Наиболее известные и катастрофические пандемии чумы – это «Юстинианская чума» (541−767), возникшая в Восточной Римской империи, и охватившая 18 стран «Черная смерть» (1346−1351 гг), в результате которой человечество сократилось с 450 млн до 350 млн человек. Третья пандемия началась в 1894 году в Китае, откуда на кораблях чума проникла в Индию, Европу, Африку и Америку.
Ученые сделали попытку генетически объяснить исторические события — отследить пути, по которым развивались две последние пандемии. Работу провела международная группа из Ирландии, Германии, Франции, Великобритании, Китая, Мадагаскара и США под руководством Марка Ахтмана (Mark Achtman), профессора Университетского колледжа в Корке (University College Cork), Ирландия.
Чумная бактерия возникла из бактерии псевдотуберкулеза
генетика
изолят
Популяция или группа популяций, которые не имеют свободного обмена генами с другими популяциями своего вида из-за внешних преград.
Создать единую коллекцию всех генетических разновидностей чумной бациллы (Yersinia pestis) невозможно из-за того, что ее транспортировка через границы стран строго запрещена. Но можно провести децентрализованный анализ образцов ДНК разного происхождения, что и сделали исследователи. Они сравнили полностью секвенированный геном 17 изолятов Yersinia pestis разных географических регионов и проанализировали в них 1364 однонуклеотидных вариаций (SNP).
термин
SNP
Однонуклеотидный полиморфизм — точечные мутации, состоящие в замене одного нуклеотида другим.
В 286 изолятах генетики изучили 933 SNP, и в 370 других изолятах отследили накопление мутаций в определенном отрезке генома. Используя этот массив данных и применив метод молекулярных часов, исследователи построили филогенетическое древо, показывающее происхождение, взаимную связь и время расхождения различных географических изолятов бактерии.
метод
Молекулярные часы
Метод, которым вычисляют время возникновения вида или разновидности исходя из скорости накопления мутаций.
Предковая форма чумной бациллы Yersinia pestis возникла из разновидности бактерии псевдотуберкулеза Yersinia pseudotuberculosis, которая гораздо более генетически разнообразна. Теперь возбудители чумы разделились уже на четыре штамма – так называемых биовара (Orientalis, Medievalis , Antiqua и Pestoides), которые различаются по особенностям биохимии. К наиболее древней ветви (номер 0), возникшей не позже 2600 лет назад, принадлежат популяции на территории Китая, Монголии и бывшего Советского Союза (они относятся к биовару Pestoides). Древнее происхождение китайской чумной бактерии подтверждает и то, что в китайских популяциях бактерии наиболее генетически разнообразны.
Пути «черной смерти»
Именно из Китая, считают ученые, чума начала странствовать по миру. Как показывает филогенетическое дерево, древняя ветвь номер 0 около 800 лет назад разделилась на ветвь 1 и ветвь 2 (биовары Orientalis, Medievalis и Antiqua). 628 лет назад ветвь 1 разделилась на Orientalis и Antiqua, а 545 лет назад ветвь 2 разделилась на Antiqua и Medievalis. Эти события ученые связывают с пандемией «Черной смерти», случившейся примерно 660 лет назад. Время возникновения и географическое распространение штамма Medievalis 2−й ветви совпадает со временем и маршрутом Великого шелкового пути (из Китая на Ближний восток и Средиземноморье) и прочими торговыми путями из Китая в Западную Азию. Эту разновидность генетики обнаружили в западной Индии, в Казахстане и на Кавказе.
В восточной и центральной Африке обнаружен штамм Antiqua 1−й ветви, возникший 628 лет назад, что совпадает с экспедициями из Китая под командованием Хэ Чжэн (Zheng He) между 1409 и 1433 годами. Вероятно, корабельные крысы занесли чуму в Африку, где она потом самостоятельно распространилась по побережью. Альтернативный путь чумы в Африку – через торговые контакты между восточной Африкой и Китаем при посредничестве арабов.
Последнее шествие чумы по странам и континентам
Третью пандемию генетики связывают с самой молодой разновидностью бациллы — штаммом Orientalis 1−й ветви, возникшим 210 лет назад. Бацилла из Китая и Гонконга распространилась в Индию. С ней связывают эпидемии 1899 года в Бомбее и Калькутте. По-видимому, из Гонконга в 1899 году чумная бацилла была импортирована в США. По пути корабли стояли в доках на Гавайях, где эпидемия случилась в декабре 1899 года, а конечный пункт – Сан-Франциско чума поразила в марте 1900 года.
Все американские разновидности чумной бациллы возникли в результате этого завоза. Чума распространилась в Калифорнию, где нашла природное убежище в популяции земляных белок.
Еще один путь третьей пандемии связан с распространением этой же разновидности бациллы в Европу, в восточную Африку и Южную Америку.
Например, из Индии чума проникла в Аргентину с судами, везущими рис. В 1898 году. бацилла из Индии попала на Мадагаскар, а оттуда в Турцию.
Последние исследования указывают на роль теплого и влажного климата в распространении чумы и не исключают того, что с глобальным потеплением пандемия может повториться.
Генетическое обоснование путей чумы ученые опубликовали в последнем выпуске Nature.
