In unserem Mund leben hunderte verschiedener Bakterienarten. Viele tragen zu einem gesunden Milieu bei, andere können Krankheiten wie Karies und Parodontitis auslösen. Sie tummeln sich in unserem Speichel und auf unseren Schleimhäuten und bilden einen Biofilm auf unseren Zähnen. Dieser Biofilm kann in Form von Zahnstein über Jahrtausende erhalten bleiben. So lässt sich anhand fossiler Zähne darauf schließen, welche Bakterien einst darauf lebten.
100.000 Jahre alter Zahnstein
Ein Team um James Fellows Yates vom Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte in Jena hat nun die Zahnbeläge von 124 Individuen untersucht, darunter heute lebende Menschen, Gorillas, Schimpansen und Brüllaffen sowie Fossilien von frühen modernen Menschen und Neandertalern. Mithilfe neuer computerbasierter Ansätze rekonstruierten die Forscher aus der DNA im versteinerten Zahnstein das Mikrobiom aus den Mündern unserer Vorfahren und verglichen es mit dem heutiger Individuen.
„Wir konnten zeigen, dass bakterielle DNA aus der Mundflora mindestens doppelt so lange erhalten bleiben kann, wie bisher angenommen“, sagt Yates. Das älteste untersuchte Genom stammte von einem Neandertaler aus der Pešturina-Höhle in Serbien und war 100.000 Jahre alt – mehr als 50.000 Jahre älter als das zuvor älteste rekonstruierte Mikrobiom. „Die Werkzeuge und Techniken, die in dieser Studie entwickelt wurden, eröffnen neue Möglichkeiten zur Beantwortung grundlegender Fragen in der mikrobiellen Archäologie und werden eine breitere Erforschung der Beziehung zwischen Menschen und ihrem Mikrobiom ermöglichen“, so Yates.
Koevolution zwischen Bakterien und Wirt
Gemeinsam mit seinen Kollegen identifizierte er in den Zahnbelägen zehn Bakteriengruppen, die bei allen untersuchten Individuen vorkamen. Da sich diese Bakterien sogar bei den nur entfernt verwandten Brüllaffen fanden, gehen die Forscher davon aus, dass sich dieses Kernmikrobiom bereits vor 40 Millionen Jahren entwickelt hat. „Von den meisten Bakterien, die Teil des Kernmikrobioms sind, ist heute bekannt, dass sie wichtige strukturelle und funktionelle Rollen bei der Bildung und Reifung von Plaque spielen“, erläutern die Forscher. „Das deutet auf tiefe koevolutionäre Beziehungen zwischen diesen Taxa und ihren Wirten hin.“
Neben einigen gesundheitsförderlichen Bakterien fanden Yates und Kollegen auch solche, die heute mit der Entstehung von Parodontitis in Verbindung gebracht werden. „Ihr Vorhandensein im Kernmikrobiom unterstützt die Hypothese, dass es sich bei ihnen nicht um Pathogene im herkömmlichen Sinne handelt, sondern dass ihr pathogener Charakter beim heutigen Menschen mit einem Ungleichgewicht zwischen dem Biofilm und dem Wirt zusammenhängen könnte“, so die Forscher.
