Чума бронзового века могла распространиться через стада, а не через блох

Фото из открытых источников

Новое исследование показало, что овца возрастом 4000 лет несла в себе ту же древнюю ДНК чумы, которая поражала людей по всей Евразии. Этот генетический след восходит к временам задолго до Черной смерти, средневековой пандемии, унесшей миллионы жизней по всей Европе. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell.

Это открытие позволяет переосмыслить доисторическую чуму как болезнь, которая, вероятно, распространялась через тесный контакт между стадами, дикими животными и людьми, а не только через блох.

В зубе, найденном в Аркаиме — укрепленном поселении бронзового века на юге Урала, — исследователи обнаружили ДНК чумы у одомашненной овцы.

Опираясь на эти данные, Тейлор Гермес из Университета Арканзаса помог показать, что животное унаследовало ту же генетическую линию, что и древние люди. Это открытие заполнило важный пробел, поскольку до этой находки Гермес и его коллеги располагали данными только о случаях заболевания у людей.

Наличие овец не раскрывает окончательный источник ДНК чумы, но делает домашний скот центральным элементом следующего объяснения. 

Значительно позже, в XIV веке, Черная смерть унесла жизни примерно трети населения Европы из-за чумы, распространяемой блохами. Бактерия Yersinia pestis, вызывающая чуму в бронзовом веке , не обладала геном, позволяющим ей выживать внутри блох. Без этого механизма обычная цепочка заражения «крыса-блоха-человек» нарушается, что делает распространение патогена по всей Евразии крайне загадочным.

Домашний скот теперь служит действенным связующим звеном между дикими животными-носителями и людьми, что позволяет исследователям точнее определить пути распространения более ранней эпидемии чумы.

Древние останки животных редко сохраняют четкие генетические данные, поскольку после смерти термическая обработка, погодные условия и почвенные микроорганизмы разрушают их.

В этой неразберихе древняя ДНК — генетический материал, сохранившийся в виде мельчайших поврежденных фрагментов, — часто попадает в смешанном виде с загрязнениями от почвы и современной обработки.

«Когда мы проводим анализ ДНК скота в древних образцах, мы получаем сложную генетическую смесь загрязнений», — сказал Гермес.

Это препятствие делает данную овцу примечательной, поскольку сохранилось достаточно генома патогена, чтобы отнести её к древней линии возбудителей чумы.

В бронзовом веке пастухи в окрестностях Аркаима перегоняли овец, крупный рогатый скот и лошадей по открытым пастбищам, кишащим грызунами, птицами и падальщиками. Эти правила создавали постоянные возможности для домашних животных сталкиваться с зараженными тушами, грязной водой или больными дикими животными.

Полевые исследования в западном Китае показывают, что овцы могут заразиться чумой после контакта с инфицированными сурками, а впоследствии заразить людей.

«Дело было не только в перемещении людей», — сказал Гермес, объясняя, почему домашний скот стал неотъемлемой частью нового объяснения проблемы.

Вероятно, овцы не были долговременным домом для чумы, поскольку зараженные стада, по-видимому, не способствуют циркуляции бактерии. Вместо этого исследователи указывают на естественный резервуар — популяцию животных, которая незаметно переносит патоген в течение длительного времени.

Грызуны остаются наиболее вероятным кандидатом, хотя в статье также рассматривается возможность участия перелетных птиц, которые могли способствовать распространению инфекций на большие расстояния.

Это различие важно, потому что резервуар чумы поддерживает её жизнеспособность, в то время как животные, переносящие её через мосты, повышают вероятность контакта с человеком.

Генетические сравнения показали, что эти овцы принадлежат к той же линии бронзового века, которая заражала людей по всей Евразии на протяжении почти 2000 лет.

За это время бактерия постепенно теряла старые гены, однако её ДНК всё ещё отличалась от ДНК более поздней, адаптированной к блохам чумы.

Авторы связывают эту закономерность с очищающим отбором — эволюцией, которая удаляет вредные мутации до того, как они широко распространятся.

Такое давление лучше соответствует повторяющимся вспышкам, возникающим из одного источника, чем отдельным региональным вспышкам, тлеющим в человеческих сообществах.

Исследуя останки 23 животных из Аркаима, команда обнаружила ДНК чумы только у одной овцы, что является поразительно малым количеством находок.

Большинство костей животных попадают в мусор, а не в могилы, поэтому пожары, разделка туш и погодные условия повреждают самые слабые улики. Некоторые из восстановленных фрагментов имели длину около 50 пар оснований, в то время как человеческий геном содержит более 3 миллиардов пар оснований.

Одной овцы недостаточно, чтобы составить карту всей эпидемии, но она выявляет маршрут, который невозможно было бы обнаружить с помощью одних только человеческих скелетов.

Более важный урок выходит за рамки доисторических времен, поскольку заражение овец относится к зоонозам — заболеваниям, передающимся от животных к людям. По мере расширения животноводства и ускорения перемещений люди создавали больше возможностей для перехода микробов от одного вида к другому и нахождения новых хозяев.

«Мы должны понимать тонкость внутренних механизмов экосистем, которые мы можем нарушить, и стремиться к сохранению баланса», — сказал Гермес.

Это предупреждение по-прежнему актуально, когда сельское хозяйство, торговля и разрушение среды обитания приводят к тому, что люди все глубже вовлекаются в сети распространения болезней животных.

Недавно Гермес заручился новой поддержкой для работы на Южном Урале, где, возможно, новые кости укажут на места, где скрывалась эта чума.

Новые образцы, взятые у овец, крупного рогатого скота и людей, могли бы показать, был ли случай в Аркаиме редким или обычным. Более убедительные доказательства также могут помочь отличить истинный резервуар бактерии от временных носителей, которые лишь непродолжительное время являлись носителями бактерии.

До тех пор одна овечья кость остается самым ясным свидетельством чумы, которая распространялась без участия блох, как это было в случае средневековых эпидемий. Одно-единственное животное превратило неясную доисторическую загадку чумы в более четкую картину контактов между дикими животными, стадами и людьми. Дальнейшие находки могут полностью изменить карту, но эта уже показывает, что история болезней часто скрывается в обычных костях.