Эволюция чумы. Генетики помогают историкам
Международная группа исследователей изучила человеческие останки из 21 археологического памятника, чтобы получить информацию о влиянии и эволюции вызывающей чуму бактерии (Yersinia pestis) во времена первой известной нам по письменным источникам пандемии чумы (541—750 гг. н. э.).
Полученные результаты стали основой публикации в PNAS.
Исследователям удалось реконструировать восемь геномов Yersinia pestis из Великобритании, Германии, Франции и Испании. Оказалось, что уровень разнообразия штаммов Y. pestis был неожиданно высоким.
Кроме того, получены первые прямые генетические свидетельства о Юстиниановой чуме на Британских островах.
Юстинианова чума началась в 541 году в Восточной Римской Империи, в период правления императора Юстиниана I. Периодические вспышки опустошали Европу и Средиземноморский бассейн в течение последующих двухсот лет. О пандемии и её масштабах мы знаем из современных ей источников (в том числе из документов, написанных переболевшими чумой людьми). Болезнь уничтожила до четверти всего населения римского мира.
Недавние генетические исследования показали, что причиной заболевания была бактерия Yersinia pestis. Оставались скрытыми подробности — как инфекция распространилась, и как штаммы, появившиеся в ходе пандемии, были связаны друг с другом.
В ходе текущего исследования международная группа исследователей во главе со специалистами, представляющими Институт мировой истории Общества Макса Планка (нем. Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte), проанализировала человеческие останки из 21 места захоронения в Австрии, Великобритании, Германии, Франции и Испании.
Удалось реконструировать восемь ранее неизвестных геномов Y. pestis и сравнить эти штаммы с ранее изученными как древними, так и современными геномами. Кроме этого получены самые ранние генетические доказательства чумы в Великобритании. Археологическая датировка и положение данного штамма Y. pestis на эволюционном древе позволили сделать вывод, что геном связан с неоднозначно описанной чумой на Британских островах в 544 году нашей эры.
Исследователи обнаружили, что в Европе между VI и VIII веками нашей эры циркулировало несколько штаммов Y. pestis. Восемь ранее неизвестных вариантов генома обнаружены в Великобритании, Франции, Германии и Испании. Два века продолжалась пандемия и всё это время в одних и тех же регионах сосуществовали многочисленные близкородственные штаммы Y. pestis.
Учёным не удалось уточнить время начала Юстиниановой чумы. Но открылось то, о чём ранее можно было лишь предполагать.
Жёлтым отмечены места обнаружения ранее неизвестных штаммов.
Бирюзовым — место, откуда происходит ранее исследованный геном.
Чёрные точки и заштрихованные области — историческая реконструкция территории, затронутой пандемией.
Чумная бактерия как возбудитель болезни «вероятно, возникла в Центральной Азии за несколько сотен лет до первой пандемии, но мы интерпретируем текущие данные как недостаточные для разрешения вопроса происхождения Юстиниановой чумы как человеческой эпидемии во времена, предшествующие первым сообщениям о ней (Египет, 541 год нашей эры). Однако тот факт, что все геномы принадлежат к одной линии, свидетельствует о сохранении чумы в Европе или средиземноморском бассейне в течение этого периода времени, а не о многократных реинтродукциях», — отмечает один из авторов работы, Марсель Келлер (Marcel Keller).
Геномы чумы в конце первой пандемии заметно отличались генетически. В частности, существовало два различных фактора вирулентности. Геномы чумы на поздних стадиях второй пандемии, примерно 800—1000 лет спустя, показывают аналогичное разделение.
«Это возможный пример конвергентной эволюции, означающий, что эти штаммы могли эволюционировать независимо. Такие изменения могут отражать адаптацию к определённой экологической нише в Западной Евразии, где чума циркулировала во время обеих пандемий», — объясняет ещё один автор, Мария Спироу (Maria Spyrou).