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

То навзничь, то ничком То навзничь, то ничком

Сколько загадок таится в удивительном слове…

Наука и жизнь
Татьяна Кочнова Татьяна Кочнова

Дизайнер Татьяна Кочнова совершила переворот в свадебной моде

Собака.ru
Мир после запятой Мир после запятой

Как метрология помогает наукам развиваться, а людям объединяться

Наука и жизнь
«Не будут больше надо мной смеяться у твоего подъезда пацаны»: краткая история Юры Шатунова и «Ласкового мая» «Не будут больше надо мной смеяться у твоего подъезда пацаны»: краткая история Юры Шатунова и «Ласкового мая»

Вспоминаем историю Юры Шатунова и делимся архивными фотографиями

Правила жизни
Механизмы зрения: наука и жизнь Механизмы зрения: наука и жизнь

С чего начинается зрение?

Наука и жизнь
8 причин, почему мужчинам тяжело живется 8 причин, почему мужчинам тяжело живется

Мужская доля порой бывает совершенно невыносимой

Maxim
Нина Хрущёва vs Джеки Кеннеди Нина Хрущёва vs Джеки Кеннеди

Встречались не только президенты, встречались и их жёны

Дилетант
Современное китайское вооружение: качественные копии и впечатляющие оригиналы Современное китайское вооружение: качественные копии и впечатляющие оригиналы

Как обстоят дела с китайской военной техникой?

ТехИнсайдер
Александр, сын Ярослава Александр, сын Ярослава

Почему мы почти ничего не знаем об Александре Невском

Дилетант
Как развить самодисциплину: японские правила жизни Как развить самодисциплину: японские правила жизни

Как самодисциплина помогает японцам справляться с жизненными трудностями?

Psychologies
Кто такие зомби Кто такие зомби

Эволюция от послушных рабов к агрессивной нежити

Вокруг света
Страшно интересно: 15 отличных хорроров для любителей пощекотать нервы Страшно интересно: 15 отличных хорроров для любителей пощекотать нервы

Леденящие душу картины – отличный способ получить заряд будоражащих эмоций

Правила жизни
Постулат о трех тирексах Постулат о трех тирексах

Зачем палеонтологи решили поделить тираннозавра на три разных вида

N+1
Дочкино кино Дочкино кино

Зинаида Пронченко о Джейн Биркин в фильме Шарлотты Генсбур

Weekend
Гуинплен из Ангарска: почему самого опасного маньяка России не могли поймать 18 лет Гуинплен из Ангарска: почему самого опасного маньяка России не могли поймать 18 лет

Одну жертву он убил так, что эксперты решили — сквозь череп девушки прошла пуля

VOICE
Нулевой пациент: от кого в СССР заразились ВИЧ сотни детей Нулевой пациент: от кого в СССР заразились ВИЧ сотни детей

Долгое время к ВИЧ в СССР относились легкомысленно

VOICE
Как построить коммунизм: почему Сталин хотел ввести 5-часовой рабочий день Как построить коммунизм: почему Сталин хотел ввести 5-часовой рабочий день

Почему Сталин хотел сократить трудовой день до пяти часов?

VOICE
Как нелепо сложилась судьба красавчика-фермера из культового клипа Aerosmith - такого никто не ожидал! Как нелепо сложилась судьба красавчика-фермера из культового клипа Aerosmith - такого никто не ожидал!

Дин Келли легкомысленно распорядился свалившейся на него быстрой известностью...

VOICE
Не растениями едиными: как люди используют животных в медицине Не растениями едиными: как люди используют животных в медицине

Словосочетание «лекарственные животные» порой вызывает недоумение

Вокруг света
Вне политики, выше споров, без комментариев: Елизавета II отмечает 70 лет на престоле Вне политики, выше споров, без комментариев: Елизавета II отмечает 70 лет на престоле

Как британская королева сохранила статус живой легенды?

Forbes
Светлана Устинова — Forbes: «Важно чувствовать в себе силу, право на слова и свободу» Светлана Устинова — Forbes: «Важно чувствовать в себе силу, право на слова и свободу»

Российский сериал «Домашнее поле» — о женщине-тренере мужской футбольной команды

Forbes
30 лучших фэнтези-фильмов всех времен 30 лучших фэнтези-фильмов всех времен

Поставьте реальность на паузу и позвольте себе раствориться в фантастике

Правила жизни
Цены на мясо и молоко подняли на 30%: хроника восстания рабочих в Новочеркасске Цены на мясо и молоко подняли на 30%: хроника восстания рабочих в Новочеркасске

Повышение цен в 1960-е годы в Новочеркасске закончилось массовой трагедией

Вокруг света
Чем опасен борщевик: пятиминутный путеводитель по «врагу полей» Чем опасен борщевик: пятиминутный путеводитель по «врагу полей»

Развенчиваем мифы об агрессивном сорняке

Правила жизни
Уходим на каникулы: 5 признаков, что вам пора в отпуск Уходим на каникулы: 5 признаков, что вам пора в отпуск

Как понять, что действительно пора в отпуск?

Psychologies
Создать приложение для Android: что нужно знать о разработке Создать приложение для Android: что нужно знать о разработке

Какие плюсы и минусы в разработке приложений для Android?

ТехИнсайдер
Почему я умная, а живу как дура: вся правда о женских тренингах Почему я умная, а живу как дура: вся правда о женских тренингах

В чем прелесть и опасность массового увлечения женскими тренингами?

Psychologies
Не надо терпеть: что делать, если женщин постоянно перебивают Не надо терпеть: что делать, если женщин постоянно перебивают

Как действовать, если коллега вас постоянно перебивает

Forbes
Весы не могут без  любви, Рыбы придирчивы: секреты совместимости по гороскопу Весы не могут без  любви, Рыбы придирчивы: секреты совместимости по гороскопу

В чем секрет идеальных пар и как разобраться в совместимости мужчины и женщины?

VOICE
Астрономы усомнились в природе кандидата в «блуждающую» черную дыру звездной массы Астрономы усомнились в природе кандидата в «блуждающую» черную дыру звездной массы

Первый случай обнаружения объекта с помощью астрометрического микролинзирования

N+1
Открыть в приложении