Одежда, а не сельское хозяйство, привели к развитию болезней 5000 лет назад

Ныне малоизвестный родственник болезни Лайма, называемый рецидивирующей лихорадкой, был бичом ранней цивилизации. Вызываемая бактерией Borrelia recurrentis, она приводит к парализующим головным болям и повторяющимся приступам высокой температуры; если ее не лечить, она повреждает органы и даже приводит к смерти. Как и другие болезни, терзавшие древний мир, включая проказу и чуму, она воспользовалась возможностью перейти от животных к людям, когда около 11 000 лет назад возникли сельское хозяйство и одомашнивание — или так думали исследователи.

В статье, опубликованной в журнале Science, прослеживается извилистая эволюционная история бактерии, чтобы доказать, что рецидивирующая лихорадка начала процветать гораздо позже, около появления металлических инструментов в бронзовом веке. Данные, полученные из древних бактериальных геномов, предполагают, что патоген перешел от универсального, передаваемого среди млекопитающих клещами, к специализированному, передаваемому человеческими вшами, около 5000 лет назад, возможно, когда люди в Европе начали носить шерстяную одежду. «Это классная статья, должен сказать», — говорит Бен Краузе-Киора, генетик из Кильского университета, который не принимал участия в новом исследовании. «Она действительно глубоко показывает эволюцию самого патогена».

Вместе с недавним препринтом это также предполагает, что другие заболевания, которые, как считается, связаны с происхождением сельского хозяйства, на самом деле всплеск произошел тысячи лет спустя, когда поселения становились более густонаселенными, и люди все больше использовали «вторичные» продукты животного происхождения, такие как молоко и шерсть. Несмотря на то, что люди занимались скотоводством на протяжении тысяч лет, «бронзовый век приближает людей к более тесному контакту с домашними животными», а также с их кожными паразитами, говорит Пуджа Свали, археогенетик из Лондонского университетского колледжа, которая является соавтором новой статьи.

Чтобы понять происхождение болезни, Свали и его коллеги искали гены Borrelia в базе данных древней ДНК из скелетов сотен людей, умерших в Великобритании за последние 5000 лет. У жертв лихорадки, вероятно, были бактерии, циркулирующие в крови, когда они умирали, оставляя следы бактериальной ДНК в корнях их зубов. «Поскольку у Borrelia нет близких родственников в почве, это низко висящая фрукт», — говорит Свали. «Если кто-то был инфицирован, это легко обнаружить по потенциальному заражению».

Несколько древних зубов оказались положительными на B. recurrentis, которая связана с бактерией, вызывающей болезнь Лайма. После взятия новых образцов исследователям удалось восстановить и реконструировать геномы четырех бактерий, возраст которых составлял от 2300 до 600 лет. «Невероятно, насколько глубоко они охватывают информацию», — говорит вирусолог Кембриджского университета Шарлотта Хоулдкрофт, которая не принимала участия в исследовании.

По мере того, как бактерии адаптируются к специализации на новых хозяевах, они часто теряют гены, которые им больше не нужны. Сравнивая образцы, взятые из древних зубов разных периодов, команда составила схему того, как геном B. recurrentis смещался и сокращался с течением времени. Работая в обратном направлении, они подсчитали, что еще 6000 лет назад бактерия отделилась от своего предка, переносимого клещами, который мог инфицировать различных млекопитающих, от людей до оленей.

Затем, около 5000 лет назад, он начал терять эти универсальные гены, поскольку он адаптировался к заражению людей исключительно через их платяных вшей. «Они адаптируются как к нам, так и к хозяину-вшей», — говорит генетик из Университетского колледжа Дублина Кевин Дейли, который не принимал участия в новом исследовании. «Это удивительно видеть в реальном времени».

Результаты подкрепляют данные, представленные генетиком Копенгагенского университета Мартином Сикорой в неопубликованном препринте в 2023 году. Обследовав более 1000 опубликованных европейских геномов, датируемых 37 000 лет назад, Сикора и его коллеги обнаружили резкое увеличение числа инфекций B. recurrentis около 5000 лет назад. Они также обнаружили, что проказа и бактерия чумы Yersinia pestis — обе передаются животными-хозяевами — увеличились в частоте примерно в одно и то же время. Это на тысячи лет позже, чем многие думали. «Появляется все больше и больше доказательств того, что этот период времени играет существенную роль в болезнях человека», — говорит Краузе-Киора.

Эти волны заболеваний ударили во времена технологических инноваций, которые привели к появлению металлических инструментов и шерстяной одежды. Свали указывает на этот прогресс как на потенциальный фактор повторяющихся инфекций лихорадки: Позволяя вшам прятаться, процветать и распространяться от человека к человеку, шерстяная одежда могла заставить патоген превратиться в специалиста по вшам.

Отделить потенциальные факторы, способствующие возникновению заболеваний, такие как проживание ближе к животным и интенсивное использование их продуктов, от сопутствующего роста плотности населения непросто. В конце концов, шерстяная одежда могла бы способствовать распространению зараженных вшей от человека к человеку, но этого бы не произошло, если бы множество людей не жили вместе в одном месте. «Это могла быть урбанизация или сельское хозяйство в более широком смысле, а не усиленное одомашнивание», — говорит Дейли. «Это вопрос, над которым сейчас борется вся отрасль».

Новые результаты не означают, что такие болезни, как рецидивирующая лихорадка и чума, были неизвестны до бронзового века. В статье, соавтором которой в прошлом году был Сикора, сообщалось о следах обоих патогенов в скелетах скандинавских фермеров каменного века 5300 лет назад. «Мы не можем знать наверняка, была ли вошь уже переносчиком», — говорит Сикора, — «но патоген определенно уже циркулировал среди скандинавских популяций до бронзового века».

Генетические изменения, которые позволили бактерии агрессивно распространяться 5000 лет назад, действительно предлагают предостерегающую перспективу относительно общепринятого мнения о том, как развиваются болезни. «Существует распространенное мнение, что патогены со временем становятся мягче», — говорит Хоулдкрофт. «Теперь у нас есть примеры из современных и древних данных, показывающие, что это не так».