Zajrzeli do wnętrza lodowej mumii sprzed 5300. W jej ciele wciąż tętni życie

Człowiek Lodu, znany całemu światu jako Ötzi, od ponad trzech dekad dostarcza naukowcom bezcennych danych o życiu w epoce miedzi. Wydawałoby się, iż o ciele odnalezionym w alpejskim lodowcu wiemy już wszystko. Najnowsze badania pokazują jednak zupełnie inny, mikroskopijny wymiar tej historii. Zamarznięte zwłoki kryją w sobie złożony mikrobiom, a Ötzi nie jest wyłącznie martwym reliktem przeszłości. To dom dla mikroorganizmów, które przetrwały tysiąclecia i w zaskakujący sposób adaptują się do współczesnych warunków.

Badanie dostarcza wglądu w złożony mikrobiom, od flory jelitowej człowieka z epoki miedzi po drożdże przystosowane do zimna, które mogły towarzyszyć mumii przez tysiąclecia i do dziś pozostają częścią aktywnego ekosystemu.

Wykorzystując różnorodne metody, naukowcy byli w stanie odróżnić mikroorganizmy obecne w ciele Ötziego już za jego życia, od tych, które skolonizowały je dopiero po jego śmierci, zarówno w czasie pobytu w lodowcu, jak i po ponad trzech dekadach przechowywania po wydobyciu z lodowca.

Mumia Człowieka Lodu jest przechowywana w komorze chłodniczej w stałej temperaturze -6 stopni C i wilgotności względnej 99 proc. Źródło: South Tyrol Museum of Archaeology/Eurac Research/Marion Lafogler

W próbkach tkanek wewnętrznych naukowcy byli w stanie wykryć materiał genetyczny bakterii należących do pierwotnej flory jelitowej Ötziego. Zaskakującym odkryciem jest obecność gatunków drożdży przystosowanych do zimna, prawdopodobnie pochodzących ze środowiska lodowcowego, które przetrwały w ciele Ötziego do dziś. Te odporne na zimno drożdże mogą mieć również potencjał do zastosowań przemysłowych.

Wyniki badań zostały opublikowane w renomowanym czasopiśmie Microbiome.

Kapsuła czasu w jelitach

Było to szeroko zakrojone badanie, w ramach którego zespół badawczy przeanalizował lód z powierzchni, a także wodę z topniejącego lodu z wnętrza mumii i pobrał liczne próbki dzięki wymazów. Dane dotyczące tkanki jelitowej i treści żołądka były dostępne z poprzednich badań.

Próbka gleby z miejsca odkrycia, pobrana i zamrożona podczas rekonwalescencji Ötziego w 1991 r., została również przeanalizowana w celu prześledzenia wpływów środowiska. Naukowcy zidentyfikowali także materiał genetyczny pierwotnego mikrobiomu jelitowego w przewodzie pokarmowym i treści żołądka.

Rekonstrukcja Ötziego. Fot. South Tyrol Museum of Archaeology / Augustin Ochsenreiter

W jelitach i żołądku badacze natrafili na materiał genetyczny oryginalnej flory bakteryjnej Człowieka Lodu. To niezwykle rzadki wgląd w naszą biologiczną przeszłość. Bakterie, z którymi żył człowiek sprzed ponad 5000 lat, drastycznie różnią się od mikrobiomu współczesnych ludzi ze zindustrializowanych społeczeństw, przypominając nieliczne znane przykłady flory wczesnych populacji ludzkich.

Nasze dzisiejsze, przetworzone diety i sterylne środowisko całkowicie zmieniły profil bakterii jelitowych, dlatego wnętrze Ötziego jest dla biologów bezcennym punktem odniesienia. Pokazuje, jak bardzo zmieniliśmy się na poziomie mikrobiologicznym.

Więcej na Spider’s Web:

Starożytne drożdże w nowoczesnym przemyśle

Nowo odkryte drożdże wyizolowano z próbek skóry, wody roztopowej z wnętrza mumii oraz próbek treści żołądkowej. Te wysoce wyspecjalizowane gatunki przystosowały się do niskich temperatur. Analizy genetyczne wykazały pokrewieństwo ze szczepami pochodzącymi z ekstremalnie zimnych regionów, takich jak Antarktyda.

Sugeruje to, iż drożdże pochodzą ze środowiska lodowcowego i mogły być związane z mumią przez tysiące lat.

Naukowcy odkryli zarówno silnie zdegradowane (starożytne), jak i dobrze zachowane (współczesne) DNA. Wskazuje to, iż te mikroorganizmy nie są jedynie reliktami przeszłości, ale przez cały czas istnieją w dzisiejszych warunkach przechowywania w temperaturze minus sześciu stopni Celsjusza i przy wysokiej wilgotności, prawdopodobnie w stanie uśpienia.

Mikrobiolog Mohamed Sarhan bada kolonie drożdży pobrane z próbki żołądka Ötziego. Fot. Eurac Research / Andrea De Giovanni

Widzimy tu ciągłość. Te drożdże towarzyszyły Ötziemu w jego długiej podróży przez tysiąclecia – wyjaśnia Frank Maixner, dyrektor Instytutu Badań nad Mumiami w Eurac Research.

Według Maixnera dowodzi to, iż mumia nie jest statycznym reliktem, ale dynamicznym systemem biologicznym.

Historia konserwacji Ötziego ma też swój lekko ironiczny zwrot akcji. Naukowcy odkryli, iż wcześniejsze próby zabezpieczenia ciała mogły nieświadomie pomóc przetrwać lodowcowym mikroorganizmom. Po wydobyciu mumii używano fenolu, aby pozbyć się niepożądanego rozrostu grzybów na powierzchni skóry.

Okazuje się jednak, iż trzy z czterech zidentyfikowanych w tej chwili gatunków drożdży posiadają naturalną zdolność genetyczną do rozkładania fenolu. Zamiast zginąć, intruzi po prostu wykorzystali środek chemiczny jako źródło pożywienia.

Mikrobiom mumii jest wyjątkowy, ponieważ mamy do czynienia z mikrobami liczącymi ponad 5000 lat, a jednocześnie ze współczesnymi mikrobami, które pojawiły się po odkryciu – mówi mikrobiolog i główny autor Mohamed S. Sarhan.

Warunki konserwacji mumii są w tej chwili bardzo stabilne. Ścisły monitoring mikrobiologiczny gwarantuje, iż mumia nie ulegnie uszkodzeniu. Jednak z pewnością potrzebne są dalsze badania i pełne działania konserwatorskie, aby zachować ją dla wielu kolejnych pokoleń – komentuje Elisabeth Vallazza, dyrektor Muzeum Archeologicznego Południowego Tyrolu, które nadzoruje konserwację mumii.

Oprócz znaczenia dla konserwacji mumii, odkrycia te otwierają również nowe kierunki badań: mikroorganizmy przystosowane do zimna mogłyby być na przykład wykorzystywane w energooszczędnych procesach przemysłowych, takich jak fermentacja niskotemperaturowa.