Tým z Výzkumného ústavu pro studium mumií Eurac a Jihotyrolského archeologického muzea rekonstruoval společenství bakterií a hub, které obývalo střeva Ötziho, slavné zmrzlé mumie z Alp, a odlišil je od mikroorganismů, které osídlily jeho tělo po jeho smrti. Výsledky odhalily mikrobiotu, která se jen málo podobá mikrobiotě člověka 21. století, avšak vykazuje velkou podobnost s mikrobiotou předindustriální populace.
Náhodný nález, který stále přináší překvapení
Ötzi se objevil v roce 1991, když ho dva němečtí horolezci Helmut a Erika Simonovi našli uvězněného v ledu na hranicích mezi Itálií a Rakouskem. Jednalo se o Homo sapiens z období chalkolitu, známého také jako doba měděná, který byl zamrzlý ve vysokých horách více než 5300 let. Jeho stav zachovalosti byl mimořádný a od té doby nepřestal vědě poskytovat cenné informace.
Když se řekne mumie, většinou se nám vybaví egyptské mumie zabalené do obvazů a ošetřené natronem. Ti, kdo si toto téma oblíbili, si možná vzpomenou také na guančské mumie z Kanárských ostrovů nebo na těla uchovaná v rašeliništích severní Evropy, která se díky chemii bažin proměnila téměř v mýdlo. Ötzi se však stal mumií zcela náhodou, a to díky alpskému ledu, který ho uchoval po tisíciletí.
Během posledních tří desetiletí vědci zmapovali jeho tetování, analyzovali obsah jeho žaludku a dokonce zrekonstruovali jeho fyzickou podobu. Nyní víme, že byl plešatý, že jeho oči i řídké vlasy, které si ponechal, byly černé a že genetika umožnila profilovat vzhled jeho předků. Tato posmrtná invaze do jeho intimity, kterou věda nazývá paleoantropologie, právě učinila nový krok: podrobně poznat mikrobiotu, tedy soubor bakterií a hub, které v něm žily v jeho trávicím traktu.
Starověká DNA, ne živí mikrobi
Je legitimní se ptát, jak mohly mikroorganismy přežít 5 300 let pod ledem. Odpověď je jednoduchá: nepřežily. Bakterie, které obývaly jeho tělo, zanikly před tisíci lety. To, co přežilo, jsou fragmenty jejich genetického materiálu. Neúplné sekvence, ale dostatečně informativní, aby bylo možné určit, ke kterému druhu bakterií nebo hub patřily. Moderní techniky genomového sekvenování jsou tak výkonné, že k potvrzení jejich přítomnosti již nepotřebují najít živý organismus.
Skutečnou výzvou ve skutečnosti nebyla lokalizace těchto zbytků DNA, ale rozlišení, které z nich pocházejí od mikrobů, jež Ötziho doprovázely za jeho života, a které se k němu dostaly později, buď během tisíciletí, kdy zůstal uvězněn v ledu, nebo po jeho objevení, kdy přešel do rukou badatelů.
Oddělení autentických mikrobů od kontaminujících
Mikrobiolog Mohamed S. Sarhan, hlavní autor článku, vysvětluje: „Mikrobiom mumie je jedinečný, protože máme co do činění s mikroby starými více než 5 000 let a zároveň s moderními mikroby, které se do něj dostaly po objevu.
K dosažení tohoto oddělení použil tým vícestupňovou strategii. Odebrali vzorky střevní tkáně, žaludečního obsahu, stěrů z povrchu těla, tající vody z vnitřku mumie, povrchového ledu a vzorku půdy z místa nálezu, který byl zmrzlý od roku 1991. Křížovou kontrolou údajů ze všech těchto zdrojů se jim podařilo odhadnout, které mikroorganismy byly s největší pravděpodobností součástí jeho těla za života a které pocházely z okolního prostředí.
Dalším kritériem pro prosívání byl stupeň rozpadu fragmentů mikrobiální DNA: čím lépe byl fragment zachovalý, tím novější byl jeho původ, a tedy tím méně pravděpodobné bylo, že byl přítomen za Ötziho života.
Tisíciletí černí pasažéři a nedávní návštěvníci
Analýza odhalila organismy, které se sem dostaly krátce po smrti, ale přesto se jim podařilo přetrvat po celá tisíciletí. Frank Maixner, ředitel Institutu pro studium mumií při Eurac Research, to popisuje jasně: „Vidíme zde kontinuitu. Tyto kvasinky doprovázely Ötziho na jeho dlouhé cestě po tisíciletí“. Podle Maixnera toto zjištění ukazuje, že mumie „není statickou relikvií, ale dynamickým biologickým systémem“.
Jiné mikroorganismy se naopak objevily až po rozmrazení. Elisabeth Vallazza, ředitelka Jihotyrolského archeologického muzea, která je zodpovědná za konzervaci mumie, zdůrazňuje, že „podmínky konzervace mumie jsou nyní velmi stabilní“ a že „pečlivý mikrobiologický monitoring zajišťuje, že mumie není poškozena“. Vallazza nicméně upozorňuje, že k zachování ostatků pro budoucí generace je zapotřebí dalšího výzkumu a komplexního konzervačního úsilí.
Mikrobiota, která nevypadá jako ta naše
Po vyřazení všech posmrtných mikroorganismů získali vědci mikrobiologický profil kompatibilní s flórou, kterou mohl Ötzi za svého života obývat. Rozdíly oproti mikrobiotě dnešního člověka jsou pozoruhodné. A to by nemělo být překvapením: strava člověka, který žil před 5 300 lety, byla radikálně odlišná, stejně jako jeho každodenní zvyky, které jsou na hony vzdálené těm, jež charakterizují naši společnost 21. století.
Nicméně mikrobiota ledového člověka vykazuje velké podobnosti s mikrobiotou lidské populace před industrializací, kdy technologie ještě drasticky nezměnily způsob stravování. Odborník na konzervaci a spoluautor studie Marco Samadelli zdůrazňuje, že „podmínky, za kterých se ledovcové mumie uchovávají, nejsou dosud zcela známy„, a zdůrazňuje, že tato práce rozšiřuje znalosti v této oblasti.
Mnoho otázek zůstává otevřených, ale Ötzi bude i nadále poskytovat odpovědi, protože nové technologie a metodiky umožňují proniknout hlouběji do biologické paměti uložené v jeho těle.
Kromě těchto výsledků se zdá, že vědci našli v Ötziho těle několik kvasinek, které by mohly mít význam pro průmysl. Tyto houby jsou obzvláště přizpůsobené chladu a pravděpodobně se k němu dostaly během doby, kterou strávil ve zmrzlém stavu. Je možné, že by mohly být využity pro chladové fermentační procesy, nebo by nás alespoň jejich metabolismus mohl naučit relevantním aspektům těchto biochemických procesů.