Чума оказалась в два раза старше

Новое исследование с использованием древней ДНК показало, что чума поражала человеческие популяции примерно в два раза дольше, чем считалось раньше. Так называемая прочума преимущественно распространялась от человека к человеку прежде, чем из-за генетических мутаций чумная палочка (Yersinia pestis) приобрела способность выживать в кишечнике блох.

Эти мутации, возможно, произошли между II и I тысячелетиями до нашей эры и привели, в конечном счёте, к возникновению бубонной формы чумы, которая распространяется с ужасающей скоростью через носителей – блох и крыс.

Бубонная чума вызвала несколько пандемий, в том числе ту, что уничтожила половину населения Европы в XIV веке. Исследователи утверждают, что ужасная болезнь преследовала человеческие популяции, по крайней мере, за 3000 лет до того, как произошла первая эпидемия, которая упоминается в исторических записях — Юстинианова чума. Она началась в Византии в 541 году нашей эры.

Теперь учёные полагают, что бактериальная инфекция, вызываемая Y. pestis, начала появляться ещё у людей в начале бронзового века, то есть в конце IV или в начале III тысячелетия до нашей эры. Исследование проводила международная команда специалистов из Великобритании, Дании, Эстонии и России.

"Мы обнаружили, что чумная палочка возникла и начала распространяться гораздо раньше, чем считалось, причём развилась она очень быстро, – комментирует ведущий автор исследования всемирно известный учёный Эске Виллерслев (Eske Willerslev) из Университета Копенгагена. – Основные механизмы, которые способствовали эволюции Y. pestis, присутствуют и сегодня. Уроки прошлого позволяют нам понять, как могут развиваться будущие патогены".

Исследователи проанализировали древние геномы, извлечённые из зубов 101 скелета взрослых людей, самые старые из которых датируются бронзовым веком. Все останки были найдены в Евразии, на территориях от Сибири до Польши.

Как оказалось, следы бактерии чумной палочки были обнаружены у семи взрослых, старейший из которых умер 5783 года тому назад. Ранее прямые молекулярные доказательства присутствия Y. pestis были получены из костного материала немногим старше 1500 лет.

Тем не менее в шести образцах из семи отсутствовали два ключевых генетических компонента, которые встречаются в большинстве современных штаммов чумы: ген вирулентности ymt и мутация в гене активатора pla.

Ген ymt защищает бактерии от уничтожения токсинами в кишечнике блох. К тому же, он заставляет блоху постоянно испытывать чувство голода, так что насекомое лихорадочно кусает всё, что может, распространяя болезнь.

Мутация в гене pla позволяет чумным палочкам распространяться по различным тканям, в результате чего инфекция проникает в лёгкие, а также в кровеносные сосуды и лимфатические узлы.

Исследователи пришли к выводу, что более ранние штаммы чумной палочки не требовали посредников (блох) для передачи, а также не могли привести к бубонной форме.

Следовательно, прочума, поражавшая людей в бронзовом веке, принимала лишь лёгочную форму, непосредственно влияя на дыхательную систему. Она вызывала постоянный кашель. Передавалась древняя чумная палочка, скорее всего, воздушно-капельным путём, а также путём загрязнения продуктов питания и через биологические жидкости от одного человека к другому.

Соавтор исследования доктор Марта Миразон-Лар (Marta Mirazón-Lahr), эволюционный исследователь из Кембриджа, указала на то, что бронзовый век был периодом активных миграций, что могло привести к широкому распространению лёгочной чумы.

"Бронзовый век стал периодом создания оружия из металла, и считается, что именно в то время начались первые настоящие войны, что тоже, в свою очередь, указывает на массовые перемещения людей, – комментирует Марта. – Скорее всего, лёгочная чума влекла за собой разрушительные последствия для небольших групп населения: если, например, один охотник или пастух заражался, это означало, что его община будет заражена в течение ближайших двух-трёх дней".

Последний из семи древних геномов помог учёным составить приблизительный график эволюции, которая породила бубонную чуму.

"В наших образцах мутантный штамм чумы относится к 951 году до нашей эры. Он был обнаружен в останках, найденных на территории Армении. Однако он отсутствует в образцах 1686 года до нашей эры, найденных в Алтайских горах в районе Монголии. Таким образом, мы пришли к выводу, что штаммы бубонной формы развились в конце II или в самом начале I тысячелетия до нашей эры, – уверена Миразон-Лар. – Учитывая расстояние между Арменией и Алтаем, также вполне может быть, что армянский штамм бубонной чумы происходит с Ближнего Востока, а исторические перемещения людей во времена I тысячелетия до нашей эры разнесли его в другие регионы".

В Библии в Книге Царств описана вспышка чумы, поразившая филистимлян в 1320 году до нашей эры. Среди симптомов болезни – утолщения в паху, так что учёные уверены, что описание соответствует бубонной чуме. Миразон-Лар предполагает, что это ещё один аргумент в пользу ближневосточного происхождения смертоносного штамма.

Также учёные считают, что заболевания высокой летальности требуют определённой демографической плотности для распространения, ведь в противном случае у бактерий не будет возможности распространиться.

"Эндемичный характер лёгочной чумы был, вероятно, адаптирован под ранние популяции бронзового века. Тогда, когда евразийские популяции выросли и началось развитие торговых путей, условия стали благоприятными для развития более опасной формы", – считает соавтор исследования Роберт Фоли (Robert Foley).

Сегодня большинству жителей планеты чума кажется пережитком прошлого. Последняя крупная вспышка чумы возникла в Китае в 1850-х годах и к концу века унесла 10 миллионов жизней. Но чумная палочка до сих пор поражает людей в некоторых странах, в том числе в Перу, Демократической Республики Конго, Алжире, Индии, Китае и даже в Соединённых Штатах. Так, например, в 2013 году в мире было зарегистрировано 783 случая заражения, из которых 126 окончились смертью больных.

Научная статья международной группы исследователей о древней форме чумной палочки была опубликована журналом Cell.