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

Джеймс Бонд и СССР Джеймс Бонд и СССР

«Агент 007» никогда не обращал оружия против СССР

Дилетант
Навыки будущего Навыки будущего

В России прошел первый профориентационный урок по устойчивому развитию

Наука
Нейтронная томография и масс-спектрометрия «творят» историю Нейтронная томография и масс-спектрометрия «творят» историю

Ученые исследовали подвеску, найденную на раскопках в Великом Новгороде

Наука и жизнь
Валерия: Валерия:

Валерия откровенно рассказывает о своей жизни

Коллекция. Караван историй
Механизмы зрения: наука и жизнь Механизмы зрения: наука и жизнь

С чего начинается зрение?

Наука и жизнь
10 персонажей из новых фильмов, которых режиссеры «зря потратили» на экране 10 персонажей из новых фильмов, которых режиссеры «зря потратили» на экране

Колоритные и важные герои, которые вдруг покрылись пылью на задворках сценария

Maxim
Против Смуты Против Смуты

Жители Нижнего Новгорода во главе с Кузьмой Мининым против поляков

Дилетант
Колибри оказались самыми пестрыми птицами Колибри оказались самыми пестрыми птицами

Девять из десяти птиц с самой разнообразной окраской относятся к колибри

N+1
Забойная фантастика Забойная фантастика

Как на развитие жанра космической научной фантастики повлияла сырьевая экономика

Вокруг света
Взломать культурный код: как россиянам лучше адаптироваться в международной среде Взломать культурный код: как россиянам лучше адаптироваться в международной среде

Татьяна Сельская рассказывает, как ускорить адаптацию в международной среде

Forbes
Финтех для Африки: как Chipper Cash упрощает переводы в развивающихся странах Финтех для Африки: как Chipper Cash упрощает переводы в развивающихся странах

Двое молодых людей Уганды и Ганы придумали, как можно заработать целое состояние

Forbes
Физики напрямую измерили магнитный момент иона гелия-3 Физики напрямую измерили магнитный момент иона гелия-3

Новые данные могут превратить гелий-3 в абсолютный магнитометрический стандарт

N+1
Исследование: половое воспитание помогает детям избежать насилия и получить помощь Исследование: половое воспитание помогает детям избежать насилия и получить помощь

Знания о сексуальном здоровье помогают избегать опасных ситуаций

Forbes
Самые ревнивые звездные девушки Голливуда: Джоли, Кардашьян, Кунис и другие Самые ревнивые звездные девушки Голливуда: Джоли, Кардашьян, Кунис и другие

Иногда ревность становится настоящей проблемой для звездных влюбленных пар

VOICE
Почему мы никогда не забываем тех, кто обижал нас в детстве: 10 причин Почему мы никогда не забываем тех, кто обижал нас в детстве: 10 причин

Почему мы вспоминаем наших обидчиков снова и снова?

Psychologies
Как узнать, сколько оперативной памяти на компьютере? Как узнать, сколько оперативной памяти на компьютере?

Как узнать, сколько оперативной памяти уже есть в компьютере или ноутбуке?

CHIP
Утро — доброе: 11 правил для хорошего начала дня Утро — доброе: 11 правил для хорошего начала дня

Лишь немногие способны спокойно собраться с утра и при этом все успеть

Psychologies
Эффективность дисперсантов для устранения разливов нефти снизилась за четыре дня Эффективность дисперсантов для устранения разливов нефти снизилась за четыре дня

Главной причиной увеличения вязкости нефти оказалось фотоокисление пленки

N+1
Тахограф: что это, как пользоваться, какие штрафы Тахограф: что это, как пользоваться, какие штрафы

Строгий надсмотрщик или помощник водителя? Мнения о тахографе полярны

РБК
Мимо туристических маршрутов. 7 неочевидных мест для отдыха в Турции Мимо туристических маршрутов. 7 неочевидных мест для отдыха в Турции

«Сноб» составил подборку небанальных мест для отдыха в Турции

СНОБ
Ещё раз о пользе интуитивного питания Ещё раз о пользе интуитивного питания

Наш организм сам способен разобраться, что ему нужно в данный момент?

Здоровье
Баловали, но держали в строгости: как воспитывали будущую королеву Елизавету II Баловали, но держали в строгости: как воспитывали будущую королеву Елизавету II

Детство королевы Елизаветы II было не таким, как у ее сверстников

Вокруг света
Самые надежные двигатели современных автомобилей Самые надежные двигатели современных автомобилей

Существует ли надежный автомобиль, который точно не подведет?

Maxim
Гонки на колеснице и типичный кельт: археологи изучили найденные под Анапой редкие перстни Гонки на колеснице и типичный кельт: археологи изучили найденные под Анапой редкие перстни

В Краснодарском крае нашли артефакты, которые редко встречаются в этих местах

Вокруг света
Американские генетики обнаружили признаки второй вспышки обезьяньей оспы Американские генетики обнаружили признаки второй вспышки обезьяньей оспы

Несколько отсеквенированных вирусных геномов образовали независимый кластер

N+1
Ничего лишнего Ничего лишнего

Как стать бьюти-минималистом и не вестись на маркетинговые уловки

Новый очаг
«Она является формой сопротивления катастрофам»: что происходит с модой в кризисах «Она является формой сопротивления катастрофам»: что происходит с модой в кризисах

Чем мода отвечает на тренды и как помогает сопротивляться катастрофам?

Forbes
Железная река Сибири: как Транссибирская магистраль изменила Россию Железная река Сибири: как Транссибирская магистраль изменила Россию

Постройка Транссибирской магистрали была подвигом

Вокруг света
Жизнь с роботом, развод с психопатом: отрывок из романа «Созданы для любви» Жизнь с роботом, развод с психопатом: отрывок из романа «Созданы для любви»

Глава из романа «Созданы для любви» — абсурдного и тонкого рассуждения о семье

Forbes
Цифровое обогащение Цифровое обогащение

Горное дело – ровесник цивилизации. На помощь традициям приходят компьютеры и ИИ

ТехИнсайдер
Открыть в приложении