DNA cổ hé lộ dịch hạch trở lại châu Âu trong hơn bốn thế kỷ ra sao

Cái Chết Đen chấm dứt vào giữa thế kỷ XIV, nhưng vi khuẩn gây dịch hạch không biến mất cùng đợt thảm họa ấy. DNA của Yersinia pestis lấy từ hài cốt khảo cổ cho thấy mầm bệnh tiếp tục trở lại châu Âu trong hơn 400 năm, tạo ra các nhánh di truyền mới và xuất hiện tại nhiều vùng khác nhau. Bức tranh này biến “đại dịch hạch lần thứ hai” từ một làn sóng đơn lẻ thành chuỗi tái bùng phát kéo dài, gắn với cả sự tiến hóa của vi khuẩn lẫn chuyển động của con người. [1]

Sau Cái Chết Đen, điều gì thực sự tiếp diễn?

Đợt Cái Chết Đen thường được xác định trong khoảng 1347–1353. Tuy nhiên, đây chỉ là giai đoạn mở đầu nổi tiếng nhất của một thời kỳ dịch bệnh dài hơn nhiều. Các cộng đồng châu Âu và những khu vực lân cận tiếp tục đối mặt với dịch hạch qua nhiều thế hệ, khi những đợt bùng phát mới làm gián đoạn đời sống đô thị, kinh tế và xã hội. [1]

Điểm quan trọng là những lần trở lại ấy không nhất thiết bắt nguồn từ một ổ bệnh duy nhất rồi lan ra theo cùng một con đường. Dấu vết di truyền phù hợp hơn với một quá trình gồm nhiều lần xâm nhập và tái xuất hiện tại các vùng khác nhau. Một số nhánh vi khuẩn có thể còn hình thành những ổ lưu hành mới, nơi mầm bệnh tồn tại giữa các đợt dịch ở người. [1]

DNA cổ nối hài cốt với lịch sử như thế nào?

Nhóm nghiên cứu do Đại học Tartu dẫn đầu tái dựng 26 bộ gene Yersinia pestis từ hài cốt tại 11 di chỉ ở Estonia, Nga, Anh, Hà Lan và Thụy Sĩ. Các mẫu trải từ thế kỷ XIV đến thế kỷ XVIII. Khi so sánh những bộ gene này, các nhà nghiên cứu có thể nhận ra mẫu nào gần nhau về di truyền và vị trí của chúng trên cây tiến hóa của vi khuẩn. [1]

Có thể hình dung cây tiến hóa như một gia phả không ghi tên người mà ghi những khác biệt tích lũy trong DNA. Hai mẫu có nhiều đặc điểm chung được đặt gần nhau; một nhóm mang các thay đổi riêng có thể tạo thành một nhánh. Cách sắp xếp đó không tự kể toàn bộ hành trình của dịch bệnh, nhưng giúp kiểm tra liệu các ca nhiễm ở những địa điểm hoặc thời kỳ khác nhau có thuộc cùng một dòng lan truyền hay không.

Estonia là trường hợp đáng chú ý vì dấu vết DNA cho thấy dịch hạch đã xâm nhập khu vực này nhiều lần, bắt đầu từ cuối thế kỷ XIV. Các mẫu xuất hiện trong cả bối cảnh đô thị lẫn nông thôn và bao gồm những dòng di truyền trước đây chưa được biết đến. Điều đó phù hợp với vị trí của Estonia trong các mạng lưới kết nối với những phần khác của châu Âu, qua đó mầm bệnh có thể di chuyển đường dài. [1]

Làm sao xác định một mẫu bệnh thuộc đợt dịch nào?

Một trở ngại lớn của nghiên cứu dịch bệnh cổ là niên đại khảo cổ thường khá rộng. Phương pháp carbon phóng xạ có thể đặt một hài cốt vào khoảng thời gian kéo dài nhiều thập niên, thậm chí hơn một thế kỷ. Với sai số như vậy, một bộ gene khó được gắn chắc chắn với đợt dịch cụ thể mà sử liệu địa phương từng ghi nhận. [1]

Nhóm nghiên cứu xử lý vấn đề bằng cách kết hợp khoảng niên đại khảo cổ với vị trí của từng bộ gene trên cây tiến hóa. Nếu quan hệ di truyền cho biết một mẫu phải xuất hiện trước hoặc sau những mẫu khác, khoảng thời gian khả dĩ của nó có thể được thu hẹp. Phương pháp này được áp dụng cho 64 bộ gene đã công bố và 11 bộ gene mới được giải trình tự, nhằm xây dựng trình tự thời gian chi tiết hơn cho dịch hạch từ thế kỷ XIV đến XVIII. [1]

Khoảng niên đại hẹp hơn cho phép đối chiếu một số ca nhiễm với những làn sóng dịch được các biên niên sử ghi lại tại đúng thành phố hoặc khu vực. Mối nối ấy vẫn dựa trên sự phù hợp giữa nhiều loại chứng cứ, chứ DNA không mang sẵn tên địa điểm hay ngày tháng. Giá trị của phương pháp nằm ở việc đặt dấu vết sinh học và ghi chép lịch sử lên cùng một trục thời gian có độ phân giải tốt hơn. [1]

Vì sao các nhánh dịch hạch lan rộng?

Một biến đổi lớn hiện ra trong khoảng 1450–1500, khi các dòng dịch hạch mở rộng rồi tách thành ba nhánh quan trọng. Các nhà nghiên cứu cho rằng những nhánh này có thể đã góp phần tạo nên các ổ chứa mới trong quần thể gặm nhấm hoang dã. Đây là một cách giải thích khả dĩ cho khả năng tồn tại lâu dài của vi khuẩn, chưa phải sự xác định trực tiếp từng ổ chứa trong quá khứ. [1]

Khí hậu cũng được xem là một yếu tố có thể tham gia. Nhóm nghiên cứu nêu đợt hạn hán lớn thời Phục Hưng như một khả năng liên quan đến giai đoạn phân nhánh. Cơ sở của giả thuyết là các hệ thống dịch hạch hiện đại cho thấy biến động khí hậu có thể ảnh hưởng mạnh đến dịch bệnh trong quần thể gặm nhấm. Tuy vậy, sự trùng hợp về thời gian chưa đủ để biến khí hậu thành nguyên nhân duy nhất. [1]

Hoạt động của con người tạo ra một tuyến giải thích khác. Dữ liệu di truyền cung cấp thêm bằng chứng về mối liên hệ giữa sự lan truyền dịch hạch với Chiến tranh Ba mươi năm, diễn ra từ 1618 đến 1648, và Đại chiến phương Bắc vào khoảng 1700–1721. Quân đội, dân thường phải di dời, người tị nạn và các đoàn thương nhân cùng sử dụng nhiều tuyến đường, mở cơ hội để mầm bệnh đi giữa các vùng. [1]

Trong cuộc vây hãm Tallinn năm 1710, dịch hạch đã giết binh sĩ Thụy Điển, binh sĩ Nga và dân thường. Trường hợp này cho thấy chiến tranh không chỉ gây thương vong trực tiếp: sự tập trung và dịch chuyển của nhiều nhóm người có thể đi kèm sự dịch chuyển của bệnh. DNA giúp nhận diện các nhánh vi khuẩn, còn sử liệu cho biết bối cảnh xã hội mà chúng xuất hiện. [1]

Một đại dịch hay nhiều lần tái bùng phát?

Các bộ gene cổ làm thay đổi cách hình dung về đại dịch hạch lần thứ hai. Thay vì một làn sóng từ Cái Chết Đen cứ yếu dần theo thời gian, đó là lịch sử của nhiều lần xâm nhập, phân nhánh và lan truyền. Thương mại, di cư và chiến tranh có thể nối các vùng xa nhau, trong khi quần thể gặm nhấm và khí hậu có thể góp phần duy trì hoặc làm thay đổi những điều kiện sinh thái của mầm bệnh. [1]

Bức tranh vẫn còn những khoảng trống: một bộ gene trong hài cốt chỉ ghi lại một ca nhiễm tại một địa điểm, không đại diện cho toàn bộ châu Âu ở cùng thời điểm. Nhưng khi nhiều mẫu được đặt cạnh khảo cổ học, niên đại carbon phóng xạ và biên niên sử, chúng cho thấy một điều rõ hơn: sự kết thúc của Cái Chết Đen không phải là dấu chấm hết của dịch hạch, mà là khởi đầu cho nhiều thế kỷ vi khuẩn tiếp tục thích nghi và đi theo những tuyến kết nối của châu Âu. [1]