecté des dents et le sol qui s'était déposé dans les cavités abdominales des squelettes. Pour s'assurer qu'ils puissent faire la différence entre les restes humains et la terre environnante, ils ont également recueilli des échantillons de sol dans des zones proches qui n'avaient jamais été perturbées par des sépultures, et ils ont même inclus un os de vache trouvé dans une sépulture animale distincte. Ils ont également prélevé une petite partie des échantillons de sol et de dents et ont tenté de cultiver les bactéries dans une boîte de Petri pour voir lesquelles pouvaient survivre à la transition de la tombe à la boîte de culture.

Les chercheurs ont utilisé une technique moderne pour lire le code génétique des bactéries, leur permettant d'identifier quels types étaient présents dans chaque échantillon. Ce qu'ils ont découvert, c'est que le monde microbien à l'intérieur de ces tombes séculaires était bien plus chaotique et varié qu'une simple couche uniforme de terre. Les bactéries trouvées dans les tombes ne ressemblaient pas exactement aux bactéries du sol de contrôle voisin, et ne ressemblaient pas non plus exactement aux bactéries qui auraient été présentes dans le corps d'une personne vivante. Au lieu de cela, les communautés dans les tombes étaient un mélange des deux, fortement façonnées par les conditions spécifiques de chaque lieu de sépulture. Le sol d'Hostivice abritait un ensemble de bactéries différent de celui de Semonice, suggérant que l'environnement local jouait un rôle beaucoup plus important que la partie spécifique du corps dont l'échantillon était issu dans le façonnement de ces anciennes communautés. En fait, les chercheurs ont constaté qu'il était souvent impossible de distinguer un échantillon de dent du sol situé à l'intérieur du ventre du même squelette en examinant simplement les types de bactéries présents.

L'une des découvertes les plus frappantes fut la manière dont certaines de ces communautés anciennes étaient dominées par un ou deux types de bactéries seulement. Dans quelques cas, un seul type de microbe constituait la quasi-totalité des bactéries trouvées dans un échantillon, créant un écosystème très déséquilibré. Cela suggère qu'après la mort, le corps subit un processus de restructuration écologique où certaines bactéries robustes prennent le dessus tandis que d'autres disparaissent. L'équipe a remarqué qu'un type de bactérie couramment trouvé sur la peau humaine, connu sous le nom de Staphylococcus, était très abondant dans de nombreux échantillons funéraires. Bien que cette bactérie soit habituellement une partie mineure du microbiome humain, elle semblait prospérer dans la tombe, probablement parce qu'elle est résistante et peut survivre dans des conditions changeantes. En revanche, de nombreuses bactéries typiques de l'intestin humain, telles que celles de la famille des Escherichia, étaient presque totalement absentes des sédiments abdominaux. Cela indique que les bactéries intestinales n'ont pas survécu au long voyage à travers les siècles d'enterrement, tandis que les bactéries de la peau et certains types environnementaux ont réussi à persister.

L'étude a également mis en évidence les limites de la tentative de culture de ces bactéries anciennes en laboratoire. Lorsque les chercheurs ont tenté de cultiver les microbes du sol et des dents, les résultats étaient très différents de ce qu'ils voyaient par séquençage génétique. Les bactéries qui ont poussé en laboratoire étaient un groupe restreint et sélect, qui se trouvait simplement apprécier la nourriture et la température fournies par les scientifiques, tandis que la vaste majorité de la communauté originale restait dormante ou morte. Cela a confirmé que la culture de bactéries dans une boîte de Petri n'est pas une méthode fiable pour comprendre ce qui vivait réellement dans la tombe, car elle passe à côté de l'essentiel de l'histoire. Les données génétiques, cependant, offraient un tableau plus clair : les communautés dans les tombes étaient des systèmes dynamiques qui avaient été filtrés par le temps. Les bactéries du sol les plus communes dans la terre environnante masquaient souvent les signaux des bactéries associées à l'humain, faisant paraître les tombes plus semblables au sol qu'elles ne l'étaient réellement. Lorsque les chercheurs ont mathématiquement retiré les bactéries communes du sol de leur analyse, les signaux liés à l'humain sont devenus beaucoup plus clairs, révélant que des traces du microbiome original avaient effectivement survécu.

En fin de compte, la recherche suggère que les microbes trouvés dans les ossements anciens ne sont pas une préservation parfaite de la vie d'une personne, ni simplement une contamination aléatoire de la terre. Ils sont un mélange unique, une nouvelle communauté formée par l'interaction des microbes originaux de la personne, du sol local et des conditions spécifiques de la sépulture au fil de centaines d'années. L'étude montre que si les bactéries intestinales originales disparaissent souvent, certaines bactéries robustes de la peau et de l'environnement peuvent persister pendant des siècles, créant une signature distincte qui est différente du sol environnant. Cette découverte change la manière dont les scientifiques doivent observer les restes anciens, suggérant que l'histoire d'une sépulture ne concerne pas seulement la personne décédée, mais aussi le drame écologique complexe qui s'est joué dans la tombe longtemps après que le corps y a été déposé. En comprenant ces modèles, les chercheurs peuvent mieux séparer le signal humain du bruit de la terre, offrant ainsi une fenêtre plus précise sur le passé.