Бактерии в древней блохе могут быть предком чумы
Около 20 миллионов лет назад блоха, с мельчайшими бактериями на хоботке, попала в янтарную ловушку. Это может быть древнейшим свидетельством на Земле существования древнего штамма бубонной чумы.
Если окажется, что эти ископаемые бактерии родственны чумной палочке Yersinia pestis, это докажет, что болезнь, уничтожившая в XIV веке более половины населения Европы, существовала за миллионы лет до этого, путешествовала по миру и старше человечества.
Результаты исследования этого удивительного янтарного включения опубликованы в Journal of Medical Entomology Джорджем Пойнаром-младшим, энтомологом из Орегонского университета и ведущим экспертом по формам жизни, сохранившимся в янтаре.
Нельзя с полной уверенностью утверждать, что эти бактерии, обнаруженные в засохшей капле на хоботке и в сжатой прямой кишке блохи, связаны с Yersinia pestis. Однако их размер, форма и характеристики соответствуют современным формам этих бактерий. Это коккобациллы, наблюдаемые как в палочковидной, так и почти сферической форме, и они похожи на Yersinia pestis. Из патогенных бактерий, переносимых современными блохами, только Yersinia имеет такие формы.
«Помимо физических характеристик, сходных с чумными бактериями, их расположение в прямой кишке блохи известно и для современных чумных бактерий», — сказал Пойнар. «А наличие похожих бактерий в засохшей капле на хоботке соответствует способу передачи чумных бактерий современными блохами».
Эти выводы противоречат современным геномным исследованиям, указывающим, что цикл «блоха–чума–позвоночное» эволюционировал лишь в последние 20 000 лет, а не 20 миллионов. Однако сегодня существует несколько штаммов Yersinia pestis, и есть свидетельства, что прошлые вспышки вызывались другими штаммами, некоторые из которых сегодня вымерли.
В то время как человеческие штаммы Yersinia могли эволюционировать около 10 000–20 000 лет назад, древние штаммы Yersinia, развившиеся как паразиты грызунов, могли появиться задолго до существования человека. Эти древние штаммы, безусловно, уже вымерли.
Сложный способ передачи чумы также отражён в этой ископаемой блохе. Когда блоха питается кровью заражённого чумой животного, бактерии Yersinia pestis часто образуют вязкую массу в её преджелудке (провентрикулусе), расположенном между желудком и пищеводом. Это блокирует потребление крови, и при следующей попытке кормления бактерии часто выталкиваются обратно через хоботок в рану.
Эта закупорка отчасти делает блох эффективными переносчиками чумы, а засохшие капли на хоботке ископаемой блохи могут представлять собой образец этой липкой бактериальной массы.
«Если это древний штамм Yersinia, это было бы необыкновенно», — сказал Пойнар. «Это показало бы, что чума — на самом деле древняя болезнь, которая, без сомнения, заражала и, возможно, вызывала вымирание животных задолго до появления людей. Чума, возможно, играла в прошлом более значительную роль, чем мы предполагаем».
Образец янтаря с блохой происходит из месторождений в Доминиканской Республике. Миллионы лет назад этот район был тропическим влажным лесом.
Очень мало блох любого типа было найдено в янтаре, сказал Пойнар, и ни об одной не сообщалось с сопутствующими микроорганизмами, как в этом случае. Этот экземпляр имел и другие уникальные морфологические особенности, указывающие на давно вымерший вид.
Но именно сопутствующие бактерии очаровали исследователей.
«Поскольку засохшая капля с бактериями всё ещё прикреплена к кончику хоботка, блоха, возможно, попала в смолу вскоре после того, как питалась на заражённом животном», — сказал Пойнар. «Это мог быть один из грызунов, обитавших в янтарном лесу Доминиканы. Шерсть грызунов также находили в этом источнике янтаря».
Существа, похожие на блох, найденные в обычных каменных окаменелостях, датируются временем динозавров, сказал Пойнар. Роль насекомых в целом, и как переносчиков болезней, могла сыграть свою роль в гибели древних рептилий.
В 2008 году Пойнар и его жена Роберта написали книгу «Что донимало динозавров? Насекомые, болезни и смерть в меловом периоде». В ней рассматривался эволюционный рост численности насекомых примерно в то же время, когда вымерли динозавры. Выдвинутый в книге тезис добавляет болезни, переносимые насекомыми, как вероятный компонент, который наряду с другими биотическими и абиотическими факторами, такими как изменение климата, удары астероидов и извержения вулканов, привёл к вымиранию динозавров. Некоторые современные болезни, такие как лейшманиоз и малярия, явно восходят к тем временам.
В современную эпоху бубонная чума может заражать и убивать широкий круг животных, помимо людей. Она всё ещё эндемична во многих странах, включая США, где её обнаруживали у луговых собачек и некоторых других животных. Хотя сегодня её лечат антибиотиками, в США в этом году от чумы уже умерли четыре человека.
В Средние века три формы болезни — бубонная, септическая и лёгочная чума — снискали грозную репутацию. Периодические волны так называемой «Чёрной смерти» (из-за ужасного состояния жертв) прокатывались по Европе и Азии, в общей сложности унеся, по оценкам, от 75 до 200 миллионов жизней.
Учёные полагают, что религиозные, социальные и экономические изменения, вызванные чумой, изменили ход мировой истории.