Was alter Kot über unsere Vorfahren verrät

(SeaPRwire) –   Es war einmal, in einer Höhle nördlich von Durango, Mexiko, hat jemand einen Haufen gemacht. Tatsächlich waren es einige Leute, und diese Ereignisse verteilten sich über einen beträchtlichen Zeitraum – von etwa 725 n. Chr. bis 920 n. Chr.. Dank der ariden Bedingungen der Höhle war der Kot in ziemlich gutem Zustand, als Archäologen den Ort in den 1950er Jahren ausgruben. Verwittert, trocken und vollgepackt mit Ballaststoffen haben diese Stuhlproben Wissenschaftlern einen wertvollen Einblick gegeben, von welcher Art von Nahrung die Menschen von vor langer Zeit lebten – und was in ihrem Darm lebte.

Die Ablagerungen aus der Höhle sind inzwischen viel gereist und haben ihren Weg zu verschiedenen Labors gefunden, die an ihrer Untersuchung interessiert sind. Im Jahr 2021 untersuchte ein globales Team von Mitarbeitern – oder Paleofäkalien, wie es zart genannt wird – um festzustellen, ob sie die Mikroben im Darmmikrobiom der Kackmacher identifizieren können.

Nun hat in einer in PLoS One veröffentlichten Studie eine andere Gruppe von Forschern einen neuen Blick auf die DNA aus 10 der Kacke geworfen. Ihre Ergebnisse bestätigen weitgehend einen früheren Befund: Die Menschen, die diese Kacke machten, beherbergten eine Menagerie von Parasiten.

Als Wirt für Würmer fungieren

Normalerweise ist die Kacke, mit der Drew Capone, der Hauptautor der Studie, arbeitet, viel frischer. Capone, ein Umweltmikrobiologe an der Indiana University, untersucht, wie sich sanitäre Einrichtungen auf die Gesundheit auswirken. „Unsere Arbeit befasst sich mit der Frage: ‚Wie gelangt Kacke in die Umwelt? Wo befindet sich Kacke in der Umwelt? Wie verhindert die Infrastruktur, dass Kacke in die Umwelt gelangt? Und welche Auswirkungen hat Kacke auf die Gesundheit von Kindern?‘“, sagt er.

Capone und seine Kollegen waren daran interessiert, Techniken zur Erkennung von Krankheitserregern in modernem Kot auf alten Kot anzuwenden. Diese Methoden sortieren die DNA in einer Probe und suchen nach bestimmten Genen, die Signaturen von Parasiten wie Madenwürmern sowie bakteriellen Krankheitserregern sind.

Um diese DNA zu extrahieren, mussten die Forscher Proben aus den Paleofäkalien aus der Höhle entnehmen. Es war schwieriger als erwartet: „Wir mussten diese alten Fäkalien zu einem Pulver zermahlen. Wir konnten keine Stücke abbrechen“, sagt Capone. Sie führten das Verfahren durch, um nach DNA-Übereinstimmungen zu suchen, und erhielten Ergebnisse, die darauf hindeuten, dass sich im Kot eine Reihe verschiedener Krankheitserreger befanden, darunter Madenwürmer, der Protozoenparasit Giardia und verschiedene pathogene Bakterien.

Viele der Fäkalien kamen als positiv für mehrere Organismen zurück. Laut Capones Erfahrung ist eine so große Anzahl von Krankheitserregern an Orten mit schlechten sanitären Einrichtungen nicht ungewöhnlich, was ihn vermuten lässt, dass sich die Menschen, die diese Kacke vor so vielen Jahrhunderten hinterlassen haben, in einer ähnlichen Situation befanden.

Warum die Wahl der Technik wichtig ist

Es gibt jedoch Gründe, warum die meisten Labors, die mit alter DNA arbeiten, diese Verfahren nicht mehr anwenden, sagen Kirsten Bos und Alexander Hubener, beide Spezialisten für alte DNA am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie. DNA neigt dazu, mit der Zeit auseinanderzufallen, auszufransen und zu fragmentieren. Die ältere Technik, die in der PLoS ONE-Arbeit verwendet wird, bedeutet, dass es schwer zu sagen ist, ob das, was Sie sehen, tatsächlich alte DNA ist und nicht moderne DNA, die versehentlich eingedrungen ist. Labors, die sich auf alte DNA spezialisiert haben, verfügen über High-Tech-Reinräume, um Kontaminationen zu minimieren. Sie verwenden auch Next-Generation-Sequenzierung, die für eine so empfindliche Substanz optimiert ist.

Darüber hinaus würden die meisten Labors die Enden der DNA-Fragmente überprüfen, an denen ein deutliches Ausfransen auftritt, um zu bestätigen, dass es sich bei dem, was sie betrachten, tatsächlich um alte DNA handelt. Mit der Technik in der PLoS ONE-Arbeit „kann man nicht leicht erkennen, ob diese chemischen Veränderungen, die in alter DNA auftreten, stattgefunden haben“, sagt Bos.

Capone argumentiert, dass viele der getesteten Organismen nicht lange außerhalb des menschlichen Darms leben können, sodass das Risiko eines falsch positiven Ergebnisses durch moderne DNA, die bei den Reisen des Kots aufgenommen wurde, relativ gering sein könnte. Außerdem können spezialisierte alte DNA-Laborarbeiten kostspielig sein, und diese ältere Technik ist leichter zugänglich.

Hubener, der Teil des Teams hinter der Studie aus dem Jahr 2021 war, in der Kotproben aus der Höhle analysiert wurden, sagt, er sei skeptisch gegenüber den Übereinstimmungen mit Bakterien – diese können in alten Proben mit dieser Technik besonders schwer zu identifizieren sein. Angesichts dessen, was sein Team gefunden hat, und angesichts dessen, was wir über die Biologie von Parasiten wissen, sagt er jedoch, dass die Erkenntnisse über größere Parasiten wie Würmer auf etwas festerem Fundament stehen. „Das ist für mich glaubwürdig“, sagt Hubener.

Besonders interessant wäre es gewesen, sowohl die alten als auch die neuen Techniken an denselben Proben anzuwenden, sagt Bos. Das würde deutlich machen, was die älteren Techniken zuverlässig erfassen können, was sich auch bei den neueren, strengsten Verfahren zeigt.

„Das wäre ein wirklich guter Weg gewesen, um voranzukommen“, sagt sie.

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