Генетики реконструировали геном бактерии — возбудителя одной из самых страшных пандемий в истории человечества — Юстиниановой чумы (541). Оказалось, что она была вызвана совсем другим штаммом чумной бациллы, чем более поздняя пандемия чумы «черная смерть» (1346), убившая половину населения Европы. Причем если возбудитель «черной смерти» вновь проявил себя в третьей пандемии чумы в XIX веке, то возбудитель Юстиниановой чумы бесследно исчез из человеческой популяции. Впрочем, ученые не исключают, что в будущем он сможет появиться снова. Свои результаты и выводы они опубликовали в журнале The Lancet Infectious Diseases.
Юстинианова чума — это первая исторически известная пандемия чумы, названная по имени византийского императора Юстиниана I. В 540–541 годах она началась в Египте (по другой версии, в Эфиопии), по торговым средиземноморским каналам достигла Константинополя, отсюда распространилась по всей Византии, а затем по странам Северной Африки, Европы, Центральной и Южной Азии и Аравии. Ее жертвами стало более 100 млн человек.
До сих пор было очень мало известно о причинах возникновения Юстиниановой чумы и ее отношениях с «черной смертью», возникшей 800 лет спустя.
«Черная смерть» прошлась по Европе, в 1346–1351 годах от нее погибло около 50 млн человек, половина тогдашнего населения Европы.
Над бациллой Юстиниановой чумы работала международная команда, в которую вошли ученые из Университета Макмастера (Канада), Университета Северной Аризоны (США) и Сиднейского университета (Австралия). Генетики выделили очень маленькие фрагменты ДНК чумной палочки Yersinia pestis из зубов двух жертв чумы из захоронения в немецком городе Ашхайме в Баварии. Специалисты полагают, что эти люди умерли между 541 и 543 годами. На сегодняшний день это самый древний выделенный геном патогенной бактерии.
Полный геном древнейшей чумной бациллы ученым удалось реконструировать, используя эти маленькие фрагменты ДНК и методы биоинформатики. Этот геном они сравнили с изученным ранее геномом «черной смерти» и с генетической базой, в которой содержится более сотни известных в настоящее время штаммов бактерии.
Возбудитель Юстиниановой чумы настолько сильно отличался от возбудителя последующих эпидемий, что ученые сочли его тупиковой ветвью, которая не имела эволюционного продолжения и исчезла с горизонта.
В то же время возбудитель «черной смерти» оказался эволюционно более успешным. Третья пандемия, которая началась в Гонконге в конце XIX века, как показали специалисты, была вызвана штаммом чумной бациллы, который очень близок к возбудителю «черной смерти» и, очевидно, является его потомком.
А вот почему исчез штамм Юстиниановой чумы, для ученых остается загадкой.
«Это открытие одновременно восхищает и приводит в замешательство, — признает Хендрик Пойнар, директор Центра древней ДНК Университета Макмастер. — Оно ставит новые вопросы, которые необходимо исследовать, например почему страшная пандемия, убившая от 50 млн до 100 млн человек, больше не повторилась?»
«Исследование поднимает интригующий вопрос о том, почему такой успешный патоген, как штамм Юстиниановой чумы, обладающий высокой способностью к передаче и высокой летальностью, вдруг исчез, — говорит Эдвард Холмс, участник исследования из Сиднейского университета. —
Наше предположение, которое следует проверить, состоит в том, что люди в процессе эволюции стали менее восприимчивы к нему».
Другая версия предполагает, что изменения климата стали менее благоприятными для распространения юстинианской чумной бациллы по миру.
Кстати, сейчас генетики считают, что возбудитель Юстиниановой чумы появился не в Африке, как думали раньше, а в Азии. Но точное время его возникновения не удается отследить по молекулярным часам. «Молекулярные часы чумной бациллы идут очень неточно, — говорит Холмс. — Выяснить, почему это так, — задача на будущее».
Специалисты предполагают, что более ранние эпидемии чумы, такие как афинская чума (430 год до н.э.) и чума Антонина (165–180) могли быть вызваны совершенно отдельными штаммами чумной бациллы, которые независимо передались в человеческую популяцию. Кстати, по поводу чумы Антонина специалисты до сих пор не пришли к единому мнению, чума ли это была, — большинство считает ее вспышкой оспы или кори.
Природными резервуарами чумы являются грызуны — сурки, суслики, песчанки, крысы, мыши, а переносчики бактерии — живущие на грызунах блохи. Ученые полагают, что чумная палочка Yersinia pestis возникла 2 или 3 тыс. лет назад в результате мутации бактерии псевдотуберкулеза Yersinia pseudotuberculosus. Исторические источники свидетельствуют о первых эпидемиях чумы в 1200-х годах до н.э.
Из результатов геномного исследования следует вывод, что, раз возбудители разных пандемий чумы сильно различались между собой, значит, они могли независимо друг от друга перепрыгнуть из природных очагов в человеческую популяцию.
А раз это произошло когда-то, не исключено, что такое событие повторится и в будущем.
Ученые не исключают, что этот или другой столь же опасный штамм Yersinia pestis может появиться снова.
К счастью, сегодня человечество вооружено антибиотиками, которые позволяют эффективно лечить бактериальную инфекцию.
Специалисты считают, что тщательное изучение древних пандемий является ответом на вызов человечеству со стороны современных инфекций.