Люди начали болеть чумой на 3300 лет раньше, чем предполагалось
Новейшие исследования ДНК бактерий, вызывающих чуму, показали, что пандемические заболевания "черной смертью" начались гораздо раньше, чем считает официальная историческая наука, а именно около 4800 лет назад.
Чума является одним из самых известных массовых убийц в истории человечества, однако, новейшие исследования микробиологов показывают, что мы все еще недооцениваем масштаб людских потерь, связанных с инфицированием чумной палочкой. Исследование генома бактерий, вызывающих чуму, также позволило проследить эволюцию штамма от доброкачественной бактерии до безжалостной убийцы, погубившей миллионы людей по всему миру.
Согласно историческим источникам и современным исследованиям ДНК, человечество постигли три разрушительных вспышки чумы. Первая пандемия началась в 541 г. н. э. и получила название "чумы Юстиниана", по разным оценкам она унесла жизни около 100 млн. человек. Вторая пандемия, включающая вспышку так называемой "Черной смерти" в XIV в., ответственна за гибель 30-50% жителей Европы. Третья - началась в Китае в 1850-х гг. и продолжалась до середины ХХ в.
Совсем недавно датские ученые проводили исследование ДНК бактерий чумы из зубов людей Бронзового века. В 7 из 101 образцов были найдены генетические признаки наличия бактерий, вызывающих чуму - Yersinia pestis. Это значит, что чумная палочка заражала человечество по меньшей мере 4800 лет назад, то есть на 3300 лет раньше чем первая эпидемия, описанная в исторических источниках. Ученые также выяснили, что в эти первые века своего распространения бактериям чумы еще не были свойственны генетические мутации, которые впоследствии сделали их смертоносными.
Череп, на котором найдены следы заболевания чумой. Из погребения ямной культуры, которая затем эволюционировала в афанасьевскую культуру. Бронзовый век. Копирайт Rasmussen et al./Cell 2015
Чумная палочка очень похожа на своего предка - бактерию Y. pseudotuberculosis, объяснил один из соавторов исследования Симон Расмуссен из датского Технического университета. И этот предок не так уж и опасен, если бактерия попадет в организм с пищей, человек почувствует себя плохо, но не умрет от этого. Перед учеными встал вопрос: как же такая, достаточно безобидная бактерия мутировала в одну из опаснейших для человечества.
Историки установили, что в пандемии Черной смерти виноваты крысы, в большом количестве водившиеся в людских жилищах. Крысы, в свою очередь были инфицированы блохами. Когда блоха сосет кровь зараженного животного, чумная палочка попадает в кишечник насекомого, где она не только размножается, но и закупоривает просвет кишечника, что вызывает повышенное чувство голода "хозяина". Чувство голода поощряет пищевое поведение блохи, которая сосет кровь и инфицирует все большее и большее количество животных.
Снимок блохи в электронном микроскопе
Жертвы чумы Железного века были инфицированы бактерией Y. pestis, носителем гена Yersinia murine toxin, сокращенно ymt, который был необходим для выживания вне желудочно-кишечного тракта блох. Однако, согласно результатам анализа бактерий из останков людей Бронзового века, опубликованных на этой неделе в научном издании Cell, этот вид мутации у них отсутствует. Таким образом ученые смогли довольно точно засечь момент превращения неопасной бактерии в смертоносную бациллу. По мнению Расмуссена полученные данные можно экстраполировать и на другие виды бактерий, поскольку данный механизм мутации является универсальным.
В древнейших чумных бактериях, также отсутствовала мутация, которая позволяла инфекции распространятся из легких в другие ткани и органы, например в лимфатические узлы. Теперь мы располагаем своего рода промежуточным штаммом чумной палочки, - пояснил Расмуссен. Штаммы Бронзового века не могли вызывать бубонную чуму, однако вызывали легочные формы болезни и септическую чуму, которые передавались воздушно-капельным путем.
Сегодняшнее исследование в целом подтверждает результаты анализа, проведенного в прошлом году микробиологом Уиндхамом Латемом с коллегами из университета Northwestern. Американские ученые показали, каким образом чумная палочка мутировала из легочной формы в бубонную. Таким образом, в настоящий момент можно с уверенностью говорить о том, что представители Бронзового века болели только легочной формой чумы. Кстати, легочная форма также опасна как и бубонная и почти на 100% является смертельной. Даже сегодня, если кто-то по каким-либо причинам заразится легочной формой чумы, помочь ему можно только в первые 24 часа после заражения, спустя это время человек скорее всего погибнет. В эпоху Бронзы смерть от чумы должна была быть достаточно страшным явлением, поскольку люди тогда не знали ни о самом заболевании, ни о том, как оно передается. Сегодня еще человек здоров и полон сил, а завтра внезапно скончался - так выглядела картина заболевания чумой.
Работа археологов в могильнике XIV в. Париж, Франция. В некрополе возможно находятся останки жертв Черной смерти. Копирайт PHILIPPE WOJAZER/Reuters/Corbis
Дэвид Вагнер из университета Северной Аризоны, работающий над секвенированием генома Y. pestis из останков жертв пандемии Юстинина шестого века, сделал любопытное замечание. Он отметил, что легочная форма чумы не может вызвать эпидемию такого масштаба, когда заражаются миллионы людей. Максимум болезнь может распространится в пределах поселения людей, но уж никак не перешагивать через континенты.
Расмуссен с коллегами использовали полученные данные, чтобы, в том числе, проследить генетические корни чумы. По их версии общий предок всех известных на сегодня штаммов Y. pestis стал частью человеческой истории 5 783 года назад. Этот период совпадает по времени с началом проживания людей в городах. Большая скученность людей и животных и плохая гигиена стали своего рода плавильным котлом для формирования не только чумной палочки, но большинства известных на сегодня инфекций. Выдвигается версия о том, что бактерии чумы следовали за человеком в период исторических миграций людей. Ученые не исключают и того, что именно локальные эпидемии чумы вызывали эти миграции, как своего рода побег от болезни.