История возбудителя трех известных чумных пандемий

Наука и жизньНаука

Чума на вашу голову! Как зародилась чёрная смерть

Доктор биологических наук Виктор Сунцов, Институт проблем экологии и эволюции им. А . Н . Северцова РАН. Рисунки автора

Возбудитель чумы yersinia pestis (чумная палочка) входит в большое семейство энтеробактерий. Растёт на простых доступных питательных средах, бывает разной формы — от нитевидной до шарообразной. Устойчив к факторам окружающей среды, хорошо переносит низкие температуры, замораживание, но моментально погибает при кипячении, быстро разрушается под действием дезинфицирующих средств.

Микроб чумы открыл Александр Йерсен в Гонконге в 1894 году — в начале третьей пандемии этой страшной болезни. Однако по поводу происхождения и эволюции данного микроба до сих пор продолжаются горячие споры. В последние два десятилетия создано множество «молекулярных» эволюционных сценариев. Но, несмотря на внедрение продвинутых молекулярных методов исследования, на вопросы, где, когда, каким образом и при каких обстоятельствах этот микроб возник, убедительного ответа пока так и не получили. Один из сценариев происхождения чумного микроба, основанный на очевидных экологических фактах, до недавнего времени не привлекал внимания исследователей, так как не соответствует мэйнстримному молекулярному подходу. Но сейчас уже нет сомнений, что только результаты совместных экологических и молекулярно-генетических исследований могут пролить свет на историю возбудителя трёх известных чумных пандемий.

Чума — одна из наиболее опасных инфекций человека и животных, оставившая неизгладимые следы в истории человечества. Первая пандемия — «чума Юстиниана» — началась в Нижнем Египте в городе Пелузий в 571 году, охватила страны Средиземноморья и продлилась более двух веков. Вторая пандемия — «чёрная смерть» — зародилась в горах Средней Азии, к 1346 году через Нижнее Поволжье распространилась в крымскую Каффу, откуда была завезена на Ближний Восток, в долину Нила и в Европу, где продолжалась до конца XVIII века. Третья пандемия вышла из китайской провинции Юньнань в середине XIX века, к 1894 году достигла морского побережья в городах Кантон и Гонконг и с корабельными крысами морским транспортом была разнесена в 83 морских порта в Евразии, Африке, Австралии и на Американском континенте.

Во время эпидемии в Гонконге швейцарский врач Александр Йерсен открыл возбудителя чумы, микроба, который получил название Yersinia pestis. Тогда же специалисты многих стран мира начали всестороннее изучение инфекции, которая к настоящему времени стала одной из наиболее исследованных. Но, удивительное дело, за прошедшие более чем 125 лет наука так и не смогла чётко ответить на вопросы о происхождении и мировой экспансии микроба чумы. Отсутствие ответа на эти вопросы во многом сдерживает разработку средств и методов контроля, лечения и профилактики инфекции и усложняет прогноз её возможных новых эпидемий и пандемий. Впрочем, в последние два десятилетия были получены научные данные, которые значительно приблизили решение обозначенных вопросов.

Два открытия молекулярной генетики

С конца прошлого века в медико-биологической науке широко стали использовать молекулярно-генетические и статистические методы исследований, внедрялись информационные и компьютерные технологии. Молекулярные методологии стали доминирующими и в реконструкции эволюционной истории или, иными словами, филогении возбудителя чумы. В результате были сделаны два краеугольных открытия, потребовавших пересмотра «классических» представлений о происхождении чумы. Во-первых, выявлен прямой предок чумного микроба. Им оказался кишечный обитатель многих видов позвоночных и беспозвоночных животных — псевдотуберкулёзный микроб 1-го серотипа Y. pseudotuberculosis O:1b, или, более точно, возбудитель дальневосточной скарлатиноподобной лихорадки (ДСЛ), широко распространённый в холодных районах Северной Азии, Сибири, Дальнего Востока, Центральной Азии, встречающийся также в Японии и Канаде. Таким образом, удалось получить чёткое представление о стартовом этапе истории чумы. Во-вторых, стало понятно, что микроб чумы эволюционно молод. Вопреки прежним представлениям о его древнем происхождении (олигоцен-плиоцен, 30—5 млн лет назад), оказалось, что дивергенция возбудителей ДСЛ и чумы произошла не ранее 30 тыс. лет назад на рубеже плейстоцена и голоцена или в голоцене. А на африканский материк и в Новый Свет чуму завёз из Азии человек. До этого считали, что чума возникла или в популяциях сурков в Северной Америке, или в популяциях песчанок в Старом Свете и с мигрирующими грызунами распространилась широко в мире по межконтинентальным сухопутным мостам: Берингийскому, Панамскому и Синайскому, неоднократно возникавшим в геологическое время.

К сожалению, вместе с названными очевидными достижениями молекулярно-генетический подход включает крайне деструктивную позицию: прокламирует сальтационное преобразование клона возбудителя ДСЛ в возбудителя чумы несколькими одномоментными генетическими актами — встраиванием в псевдотуберкулёзную клетку путём горизонтального переноса генов из внешней среды или от других микроорганизмов сложных генетических структур. При этом постулируется, что в геноме чумного микроба, в сравнении с псевдотуберкулёзным, произошли многочисленные и радикальные перестройки, вызвавшие изменения глубинных метаболических процессов, таких как обмен железа и кислорода, что не согласуется с сальтационистскими взглядами. Такие крупные метаболические эволюционные преобразования могли совершиться только путём постепенной адаптации к новой среде обитания, то есть через переходные формы, обитающие в промежуточной среде. При этом молекулярно-генетический подход прокламирует недавнее возникновение микроба чумы в популяциях полёвок (Microtina), но какие-либо экологические свидетельства в пользу такого заключения совершенно отсутствуют.

Экологические ниши Y. pseudotuberculosis и Y. pestis

Эволюция популяций живых организмов, включая видообразование, происходит при изменении среды обитания. Поэтому для реконструкции процесса видообразования важно в деталях представлять себе среды обитания предкового и производного микробов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Зачем насекомым хоботки? Зачем насекомым хоботки?

Насекомые приспособлены к условиям обитания лучше большинства других животных

Наука и жизнь
СССР vs США: что показал эксперимент по сравнению образования 1958 года СССР vs США: что показал эксперимент по сравнению образования 1958 года

Много лет назад журналисты выяснили, где образование лучше: в США или в СССР

VOICE
Живые клетки — химики Живые клетки — химики

Природные аналоги широко известных искусственных соединений

Наука и жизнь
Танцующее и поющее кино: 10 фактов о Болливуде Танцующее и поющее кино: 10 фактов о Болливуде

Болливуд: бессмысленный и беспощадный мир индийского кино

Вокруг света
Механизмы зрения: наука и жизнь Механизмы зрения: наука и жизнь

С чего начинается зрение?

Наука и жизнь
5 фантастических книжных новинок, которые стоит прочесть этим летом 5 фантастических книжных новинок, которые стоит прочесть этим летом

Миры, созданные писателями, рано или поздно становятся реальностью

ТехИнсайдер
Иосиф Бродский Иосиф Бродский

Бродский — поэт ресентимента

Дилетант
Как вернуть форму намокшей соломенной шляпе в домашних условиях - это просто! Как вернуть форму намокшей соломенной шляпе в домашних условиях - это просто!

Лето - время соломенных шляп

VOICE
Пятиминутный путеводитель по... странному спорту Пятиминутный путеводитель по... странному спорту

Странные виды спорта, странные чемпионы и странные спортивные снаряды

Esquire
Как видеоигры влияют на интеллект и развитие детей? Как видеоигры влияют на интеллект и развитие детей?

Можно ли назвать компьютерные игры полезным увлечением?

ТехИнсайдер
Колин Варвар: «Хочу, чтобы говорили не о моей силе духа и кровище, а отмечали мою технику бокса» Колин Варвар: «Хочу, чтобы говорили не о моей силе духа и кровище, а отмечали мою технику бокса»

Колин Варвар о детстве в маленьком городке, работе на заводе и мотивации

Maxim
Бейонсе выбыла, Шарапова вернулась: самые богатые self-made женщины США моложе 40 лет Бейонсе выбыла, Шарапова вернулась: самые богатые self-made женщины США моложе 40 лет

Cписок самых богатых self-made-американок

Forbes
Виктория Портфолио Виктория Портфолио

Блогер-феномен Виктория Портфолио сделала из себя новое медиа

Собака.ru
Лицом в унитаз, брашингом в глаз: реальные истории домработницы об унижениях со стороны работодателей Лицом в унитаз, брашингом в глаз: реальные истории домработницы об унижениях со стороны работодателей

Отрывки из книги о взаимоотношениях между работодателями и домашним персоналом

VOICE
И Аньес создала зеркало И Аньес создала зеркало

Зинаида Пронченко о Джейн Биркин в фильме Аньес Варда

Weekend
Австралопитекам из Колыбели человечества оказалось 3,4–3,7 миллиона лет Австралопитекам из Колыбели человечества оказалось 3,4–3,7 миллиона лет

Археологи пересмотрели датировку находок из Стеркфонтейна

N+1
Появление керамики у древних жителей Латвии не сказалось на продолжительности грудного вскармливания Появление керамики у древних жителей Латвии не сказалось на продолжительности грудного вскармливания

Биоархеологи провели исследование зубов людей из могильника эпохи мезолита

N+1
«Мама была ко мне равнодушна, и я говорю ей за это спасибо» «Мама была ко мне равнодушна, и я говорю ей за это спасибо»

Наша героиня благодарна тому, что ее мама занималась своей жизнью

Psychologies
Ягода-клубника Ягода-клубника

Ягодные десерты менее калорийны, чем кремовые пирожные и торты

Здоровье
Чем полезна жимолость: 7 фактов Чем полезна жимолость: 7 фактов

В чем именно польза жимолости

РБК
Микротоки для лица: что это, эффект от процедуры и противопоказания Микротоки для лица: что это, эффект от процедуры и противопоказания

Вместе с дерматологом и косметологом рассказываем, что нужно знать о микротоках

РБК
Геннадий Устюгов Геннадий Устюгов

Классик ленинградского искусства Геннадий Устюгов живет в ПНД и пишет стихи

Собака.ru
Археологи нашли под Анапой редкий перстень с кельтским воином со щитом Археологи нашли под Анапой редкий перстень с кельтским воином со щитом

Археологи представили результаты исследования двух редких металлических перстней

N+1
Как попасть на другую планету, не выезжая из России: краткий путеводитель по Богдинско-Баскунчакскому заповеднику Как попасть на другую планету, не выезжая из России: краткий путеводитель по Богдинско-Баскунчакскому заповеднику

Это удивительное место находится в Астраханской области

Вокруг света
Сенегальские косы: трендовая прическа для лета, которую можно носить больше месяца — не расплетая! Сенегальские косы: трендовая прическа для лета, которую можно носить больше месяца — не расплетая!

Афропрически не думают покидать летние тренды

VOICE
Грунт астероида Рюгу оказался схож по составу с углистыми хондритами Грунт астероида Рюгу оказался схож по составу с углистыми хондритами

Результаты анализа образцов грунта астероида Рюгу

N+1
Посттравматический рост: как стать сильнее после тяжелых потрясений Посттравматический рост: как стать сильнее после тяжелых потрясений

Тяжелые испытания могут разрушить, «убить» волю, а могут сделать нас сильнее

Psychologies
Математик — о том, зачем идти в науку и как себя вести молодому ученому Математик — о том, зачем идти в науку и как себя вести молодому ученому

Почему наука — это потребность, а не вопрос выбора

РБК
ДНК возрастом более 115 тысяч лет указала на уязвимость белых медведей перед потеплением климата ДНК возрастом более 115 тысяч лет указала на уязвимость белых медведей перед потеплением климата

Ученые выяснили, что белые медведи утратили генетическое разнообразие

N+1
«Чучело» в 2022 году: 3 причины посмотреть «Невидимый мир» «Чучело» в 2022 году: 3 причины посмотреть «Невидимый мир»

Чем примечателен «Невидимый мир» Лауры Вандель?

Psychologies
Открыть в приложении