Naukowcy z UMK zaczynają badania wielkich epidemii. Kapsułą czasu są zęby i kości [wideo]

Badania prowadzone w ramach projektu mają charakter interdyscyplinarny, ważne będzie w nich m.in. ujęcie archeologiczne/fot. Andrzej Romański/Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu/Źródło: https://portal.umk.pl;

Naukowcy z Torunia przeanalizują pandemie nękające ludzi od średniowiecza, aż do nowoczesności. Pod lupą badaczy znajdzie się 11 regionów Europy i 56 różnych epidemii. Informację będą czerpać m.in. z kości i zębów, które są doskonałymi kapsułami czasu. Na czele zespołu: prof. Adam Izdebski.

Rozpoczyna się projekt, w ramach którego przedstawiciele różnych dyscyplin pod kierownictwem prof. Adama Izdebskiego, historyka i ekologa z Interdyscyplinarnego Centrum Nowoczesnych Technologii Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu, przeanalizują pandemie, jakie nękały mieszkańców Europy w późnym średniowieczu i nowożytności. Badany okres, czyli lata 1350-1800, naukowcy określają jako czasy przedprzemysłowe.

Historia choroby zapisana w zębach
Jak szef zespołu badawczego, nasze ciała opowiadają naszą historię. - Kapsułami czasu są zwłaszcza zęby ludzi żyjących w minionych stuleciach, potrafimy odczytać zawarte w nich fragmenty DNA, m.in. należące do patogenów – mówi prof. dr hab. Adam Izdebski, historyk i ekolog, który prowadzi badania pandemii w przedprzemysłowej Europie.
- Okres ten jest dużo lepiej udokumentowany niż wcześniejsze okresy intensywnej, zwiększonej częstości epidemii w Europie, np. czas pierwszej pandemii dżumy (V-VII w. n.e.). Zwłaszcza począwszy od XVI wieku mamy wiarygodne i szczegółowe dane demograficzne, które pozwalają nam konkretnie oceniać zarówno skalę śmiertelności, jak i strukturę demograficzną badanych społeczeństw. To samo dotyczy danych gospodarczych, np. cen - powiedział prof. Izdebski.

- Nie sięgamy natomiast do okresu późniejszego, ponieważ następują wówczas dość istotne zmiany zarówno w odniesieniu do patogenów, które wywoływały największe problemy, jak i odnośnie warunków życia codziennego oraz komunikacji. Okres 1350-1800 dostarcza nam zatem dużo wystarczająco podobnych, a zarazem różnorodnych i dobrze udokumentowanych przykładów epidemii, które pozwolą zbudować szerszą teorię epidemiologiczno-ekologiczną - dodał.

Różne części Europy, różne choroby
Naukowcy wezmą pod uwagę 11 regionów (od Hiszpanii, przez Anglię, Grecję, po Litwę) i 56 różnych epidemii.
- Chcielibyśmy więcej, ale nie starczyło pieniędzy! A tak na serio, musimy mieć dużą różnorodność kulturową, religijną, geograficzną i polityczną, żeby móc sprawdzić, jakie czynniki wiążą się z różnymi przebiegami epidemii. Od każdego regionu będziemy mieć historyczkę lub historyka, którzy będą odpowiedzialni za zbadanie wybranych epidemii w tym regionie w okresie 1350-1800 n.e. - opisał badacz.

Czy da się zrozumieć, dlaczego ten sam drobnoustrój może wywoływać bardzo odmienne skutki w różnych miejscach i momentach dziejów? Naukowcy są przekonani, że tak. - Ale spodziewamy się, że będzie to złożona odpowiedź. Chociaż ludzki mózg jest ewolucyjnie ukierunkowany na identyfikowanie jednej, silnej przyczyny stojącej za obserwowanymi zjawiskami, zjawiska społeczno-biologiczne, takie jak pandemie, mają złożoną sieć przyczyn, których uaktywnienie się bądź nie silnie zależy od kontekstu - wyjaśnił.

Projekt zakłada badanie szczątków ludzkich pod kątem zachowanych w nich patogenów.
- Takie badania wymagają przede wszystkim dużo szczęścia oraz przemyślanego wyboru badanych stanowisk i szczątków. Otóż nasze zęby trzonowe są rodzajem kapsuły czasu; zawierają pozostałości krwi, która krąży po naszym organizmie w chwili śmierci (oczywiście, o ile ząb nie był poddany leczeniu kanałowemu!). Zęby ludzi żyjących w przeszłości są takimi kapsułami czasu i da się odczytać zawarte w nich fragmenty DNA, w tym DNA patogenów aktywnych w naszym organizmie - opowiedział historyk.

- Większość DNA w takim zębie to bakterie aktywne po pochówku. Tylko mała część to DNA człowieka, do którego należał ząb, a minimalna część to materiał genetyczny bakterii, np. dżumy, która krążyła w krwiobiegu badanej osoby w chwili jej śmierci (i pewnie ją spowodowała). Niemniej jeśli to DNA się zachowa, przy odpowiednio intensywnym „odczytywaniu” próbki pozwala nawet na pełną rekonstrukcję DNA patogenu i badanie jego ewolucji, możliwych zmian zjadliwości z jednej epidemii na drugą itd. - zaznaczył.

„Przestajemy szukać po omacku"
Naukowcy liczą na to, że dzięki badaniom DNA wiedza na temat wydarzeń z historii zyska nowy wymiar.
- Poza kwestiami ewolucji samych patogenów - już sam fakt, że będziemy wiedzieć, jaki patogen stoi za konkretną epidemią, ma znaczenie niemal rewolucyjne. Nagle nie opieramy się na niepewnej interpretacji opisu symptomów choroby przez ówczesnych lekarzy czy kronikarzy, ale po prostu wiemy, z jakim organizmem mamy do czynienia. To pozwala sięgnąć nam po całą współczesną wiedzę dotyczącą jego transmisji, przebiegu choroby, czynników ryzyka itp. W zasadniczy sposób pozwala nam to ukierunkować badania chociażby w zakresie historii życia codziennego. Przestajemy niejako szukać po omacku, ale wiemy, co nas powinno najbardziej interesować. No i ogromnie wzrasta nasz poziom zrozumienia tego, co się dzieje - podkreślił naukowiec.

Badacze chcą też ustalić, jakie warunki klimatyczne panowały w każdej porze roku i w każdej części Europy objętej badaniami. Profesor zaznacza, że warunki pogodowe mają ogromny wpływ na przebieg i rozprzestrzenianie się chorób zakaźnych. - Jest to chociażby nasze coroczne doświadczenie grypy sezonowej - zwrócił uwagę.

- Także w odniesieniu do innych patogenów musimy wiedzieć, jak sroga była zima, jak mokra była wiosna, czy rok wcześniej pogoda była tak ekstremalna, że wystąpił głód, a może bakteria dżumy została przywleczona do miasta w trakcie upałów i zwiększonej zachorowalności na choroby układu pokarmowego związane z wysokimi temperaturami (np. salmonelli) - podał przykłady.

Autorzy analiz chcą też dokonać rekonstrukcji zmian krajobrazu we wszystkich badanych regionach. Po pierwsze, odtworzenie zmian krajobrazu związanych z rolnictwem pozwoli im weryfikować albo uzupełniać dane demograficzne - w czasach przedprzemysłowych zmiany w intensywności rolnictwa odpowiadały bowiem zmianom w liczbie ludności i gęstości zaludnienia. Po drugie, chcą też zobaczyć, czy może epidemie w systematyczny sposób związane były z utratą bioróżnorodności - przed wprowadzeniem przemysłowych metod uprawy roślin to właśnie „ekologiczne” rolnictwo, utrzymując zróżnicowany krajobraz, tworzyło mozaikę ekosystemów sprzyjających dużej różnorodności biologicznej.

- Z naszych obecnych badań w niektórych częściach Europy wynika, że czarna śmierć (1346-1353 n.e.) - prowadząc do załamania modelu rolnictwa wypracowanego w czasach karolińskich - mogła zakończyć okres optymalnej bioróżnorodności w polodowcowych dziejach naszego kontynentu - zasugerował badacz.

Zęby o dziecińskie, kości o starości
Wraz z archeologami z UMK zespół wykona też badania izotopowe, pozwalające spojrzeć na dietę w różnych regionach Europy. - Znów wracamy do tego, że nasze ciała opowiadają naszą historię. Nasze ciała syntetyzują kości i zęby z tego, co jemy - z pierwiastków, a właściwie izotopów kilku kluczowych pierwiastków, które dostarczamy naszym organizmom w pożywieniu. Zatem skład izotopowy kości i zębów - przede wszystkim proporcje izotopów azotu, węgla i siarki - pozwala nam odtworzyć z dużą dokładnością strukturę naszej diety na różnym etapie życia (zęby powiedzą nam więcej o dzieciństwie, a niektóre kości - odnawiające się przez całe życia - o ostatnich latach przed śmiercią). Potrzebujemy tej wiedzy, żeby sprawdzić, czy różne typy diet, sposoby odżywiania się też mogły być związane z przebiegiem epidemii i skalą powodowanej przez nie śmiertelności - wymienił prof. Izdebski.

Projekt finansowany jest z grantu ERC. To dopiero drugi grant tej rangi, którego liderem jest polski ośrodek naukowy. Środki z grantu udało się pozyskać dopiero za trzecim razem.
- Myślę, że największym sukcesem będzie, jeśli na koniec okaże się, że nasze początkowe intuicje były całkowicie błędne, a świat - a raczej ten jego wycinek, który zbadamy - działa zupełnie inaczej, niż sobie początkowo wyobrażaliśmy! - skonstatował badacz.

• Prof. dr hab. Adam Izdebski jest historykiem i ekologiem. Pochodzi z Bydgoszczy, studiował w Oksfordzie i w Warszawie (UW), gdzie obronił doktorat z historii starożytnej i Bizancjum. Ze względu na interdyscyplinarny charakter prowadzonych badań tytuł profesora otrzymał w dziedzinie nauk ścisłych i przyrodniczych (nauki biologiczne).
• Kierował samodzielną grupą badawczą w Instytucie Maxa Plancka (Geoantropologii) w Jenie w Niemczech, wcześniej był członkiem Institute for Advanced Study w Princeton.
• W latach 2012-2025 był afiliowany na Uniwersytecie Jagiellońskim, a od 1 lipca 2025 r. pracuje w Interdyscyplinarnym Centrum Nowoczesnych Technologii UMK w Toruniu, gdzie prowadzi ERC Synergy Grant EUROpest.
• Adam Izdebski jest również profesorem wizytującym i kierownikiem projektu w rządowym Instytucie Badań nad Człowiekiem i Naturą w Kyoto w Japonii.
• Brał udział w kilku inicjatywach związanych z doradztwem naukowym dla instytucji międzynarodowych, a od maja 2025 r. jest członkiem Grupy Głównych Doradców Naukowych Komisji Europejskiej.