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

Студент Эйнштейн Студент Эйнштейн

Путь Эйнштейна в науку был совсем не таким прямым и естественным

Наука и жизнь
Физики смоделировали лавину из фруктов на прилавке Физики смоделировали лавину из фруктов на прилавке

Физики исследовали образование лавин в монослое сфер в наклоненном лотке

N+1
Сомерсет Моэм Сомерсет Моэм

Английский писатель и агент разведки Сомерсет Моэм

Дилетант
Тест-драйв БАЗ-6402: вся мощь тягача ЗРК С-400 «Триумф» Тест-драйв БАЗ-6402: вся мощь тягача ЗРК С-400 «Триумф»

Зенитно-ракетный комплекс С-400 «Триумф»: вся мощь

ТехИнсайдер
Механизмы зрения: наука и жизнь Механизмы зрения: наука и жизнь

С чего начинается зрение?

Наука и жизнь
Накопители HDD и SSD: в чем разница? Накопители HDD и SSD: в чем разница?

Что лучше купить - жесткий диск или твердотельный накопитель?

CHIP
Есть только МиГ Есть только МиГ

Все три года войны центральное место занимало противостояние ВВС СССР и США

Дилетант
Как настроить диету для улучшения сна: 6 советов Как настроить диету для улучшения сна: 6 советов

Ряд продуктов способен оказывать благотворное воздействие на сон

Вокруг света
Орловский дуплет Орловский дуплет

Особую сложность при атрибуции портретов представляют изображения военных

Дилетант
Страшное нaпадение акул 1916 года, по которому сняли «Челюсти»: вот почему мы боимся акул Страшное нaпадение акул 1916 года, по которому сняли «Челюсти»: вот почему мы боимся акул

Страх перед акулами: откуда он появился?

ТехИнсайдер
Виктор Франкл: в чем смысл нашей жизни и зачем в ней страдания Виктор Франкл: в чем смысл нашей жизни и зачем в ней страдания

В чем же смысл жизни?

Вокруг света
«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
Чайный гриб от всех болезней: почему комбуча снова на пике моды Чайный гриб от всех болезней: почему комбуча снова на пике моды

Рассказываем об истории чайного гриба и культуре его потребления

Вокруг света
«Живая» еда из банки: от чайного гриба до морского риса «Живая» еда из банки: от чайного гриба до морского риса

Cубстанции, которые обеспечивают человека продуктами и требуют регулярного ухода

Вокруг света
Тайное значение твоего имени: как его узнать и как оно влияет на судьбу Тайное значение твоего имени: как его узнать и как оно влияет на судьбу

Как узнать тайное значение твоего имени и что делать с этой информацией

VOICE
Каждому ребенку по отдельной жилплощади: строим шалаш своими руками Каждому ребенку по отдельной жилплощади: строим шалаш своими руками

Сегодня мы соорудим шалаш за час, чтобы детвора заселилась в этот же день

ТехИнсайдер
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
Унесенные ветром эпох: что мы на самом деле знаем о готах Унесенные ветром эпох: что мы на самом деле знаем о готах

От слова «готы» веет духом загадочности

Вокруг света
Графен на пульсе: ученые изобрели татуировку, которая измеряет давление Графен на пульсе: ученые изобрели татуировку, которая измеряет давление

Разработана электронная татуировка для измерения артериального давления

Вокруг света
Как развивать критическое мышление ребенка? Как развивать критическое мышление ребенка?

Как научить навыку критического мышления детей?

Psychologies
Безобидные монстры: 3 портрета насекомых, которых мы боимся напрасно Безобидные монстры: 3 портрета насекомых, которых мы боимся напрасно

Взгляните этим насекомым, а заодно и вашим страхам, прямо в глаза!

Вокруг света
Дом богини Пеле: назван возраст самого опасного вулкана в мире Килауэа Дом богини Пеле: назван возраст самого опасного вулкана в мире Килауэа

Огнедышащая гора оказалась самым молодым из гавайских «братьев-вулканов»

Вокруг света
История одной вещи: клеенчатая скатерть, которая накрывала каждый советский стол История одной вещи: клеенчатая скатерть, которая накрывала каждый советский стол

Откуда на столах появилась клеенчатая скатерть и почему она была так популярна

Правила жизни
Что нельзя говорить инспектору ГИБДД: откровения полицейских Что нельзя говорить инспектору ГИБДД: откровения полицейских

Инспекторы ГИБДД объяснили, как водителям быстрее пройти проверку

РБК
8 загадочных фактов про Тунгусский метеорит 8 загадочных фактов про Тунгусский метеорит

Тунгусский метеорит оставил после себя множество загадок

Maxim
В жертвенной яме Саньсиндуя обнаружили бронзовую статую получеловека-полузмеи В жертвенной яме Саньсиндуя обнаружили бронзовую статую получеловека-полузмеи

Археологи рассказали о новых находках бронзового века

N+1
Люди Веры Люди Веры

Каждый день наши герои помогают людям жить

Seasons of life
Белка и Стрелка отправились на орбиту не одни: 5 фактов об удивительном полете животных в космос Белка и Стрелка отправились на орбиту не одни: 5 фактов об удивительном полете животных в космос

Все секреты легендарного полета Белки и Стрелки

ТехИнсайдер
Ученые создали новый ценный материал — графин. Рассказываем, чем он уникален Ученые создали новый ценный материал — графин. Рассказываем, чем он уникален

Чем уникален графин и почему на его создание ушли десятилетия?

Вокруг света
Три корзины с недоношенными младенцами. Как начиналась неонатальная терапия Три корзины с недоношенными младенцами. Как начиналась неонатальная терапия

История инкубаторов для младенцев

ТехИнсайдер
Открыть в приложении