Чума у людей вдвое старше и изначально не передавалась через блох, показала древняя ДНК

Новое исследование древней ДНК показало, что чума была эндемична для человеческих популяций более чем в два раза дольше, чем считалось ранее. Предковая форма чумы распространялась преимущественно при контакте между людьми, пока генетические мутации не позволили бактерии Yersinia pestis (Y. pestis) выживать в кишечнике блох.

Эти мутации, вероятно произошедшие на рубеже I тысячелетия до н.э., привели к возникновению бубонной формы чумы, которая с ужасающей скоростью распространяется через блох и, как следствие, крыс. Именно бубонная чума вызвала пандемии, опустошавшие население Земли, включая «Чёрную смерть», которая в XIV веке уничтожила половину населения Европы.

Однако до этой эволюции, связанной с блохами, чума, как выяснили исследователи, уже была эндемична среди популяций Евразии как минимум за 3000 лет до первой зафиксированной в истории пандемии (Юстинианова чума в 541 году н.э.).

Новые данные о том, что бактериальная инфекция Y. pestis у людей возникла около начала бронзового века, позволяют предположить, что чума могла быть причиной крупных сокращений населения, которые, как полагают, произошли в конце IV — начале III тысячелетия до н.э.

Международная команда, включавшая исследователей из университетов Копенгагена (Дания) и Кембриджа (Великобритания), опубликовала результаты в журнале Cell.

Учёные проанализировали древние геномы, извлечённые из зубов 101 взрослого человека бронзового века, найденных по всей Евразии от Сибири до Польши.

Они обнаружили Y. pestis в ДНК семи человек. Самый древний из них умер 5783 года назад — это самое раннее свидетельство существования чумы. Ранее прямые молекулярные доказательства наличия Y. pestis не удавалось получить из скелетного материала старше 1500 лет.

Ключевые генетические отличия

Шесть из семи древних образцов чумы не имели двух ключевых генетических компонентов, присутствующих в большинстве современных штаммов:

• Ген вирулентности ymt, который защищает бактерии от токсинов в кишечнике блох, позволяя им размножаться и закупоривать пищеварительный тракт. Это заставляет голодающую блоху лихорадочно кусать всё подряд, распространяя чуму.
• Мутация в «гене-активаторе» pla, которая позволяет Y. pestis распространяться по разным тканям, превращая локализованную лёгочную инфекцию (пневмоническую чуму) в болезнь крови и лимфатических узлов.

Исследователи пришли к выводу, что эти ранние штаммы чумы не могли переноситься блохами без гена ymt и не могли вызывать бубонную чуму (поражающую лимфатическую систему) без мутации в гене pla.

Следовательно, чума, преследовавшая популяции в течение большей части бронзового века, должна была быть пневмонической. Она напрямую поражает дыхательную систему, вызывая отчаянный, надсадный кашель перед смертью, и передаётся от человека к человеку воздушно-капельным путём.

Эволюция и распространение

Самый поздний из семи древних образцов, в котором обнаружили Y. pestis, уже имел обе ключевые мутации. Это указывает на примерные временные рамки эволюции, породившей бубонную чуму, передающуюся через блох.

Мутировавший штамм впервые наблюдается в Армении в 951 году до н.э., но отсутствует в следующем по древности образце из Горного Алтая (около Монголии), датированном 1686 годом до н.э. Это позволяет предположить, что бубонные штаммы эволюционировали и закрепились в конце II — самом начале I тысячелетия до н.э.

Авторы отмечают, что активная миграция в бронзовом веке могла способствовать распространению пневмонической чумы, которая могла опустошать небольшие сообщества за 2–3 дня.

Демография и патоген

Высокая летальность бубонной чумы, возможно, требовала для своего поддержания определённой демографической плотности населения.

«Пневмоническая чума, возможно, была более адаптирована к условиям раннего бронзового века. Затем, по мере усложнения евразийских обществ и развития торговых путей, условия, вероятно, стали благоприятствовать более летальной форме чумы», — считает соавтор работы профессор Роберт Фоли.

Как отметил старший автор профессор Эске Виллерслев, древняя ДНК имеет потенциал не только для картирования нашей истории, но и для понимания того, как болезни могли её формировать.