Yersinia Pestis
Mikrobe im Wandel der Zeit
Dieser Tage wird man nahezu überall online von Werbung für online-Rabattaktionen anlässlich des Black Friday, also des Schwarzen Freitag überrannt. Primär kommt diese Überbietung mit Rabatten aus den USA, wo es sich beim Black Friday um den Freitag nach den großen Thanksgiving-Festivitäten handelt. Für viele ist dies der Start in die vorweihnachtliche Einkaufssaison, woher vermutlich auch der Name stammt. Die American Dialect Society konnte eine erste Verwendung im Januar 1966 durch das Philadelphia Police Department ermitteln, wo sich die Bezeichnung auf die Menschenmassen auf den Bürgersteigen und in den Einkaufszentren bezieht. Nicht zu verwechseln ist dieser Tag übrigens mit dem Schwarzen Freitag, der im Englischen als Black Thursday bezeichnet wird. Dieser Tag erinnert an den Börsencrash in New York am 24. Oktober 1929, der als Auslöser der Great Depression in den USA und einer weltweiten Wirtschaftskrise gilt. Einen Wochentag als “Schwarzen Tag” zu bezeichnen ist schon lange gebräuchlich und leitet sich bereits aus der römisch-antiken Bezeichnung dies ater ab. Weitere Ausführungen zu diesem Thema würden jetzt aber zu weit führen, manch einer wird sich sowieso schon fragen, wie ich an den Börsencrash oder online-Rabatte mit einer Mikrobengeschichte anknüpfen möchte. Das kann ich tatsächlich nicht. Stattdessen soll es heute eher um die Farbbezeichnung schwarz gehen, im Spezifischen heute um den „Schwarzen Tod“.
Der Schwarze Tod ist eine Bezeichnung für die zweite große Pestepidemie der Menschheitsgeschichte, die im spätmittelalterlichen Europa zwischen 1346 und 1353 ausbrach. Damals starben etwa 25–50 Mio. Europäer, was etwa einem Drittel der damals 75–100 Mio. Menschen fassenden Bevölkerung entspricht, an den Folgen der Pest. Der Name „Schwarzer Tod“, den man dieser Epidemie gab, ist wohl nicht vor dem 17. Jahrhundert aufgetaucht, also 300 Jahre nach Massenepidemie. Statt einer Beschreibung der Symptome, die sich zum Beispiel in charakteristischen schwarzen Pestpeulen äußern, handelt es sich bei der Bezeichnung eventuell um eine Fehlübersetzung des lateinischen atra mors. Während atra auch schwarz bedeuten kann, wurde es in Bezug auf die Pest wohl eher gleichbedeutend mit schrecklich verwendet. Der „schwarze Tod“ sollte also eher der „schreckliche Tod“ heißen. Doch nicht nur die Bezeichnung, sondern auch die Vermutungen über den Auslöser haben sich über die Jahre stark verändert. Und heute wollen wir über das Bakterium sprechen, dass erst 2011, also sieben Jahrhunderte nach der großen europäischen Pestepidemie über DNA-Analysen in mittelalterlichen Pestgräbern nachgewiesen werden konnte: Yersinia pestis.
Jetzt wundert ihr euch vielleicht. Den meisten wird der große Ausbruch der Pest in Europa im 14. Jahrhundert ein Begriff sein. Daher kommen schließlich auch die eindrucksvollen Bilder der Pestdoktoren mit ihren Schnabelmasken. Allerdings war tatsächlich lange nicht sicher, ob diese, sowie andere große Pestepidemien wie die Justitianische Pest des 6. Jahrhunderts oder auch der Pest-Ausbruch Ende des 19. Jahrhunderts in China, überhaupt durch denselben Krankheitserreger ausgelöst worden waren. Zum Zeitpunkt des Ausbruchs der Pest war die Herkunft zunächst unbekannt. Gerade während der Pestepidemie in Europa wurden Miasmen, also schlechte Luft oder üble Ausdünstungen als Auslöser vermutet. Zudem kursierten Theorien über ungünstige Planetenkonstellationen und auch die Pest wurde genutzt, um den Hass auf die jüdische Bevölkerung zu schüren, in dem man ihr die Vergiftung von Brunnen vorwarf. Wer sich an die Folge zu Serratia marcescens erinnert, sieht, dass diese Erzeugung von Ressentiments durchaus ein wiederkehrendes Thema ist.
Während der dritten Pestepidemie Ende des 19. Jahrhunderts reiste dann der Schweizer Arzt und Bakteriologe Alexandre Émile Jean Yersin nach Hong Kong, um die Ursache der kursierenden Erkrankung zu ermitteln. Am 20. Juni 1894 gelang ihm dann die Isolation eines Bakteriums aus den befallenen Lymphknoten von Pesttoten, mit dem er dann auch Mäuse und Meerschweinchen mit der Pest infizieren konnte. Zur gleichen Zeit arbeitete auch die Gruppe des japanischen Forschers Kitasato Shibasaburō an der Isolation des Pesterregers. Tatsächlich belegen erste Notizen beider Wissenschaftler, Yersin und Kitasato, dass sie zur etwa selben Zeit erfolgreich den Erreger der Pest isolieren konnten. Allerdings verstrickte sich Kitasato im Nachgang zu den Untersuchungen in einige widersprüchliche Aussagen hinsichtlich der Natur des Bakteriums, weshalb heute Yersin als Entdecker des Pestbakteriums angesehen wird. Er gab der von ihm isolierten Mikrobe damals den Namen Pasteurella pestis, 1944 wurde das Bakterium dann allerdings aus der Gattung Pasteurella in die, in Anerkennung der Arbeit Yersins Yersinia getaufte, neu-geschaffene Gattung verschoben. Der Erreger der Pest schien also identifiziert. Auch der Modus der Ausbreitung der Pest war nicht mehr so mysteriös wie zuvor. Yersin bemerkte nämlich, dass nicht nur während sondern vor allem auch im Vorhinein zum Auftreten der Pest, Ratten mit einer ähnlichen Infektion zu kämpfen hatten. Verstärkt wurde dieser Eindruck zudem von Aussagen, die Yersin von einigen der Bewohner von pestverseuchten Gebieten erhielt, dass es sich bei der Pest vor allem um eine Krankheit der Ratten handle. Wenige Jahre später, 1898, konnte der französische Wissenschaftler Paul-Louis Simond dann den Übertragungsweg über Ratten belegen. Er beobachtete, dass Menschen sich mit der Pest infizierten, wenn sie Kontakt mit einer Ratte gehabt hatten, die weniger als 24 Stunden zuvor verstorben war. Weiterhin konnte er zeigen, dass Flöhe, die infizierte Ratten gebissen hatten, gesunde Ratten anstecken können.
Der Hauptwirt des Bakteriums Yersinia pestis sind nämlich Ratten und andere Nagetiere. Übertragen wird das Bakterium hauptäschlich durch den Rattenfloh Xenopsylla cheopsis, kann aber auch, beispielsweise in Ermangelung von Ratten auf den Menschen übergehen. Es gibt Hinweise, dass von dort aus auch Kopf- oder Kleiderläuse für die Übertragung zwischen Menschen als so genannte Vektoren fungieren können. Die Überträger und der Übertragungsweg der Pest schienen also gefunden. Trotzdem war man sich in der Wissenschaft lange nicht einig, ob Yersinia pestis tatsächlich für alle der zuvor aufgetretenen Epidemien verantwortlich war, die der Pest zugeschrieben wurden und ob es dasselbe Bakterium ist, dass auch der Auslöser für heutige Ausbrüche der Krankheit ist. Dagegen sprach vor allem, dass die Pest im 14. Jahrhundert hoch ansteckend war und heutige Fälle auch ohne moderne Behandlungsmethoden eine deutlich langsame Verbreitung sowie weniger tödliche Verläufe aufweisen. Damit kommen wir endlich zum spannenden Punkt dieser Folge – und können ein Bakterium durch die Jahrhunderte verfolgen. Lasst uns in einen Jahrtausende-alten Krimi eintauchen, der letztendlich durch moderne DNA-Analysen von Material aus Zähnen gelöst werden konnte. Zähne eignen sich übrigens vor allem deshalb so gut, weil sie wie kleine Tresore agieren. Der Zahnschmelz bietet einen guten Schutz vor Verwitterung und Zersetzung und die hohe Zelldichte erlaubt oft auch nach vielen hundert Jahren noch die Isolation auswertbarer Erbinformation
Bereits vor 5.300 bis 4.900 Jahren, in einer Zeit, die man als Jungsteinzeit bezeichnet, gab es ein Ereignis, das man heute als neolithischen Niedergang bezeichnet. Hier kam es in Teilen Europas zu einer Dezimierung der Bevölkerung. Als Ursachen wurden oft kriegerische Auseinandersetzungen oder Ernteausfälle, eventuell aber auch Krankheiten vermutet. Aufschluss gab dann DNA, also Erbinformation, die aus Knochen und Zähnen von Menschen aus jungsteinzeitlichen Gräbern in Skandinavien isoliert werden könnte. In verschiedenen Gräbern waren hier insgesamt sechs Generationen an Menschen begraben. Die Analyse der Zähne zeigte, dass etwa ein Fünftel der begrabenen Individuen den Pesterreger Yersinia pestis in sich trug. Weitere Analysen konnten zeigen, dass wahrscheinlich drei separate Infektionswellen über 120 Jahre ausgebrochen waren und dass die Ausbreitung vor allem zwischen Familienmitgliedern stattfand. Die Gene, die für die Übertragbarkeit durch Flöhe verantwortlich sind, schienen in dieser frühen Linie des Pestbakteriums noch nicht vertreten gewesen zu sein. Das Epidemiepotential des Bakteriums war trotzdem offenkundig. Mithilfe dieser Funde konnte Yersinia pestis als möglicher wichtiger Faktor für den neolithischen Bevölkerungsrückgang eingestuft werden.
Ein Fund von Yersinia pestis in einem Doppelgrab im russischen Samara, das auf etwa 3.800 v. Chr. datiert werden konnte, zeichnet ein gänzlich anderes Bild des Bakteriums ab. In diesem für die bronzezeitalterlichen Steppennomanden typischen Grab lagen zwei Pest-infizierte Individuen. Die gemeinsame Bestattung ist hierbei ein potenzieller Hinweis auf einen gemeinsamen Todeszeitpunkt. Zudem zeigte die Analyse der Yersinia pestis DNA, die man auf den Überresten fand, dass diese Linie bereits alle Gene für die Übertragbarkeit durch Flöhe beinhaltete. Es handelt sich also um einen eindeutigen Vorläufer der Pest, die dann auch die justitianische Epidemie im 6. Jahrhundert sowie den schwarzen Tod im 14. Jahrhundert auslöste. Damit könnte es sich bei dieser Entdeckung der Pest um eine der ersten Pandemien im eurasischen Raum handeln, die vermutlich mit Handelswaren und Händlern ihren Weg durch verschiedene Populationen gegangen ist.
Ein weiterer Fund, den ich euch nicht vorenthalten möchte, hat direkt mit der zweiten großen Pestepidemie zu tun, die wir auch als den Schwarzen Tod bezeichnen. Wir befinden uns im London des Jahres 1348. Die Stadt ist eine Handelsmetropole mit etwa 80.000 Einwohnern, das Stadtbild ist geprägt von engen Gassen, Abwasserkanälen und überfüllten Häusern. Kaum ein Jahr später, 1349, bricht eine Epidemie aus und rafft etwa die Hälfte der Stadtbevölkerung dahin. Aus der Hilflosigkeit heraus wird außerhalb der Stadtmauern einen Notfriedhof errichtet. In Reihengräbern des East-Smithfield-Friedhofs werden Archäologen später ca. 2.400 Skelette finden. Von deren Zähnen können Forscher dann DNA des Pestbakteriums Yersinia pestis isolieren und ihre komplette Erbinformation entschlüsseln. Damit konnte einerseits der Beweis erbracht werden, dass Yersinia pestis für das Massensterben verantwortlich war, allerdings wird auch deutlich, dass das Bakterium von damals sich nur an 12 Stellen von heute noch auftretenden Linien unterscheidet.
Heute werden insgesamt 3 Abstammungslinien von Yersinia pestis anerkannt. Yersinia pestis antiqua, das die justitianische Pest des 6. Jahrhundert auslöste, Yersinia pestis medievalis, das für die als Schwarzer Tod bekannte zweite Pestepidemie verantwortlich war und Yersinia pestis orientalis, das für zahlreiche Todesfälle während der Epidemien des 19. Jahrhunderts sorgte. Doch die Pest ist kein Relikt vergangener Zeiten. Auch heute erkranken weltweit meist einige hundert, gelegentlich über tausend Menschen jährlich an der Pest, oft durch Kontakt mit infizierten Nagetieren. Die Letalität der Krankheit ist allerdings im Vergleich zu früheren Zeiten deutlich reduziert, vor allem auch durch die Verwendung modernen Antibiotika, die leider noch nicht allen Menschen auf der Welt gleichermaßen zur Verfügung stehen.
Yersinia pestis ist also ein Bakterium, das die Menschheit seit Jahrtausenden begleitet und das sich vor allem entlang der ausgebildeten Handelsrouten durch Raum und Zeit bewegen konnte. Damit hat es vielleicht doch mehr mit den Black-Friday-Angeboten zu tun, als man zunächst vermuten könnte. Im Gegensatz zum online-Handel hat dieses Bakterium allerdings gerade in der heutigen Zeit an Relevanz eingebüßt. Vielleicht kann es aber trotzdem unsere kleine Erinnerung sein, bei den ganzen vermeintlich guten Angeboten, auf die man dieser Tage stößt, mal ganz genau hinzuschauen und zu überlegen, ob wir das, was wir da kaufen auch wirklich brauchen!
Links & weitere Infos
Wortherkunft des Black Friday
Apfelbaum, M.L. (1966): American Philatelist 69(4), 239.
Erstbeschreibung von Yersinia pestis und die Yersin-Kitasato-Kontroverse
Bibel, D.J. & Chen, T.H. (1976): Bacteriol. Rev. 40(3), 633–651.
Yersin, A. (1894): Ann. Inst. Pasteur 8, 662–667.
Yersinia pestis und die verschiedenen Pestepidemien
Wagner, D.M. et al. (2014): Lancet Infect. Dis. 14(4), 319–326.
Achtman, M. et al. (1999): Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96(24), 14043–14048.
Identifikation von Yersinia pestis auf menschlichen Überresten aus verschiedenen Epochen