В Сибири обнаружена самая древняя в истории вспышка чумы

Фото из открытых источников

Международная группа исследователей смогла реконструировать геном древних штаммов Yersinia pestis из человеческих останков, найденных на четырех кладбищах охотников-собирателей в районе озера Байкал в Восточной Сибири. Результаты, опубликованные в журнале Nature, показывают, что эта бактерия была смертельно опасна для человека задолго до того, как средневековые города и перенаселенность создали благоприятную среду для распространения великих эпидемий, опустошавших Европу во время и после Средневековья.

Распространенное представление о чуме, неизменно ассоциирующееся с крысами, перенаселенными городами и вспышками, которые опустошали европейское население последовательными волнами, начиная с XIV века, теперь вытесняется археогенетическими данными, которые указывают на то, что первые эпизоды массовой смертности от этой инфекции произошли в небольших человеческих общинах с хищнической экономикой и сезонной мобильностью, без сельского хозяйства или постоянных поселений, которые могли бы способствовать распространению возбудителя.

Анализ древней ДНК, извлеченной из фрагментов зубов, сохранившихся в захоронениях в Байкальской котловине, позволил ученым секвенировать полные геномы бактерий с использованием передовых методов генетического секвенирования, выявив существование ранних штаммов Yersinia pestis, обладающих сочетанием ранее неизвестных факторов вирулентности и ставящих под сомнение более ранние гипотезы об эволюции заболевания.

Вопрос о том, были ли самые ранние формы чумы вирулентными или нет, долгое время оставался предметом споров среди специалистов, но наши результаты показывают, что эти древние штаммы уже тогда были крайне смертоносными, — сказал соавтор исследования Эске Виллерслев, профессор Копенгагенского и Кембриджского университетов.

Эта работа, объединяющая генетические, археологические данные и данные радиоуглеродного датирования, позволила исследователям реконструировать хронологию вспышек заболеваний, поразивших эти доисторические группы, установив связи между зараженными людьми и хронологией захоронений с уровнем детализации, который авторы описывают как исключительный.

Соавтор исследования Руайрид Маклеод из Оксфордского университета объяснил, что, используя ДНК чумы, генетические связи между жертвами, археологический анализ и радиоуглеродное датирование, мы создали действительно четкую и полную картину того, что происходило во время этих вспышек.

Обнаружение генетического материала Yersinia pestis у 18 из 46 проанализированных человек, что составляет почти сорок процентов выборки, указывает на более высокий уровень положительных результатов, чем тот, который был зафиксирован в некоторых средневековых массовых захоронениях, что подчеркивает интенсивность инфекции в этих группах охотников-собирателей.

Предыдущие исследования ранних штаммов бактерии отмечали отсутствие определенных генетических признаков, позволявших бубонной чуме эффективно передаваться через блох и грызунов, что заставляло многих исследователей считать маловероятным, что самые древние формы патогена могли спровоцировать крупномасштабные вспышки. Однако новые данные противоречат этой интерпретации.

Наблюдаемые профили смертности на двух крупнейших кладбищах, которые ставили в тупик археологов, работавших над раскопками с 1990-х годов, показывают исключительно высокую долю детей и подростков среди умерших, и эта закономерность теперь находит убедительное объяснение в действии высоколетального патогена.

Анджей Вебер, археолог из Университета Альберты и главный исследователь Байкальского археологического проекта, отметил, что необычно большое количество детей и короткий временной интервал представляют собой настоящую загадку, которую мы пытались разгадать с 1990-х годов, и добавил, что обнаружение того, что причиной была чума, является экстраординарным, но вполне логичным.

Радиоуглеродное датирование показало, что многие захоронения произошли в течение очень короткого периода времени, и в нескольких случаях анализы указывают на то, что братья и сестры или родители и дети, по-видимому, умерли и были похоронены вместе, что предполагает быструю передачу инфекции внутри семейных групп и концентрацию смертности во времени, которая непропорционально затронула самых молодых людей.

Древние штаммы чумы, проанализированные в этом исследовании, также содержали уникальный суперантиген — генетический фактор, продуцирующий токсин, отсутствующий в исторических штаммах заболевания, который может вызывать крайне выраженные иммунные реакции, связанные с тяжелыми воспалительными осложнениями, что, вероятно, увеличивает тяжесть инфекции.

Соавтор исследования Мартин Сикора из Копенгагенского университета заявил, что это открытие меняет наше понимание самых ранних вспышек чумы, и уточнил, что даже до того, как бактерия приобрела эффективный способ передачи через блох, эти ранние штаммы, по-видимому, обладали мощным сочетанием факторов вирулентности, которые могли сделать инфекцию крайне смертельной.

Полученные данные свидетельствуют о том, что самые ранние известные вспышки чумы могли быть столь же смертоносными, как и более поздние исторические формы этого заболевания, особенно для детского населения, несмотря на отсутствие передачи через блох, характерной для средневековых эпидемий.

Исследователи также обнаружили археологические подтверждения гипотезы о том, что чума могла зародиться в Центральной или Северо-Восточной Азии, а затем распространиться по Евразии через диких грызунов-носителей. В этом смысле данные, полученные из сибирских кладбищ, указывают на то, что эти охотники-собиратели поддерживали тесные контакты с сурками — крупными роющими грызунами, которые и сегодня являются переносчиками бактерии.

Авторы исследования полагают, что вспышки заболеваний могли передаваться непосредственно от зараженных сурков к людям, без необходимости в промежуточных переносчиках, таких как блохи, — механизм заражения, который объяснил бы как высокую наблюдаемую летальность, так и временную концентрацию смертей в этих доисторических группах.

Результаты этой работы выходят за рамки сугубо палеопатологии, поскольку они открывают беспрецедентные возможности для изучения взаимодействия патогенов и человеческих популяций на ранних этапах нашей истории и позволяют предположить, что способность Yersinia pestis вызывать массовую смертность не была поздним эволюционным приобретением, связанным с городской жизнью, а свойством, присутствовавшим в исходных штаммах, циркулировавших среди сибирских групп охотников-собирателей более пяти тысячелетий назад.