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

Quando una persona viene sepolta, il suo corpo non resta semplicemente immobile nella terra. Diventa un nuovo paesaggio, un ecosistema temporaneo dove la vita microscopica che un tempo viveva al suo interno inizia a interagire con il suolo, l'aria e l'umidità circostante. Per secoli, gli scienziati hanno esaminato ossa e denti antichi per trovare tracce dei batteri che vivevano nelle bocche e negli intestini delle persone mentre erano in vita, sperando di comprendere la salute e la dieta del passato. Tuttavia, una sfida principale è sempre stata separare i microbi umani originali dai innumerevoli batteri che si sono depositati nella tomba nel corso del tempo. Il suolo stesso è brulicante di vita, ed è spesso difficile capire se un microbo trovato in uno scheletro provenisse dalla persona o fosse semplicemente arrivato dal terreno. Comprendere questa distinzione è fondamentale perché determina se stiamo leggendo un vero registro della biologia di una persona o semplicemente un'istantanea del terreno in cui è stata deposta.

Un team di ricercatori nella Repubblica Ceca ha deciso di affrontare questo problema osservando l'intera comunità di batteri, piuttosto che dare la caccia solo a specifici frammenti di DNA antico. Hanno studiato resti umani provenienti da due diversi siti di sepoltura in Boemia, risalenti al XVII e XVIII secolo. Un sito era un cimitero rurale a Hostivice, e l'altro era un insolito luogo di sepoltura vicino a Semonice, che probabilmente conteneva soldati morti durante un'epidemia. Il team ha raccolto denti e il terreno che si era depositato nelle cavità addominali degli scheletri. Per assicurarsi di poter distinguere tra i resti umani e la terra circostante, hanno anche raccolto campioni di suolo da aree vicine che non erano mai state disturbate da sepolture, e hanno persino incluso un osso di una mucca trovato in una tomba animale separata. Hanno anche prelevato una piccola porzione di campioni di suolo e di denti e hanno cercato di far crescere i batteri in una piastra di laboratorio per vedere quali potessero sopravvivere alla transizione dalla tomba a una piastra di Petri.

I ricercatori hanno utilizzato una tecnica moderna per leggere il codice genetico dei batteri, permettendo loro di identificare quali tipi fossero presenti in ogni campione. Ciò che hanno scoperto è che il mondo microbico all'interno di queste tombe secolari era molto più caotico e vario di un semplice strato uniforme di terra. I batteri trovati nelle tombe non assomigliavano esattamente ai batteri del suolo di controllo vicino, né assomigliavano esattamente ai batteri che sarebbero stati nel corpo di una persona viva. Invece, le comunità nelle tombe erano un mix di entrambi, fortemente modellate dalle specifiche condizioni di ciascun sito di sepoltura. Il suolo di Hostivice ospitava un set di batteri diverso rispetto al suolo di Semonice, suggerendo che l'ambiente locale giocasse un ruolo molto più grande nel plasmare queste comunità antiche rispetto alla parte specifica del corpo da cui proveniva il campione. Infatti, i ricercatori hanno scoperto che era spesso impossibile distinguere un campione di dente dal suolo all'interno della pancia dello stesso scheletro basandosi solo sui tipi di batteri presenti.

Una delle scoperte più sorprendenti è stata come alcune di queste comunità antiche fossero dominate da un solo o due tipi di batteri. In alcuni casi, un singolo tipo di microbo costituiva quasi tutti i batteri trovati in un campione, creando un ecosistema molto sbilanciato. Ciò suggerisce che dopo la morte, il corpo attraversi un processo di ristrutturazione ecologica in cui certi batteri resistenti prendono il sopravvento mentre altri muoiono. Il team ha notato che un tipo di batterio comunemente presente sulla pelle umana, noto come Staphylococcus, era molto abbondante in molti dei campioni di sepoltura. Sebbene questo batterio sia solitamente una parte minore del microbioma umano, sembrava prosperare nella tomba, probabilmente perché è robusto e può sopravvivere in condizioni mutevoli. Al contrario, molti batteri tipici dell'intestino umano, come quelli della famiglia Escherichia, erano quasi completamente assenti dai sedimenti addominali. Ciò indica che i batteri intestinali non sono sopravvissuti al lungo viaggio attraverso i secoli di sepoltura, mentre i batteri della pelle e alcuni tipi ambientali sono riusciti a persistere.

Lo studio ha inoltre evidenziato i limiti del tentativo di far crescere questi antichi batteri in laboratorio. Quando i ricercatori hanno cercato di coltivare i microbi dal suolo e dai denti, i risultati sono stati molto diversi da ciò che vedevano nella sequenziazione genetica. I batteri che crescevano in laboratorio erano un piccolo gruppo selezionato che per caso gradiva il cibo e la temperatura forniti dagli scienziati, mentre la stragrande maggioranza della comunità originale rimaneva dormiente o morta. Questo ha confermato che far crescere i batteri in un piatto non è un modo affidabile per comprendere cosa vivesse effettivamente nella tomba, poiché tralascia la maggior parte della storia. I dati genetici, tuttavia, mostravano un quadro più chiaro: le comunità nelle tombe erano sistemi dinamici che erano stati filtrati dal tempo. I batteri del suolo che erano più comuni nella terra circostante spesso mascheravano i segnali dei batteri associati all'uomo, facendo apparire le tombe più simili al suolo di quanto non fossero in realtà. Quando i ricercatori hanno rimosso matematicamente i comuni batteri del suolo dalla loro analisi, i segnali legati all'uomo sono diventati molto più chiari, rivelando che tracce del microbioma originale erano effettivamente sopravvissute.

In definitiva, la ricerca suggerisce che i microbi trovati nelle ossa antiche non sono una conservazione perfetta della vita di una persona, né sono solo contaminazioni casuali del terreno. Sono una miscela unica, una nuova comunità formata dall'interazione tra i microbi originali della persona, il suolo locale e le specifiche condizioni della sepoltura nel corso di centinaia di anni. Lo studio mostra che, sebbene i batteri intestinali originali spesso scompaiano, certi batteri resistenti della pelle e dell'ambiente possono persistere per secoli, creando una firma distinta che è diversa dal terreno circostante. Questa scoperta cambia il modo in cui gli scienziati dovrebbero guardare ai resti antichi, suggerendo che la storia di una sepoltura non riguarda solo la persona che è morta, ma anche il complesso dramma ecologico che si è consumato nella tomba molto tempo dopo che il corpo è stato deposto. Comprendendo questi modelli, i ricercatori possono distinguere meglio il segnale umano dal rumore della terra, offrendo una finestra più accurata sul passato.