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

Осторожно: амфибии! Осторожно: амфибии!

Наступает весна, тысячи жаб, лягушек и тритонов отправляются на нерест в водоёмы

Наука и жизнь
Одна из худших машин в мире: история автомобиля Yugo Одна из худших машин в мире: история автомобиля Yugo

«Юго — это ненадолго» — шутят белградские автомобилисты

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

С чего начинается зрение?

Наука и жизнь
Ольга Еремина: Есть ли жизнь после санкций? Ольга Еремина: Есть ли жизнь после санкций?

Кейсы стран, сумевших перестроиться вопреки ограничениям и запретам

РБК
Откуда вырос арифметический корень? Откуда вырос арифметический корень?

Попробуем разобраться в запутанной истории появления на свет знака радикала

Наука и жизнь
Пальмы больше не нужны: зачем ехать на Северный полюс и в Антарктиду Пальмы больше не нужны: зачем ехать на Северный полюс и в Антарктиду

Арктический туризм набирает популярность у российских путешественников

Вокруг света
Кто вы, доктор Арендт? Кто вы, доктор Арендт?

Загадка, уходящая своими корнями в XIX столетие

Дилетант
К вам санитары, мистер Андерсон К вам санитары, мистер Андерсон

Писатель Александр Цыпкин о наших цифровых аватарах

СНОБ
В Польше обнаружили возможное место захоронения датского конунга Харальда Синезубого В Польше обнаружили возможное место захоронения датского конунга Харальда Синезубого

Обнаружено место вероятного захоронения датского конунга Харальда I Синезубого

N+1
Изобретение советских физиков может обеспечить энергией весь мир на миллионы лет Изобретение советских физиков может обеспечить энергией весь мир на миллионы лет

Неисчерпаемая энергия у нас прямо под ногами, только непонятно, как ее достать

TechInsider
Самые умные породы кошек, которые могут удивить своим интеллектом Самые умные породы кошек, которые могут удивить своим интеллектом

Кошки — невероятно умные существа

TechInsider
Физики превратили пару кристаллов времени в искусственный кубит Физики превратили пару кристаллов времени в искусственный кубит

Кристаллы времени превратили в искусственный кубит с эффектом обратной связи

N+1
Трудная жизнь станков Трудная жизнь станков

Россия уже долгие годы не может обеспечить промышленность собственными станками

Эксперт
«Здесь птицы не поют»: в России нашли способ озеленить «мертвую» землю рядом с заводами «Здесь птицы не поют»: в России нашли способ озеленить «мертвую» землю рядом с заводами

Промышленные отходы помогут восстановить землю рядом с заводами

Вокруг света
Родители-вертолеты и родители-тигры: кем быть, чтобы воспитать счастливого человека Родители-вертолеты и родители-тигры: кем быть, чтобы воспитать счастливого человека

Отрывок из книги «Формула» — о том, как воспитать счастливого ребенка

Forbes
Прожито Прожито

Проект «Прожито»: эго-cвидетельства и блокадные дневники

Собака.ru
Когда сила воли не работает: как менять себя и жизнь с помощью терапии субличностей Когда сила воли не работает: как менять себя и жизнь с помощью терапии субличностей

Как навести порядок в отношениях с самим собой?

Psychologies
Как продлить молодость: советы о правильном питании и пищевых привычках, которые помогут вам оставаться в форме Как продлить молодость: советы о правильном питании и пищевых привычках, которые помогут вам оставаться в форме

Правильное питание для здоровья и молодости

TechInsider
Красноту северного полюса Харона объяснили радиолизом фотолизированного метанового инея Красноту северного полюса Харона объяснили радиолизом фотолизированного метанового инея

Ученые описали механизм окраски шапки спутника Плутона Харона в красный цвет

N+1
Щедрость юга Щедрость юга

В Крыму и в Краснодарском крае в июне уже можно купаться и есть клубнику

Лиза
Древние люди проломили черепа гигантским броненосцам Древние люди проломили черепа гигантским броненосцам

Древние люди нападали на гигантских броненосцев

N+1
Водное отбеливание: это щадящее летнее окрашивание покорило всех модниц ТикТока — попробуй его! Водное отбеливание: это щадящее летнее окрашивание покорило всех модниц ТикТока — попробуй его!

Модницы сошли с ума по необычной технике окрашивания!

The Voicemag
Безупречный газон и морозостойкие розы: создаем на своем участке сад в английском стиле Безупречный газон и морозостойкие розы: создаем на своем участке сад в английском стиле

Как придать саду британский колорит?

Вокруг света
Чтение на 15 минут: «Адольфо Камински, фальсификатор» Чтение на 15 минут: «Адольфо Камински, фальсификатор»

Как Камински выдавал фальшивые документы евреям во время Второй мировой войны

Arzamas
Термометр сломался? Джоли, Трамп и другие звезды, которые не умеют одеваться по погоде Термометр сломался? Джоли, Трамп и другие звезды, которые не умеют одеваться по погоде

Героини нашей подборки кажется, принципиально игнорируют прогноз погоды

The Voicemag
«Она позвала меня к себе»: Анна Седокова призналась, что ей подарила Дженнифер Лопес «Она позвала меня к себе»: Анна Седокова призналась, что ей подарила Дженнифер Лопес

Анна Седокова рассказала о личном знакомстве с голливудской иконой

The Voicemag
Boulevard Depo Boulevard Depo

Рэпер-абсурдист Boulevard Depo — о семье, стихах и книгах

Собака.ru
Как сформировать новые полезные привычки? Как сформировать новые полезные привычки?

Как формируются привычки и почему с возрастом нам все сложнее переучиваться?

СНОБ
Люди находят друзей по запаху: необычное исследование израильских ученых Люди находят друзей по запаху: необычное исследование израильских ученых

Новые знакомые, пахнущие так же, как мы, вызывают у нас неосознанную симпатию

Psychologies
Как выбрать форму ногтей: советы мастера по маникюру Как выбрать форму ногтей: советы мастера по маникюру

Разбираемся в разновидностях форм ногтей и сочетаниях с цветом и длиной

РБК
Открыть в приложении