Сибирская язва — одна из самых опасных болезней, а ее споры — страшное бактериологическое оружие. Но как это очень быстро протекающее заболевание смогло так широко распространиться по всем континентам? Обозреватель BBC Earth выяснил, что ответ на этот вопрос надо искать в доисторических временах.
Этот микроорганизм имеет поразительно долгую историю. Вспышки заболевания, похожего на сибирскую язву, были зафиксированы в древних китайских рукописях еще 5 тысяч лет назад.
Описание эпидемии, поразившей территорию современной Европы в I веке до нашей эры, есть у древнеримского поэта Вергилия — по его словам, болезнь «жилы сушила, потом несчастным корчила члены» и поражала «кости все до одной, постепенно язвимые хворью».
Некоторые историки полагают, что это заболевание существовало и в Древнем Египте эпохи фараонов и могло стать пятой из десяти казней египетских, описанной в Библии такими словами: «То вот, рука Господня будет на скоте твоем, который в поле, на конях, на ослах, на верблюдах, на волах и овцах: будет моровая язва весьма тяжкая».
Удивительно, что в древности сибирская язва была бичом для такого количества разных мест.
Дело в том, что смерть от этого заболевания наступает буквально в течение нескольких дней, так что зараженные им животные заболевают, не успев отойти на большое расстояние от его источника. Это значит, что эпидемии должны были бы носить локальный характер.
Каким-то непонятным образом заболевание, по самой своей сути не приспособленное к переносу на большие расстояния, несколько тысяч лет назад распространилось по всему миру — и, вполне возможно, способствовал этому, сам того не желая, человек.
Сибирская язва — смертельно опасное заболевание, возбудителем которого является бактерия Bacillus anthracis.
Микробы формируют споры, способные выживать в почве несколько лет (сколько именно — пока неясно). «Обычно приходится слышать про 10 лет, — рассказывает Талима Пирсон из Университета Северной Аризоны в городе Флагстаффе (США). — Но не думаю, что это утверждение доказано серьезными научными исследованиями».
Животное или человек могут заразиться в результате попадания спор в организм через дыхательные пути, пищеварительную систему или даже открытую рану.
Без неотложной медицинской помощи смерть может наступить очень быстро. Все бактерии B.anthracis очень схожи на генном уровне, что изначально было препятствием для изучения их эволюции.
Однако около 20 лет назад ситуация изменилась благодаря тому, что ученые-генетики разработали передовую технологию, позволившую выявить небольшие генетические различия между штаммами. «А потом уже и теракты посредством рассылки спор сибирской язвы по почте стимулировали проведение исследований по определению структуры всего генома этой бактерии», — рассказывает Пирсон.
В рамках исследования, проведенного в 2004 году, Пирсон со своими коллегами показал, что бактерии B. anthracis подразделяются на три основные группы, условно названные А, В и С.
У всех трех имеется общий предок, но когда и где именно появилась та первая бактерия, — неизвестно.
По мнению Мартина Хью-Джонса из Университета штата Луизиана в Батон-Руже (США), это заболевание могло зародиться в Африке. В некоторых местах на юге этого континента генетическое разнообразие B. anthracis в образцах почвы особенно велико, а это часто служит надежным показателем того, что вид впервые появился именно там.
Однако Пирсон считает, что для получения достоверной информации генетикам необходимо проанализировать гораздо больше образцов. «С точки зрения разнообразия я бы склонялся к Африке или Европе», — отмечает он.
Не подлежит сомнению тот факт, что бактерия B. anthracis прошла долгий путь с момента своего появления на свет.
В частности, штаммы группы А сейчас встречаются почти на всех континентах. На них приходится около 85% всех недавних случаев заражения сибирской язвой в разных странах мира.
Маловероятно, чтобы они самостоятельно преодолели такие расстояния.
Пирсон принимал участие в одном из исследований сибирской язвы, проводившемся в ЮАР. Так исторически сложилось, что в этом регионе обитает много крупных травоядных, которые особенно уязвимы для инфекции.
Эти животные мигрируют по всей южной Африке, так что теоретически переносчиками штаммов сибирской язвы могли стать они. Однако на самом деле травоядные тут ни при чем.
Когда древние люди мигрировали по территории Евразии, они могли, сами того не зная, разносить на одежде споры сибирской язвы.
«…Мы обнаружили, что штаммы, принадлежащие к определенным группам, сосредоточены в определенных местах», — отмечает Пирсон. По его словам, сначала это привело ученых в недоумение. Но если учесть, насколько быстро погибают животные и люди, инфицированные сибирской язвой, эта закономерность перестает казаться такой необычной.
Часто патогенные микроорганизмы распространяются через зараженных носителей, однако бактерия B.anthracis вызывает смерть носителя еще до того, как тот сможет далеко уйти. Таким образом, сибирская язва сильно локализована. По крайней мере, в южной Африке.
Однако в Евразии некоторые штаммы распространены гораздо шире. Каким-то образом они смогли перемещаться на большие расстояния. «Почему в Европе и Азии ситуация отличается? — задается вопросом Пирсон. — Ответа на этот вопрос мы не знаем. Но можем рассуждать на эту тему».
Он подозревает, что ключ к разгадке следует искать в поведении человека.
Доисторические люди все время искали способы извлечь пользу из окружающей среды. Скажем, наткнувшись на останки мертвого животного, они вполне могли снять с него шкуру и использовать ее как одежду.
Первые американцы почти наверняка прибыли в Новый Свет из северо-восточной Азии. А если это животное погибло от сибирской язвы, в его шкуре вполне могли находиться ее споры.
Пирсон полагает, что когда древние люди мигрировали по территории Евразии, они могли, сами того не зная, разносить на одежде споры сибирской язвы, распространяя их по пути.
В южной Африке древние люди тоже активно перемещались, однако, по словам Пирсона, климат там был гораздо мягче, чем в Евразии. «Возможно, им не требовалось носить с собой звериные шкуры, чтобы согреваться по ночам», — предполагает он.
В итоге в южной Африке бактерии B. anthracis остались в своем традиционном ареале распространения. Если доисторические люди действительно способствовали распространению B. anthracis за пределами Африки, это может отчасти объяснить необычное распределение штаммов сибирской язвы группы А в Северной Америке.
Еще несколько лет назад большинство ученых считали, что сибирская язва попала в Северную и Южную Америку несколько веков назад с первыми европейскими поселенцами. Но когда Пирсон и его коллеги рассмотрели данные, полученные по итогам проведенного в 2009 году исследования, они поняли, что это предположение несостоятельно.
Итоги исследования свидетельствуют, что самые ранние формы B. anthracis сосредоточены в северо-западной части континента. Более поздние формы встречаются дальше к югу, некоторые из них достигают Техаса.
Получается, что сибирская язва была занесена в Америку через Аляску и Канаду, а затем распространилась на юг и восток.
Такая схема распространения совершенно не совпадает с передвижениями европейских поселенцев, которые высадились на восточном побережье, зато соответствует маршруту коренного населения Америки, впервые попавшего на этот континент более 13 тысяч лет назад.
Эти первые американцы почти наверняка прибыли в Новый Свет из северо-восточной Азии по сухопутному перешейку, соединявшему Азию с Северной Америкой во время последнего ледникового периода.
Это означает, что к тому времени, как люди стали заниматься сельским хозяйством (около 10 тысяч лет назад), их предки, охотники и собиратели, уже распространили сибирскую язву по всей территории Евразии, а также занесли ее в Северную и Южную Америку.
Впрочем, вполне возможно, что аграрная революция привела к расширению распространения сибирской язвы.
В 2007 году группа ученых, среди которых был и Пирсон, провела самый полный на сегодняшний день анализ всемирной истории распространения B. anthracis.
По его итогам, примерно 6500−3300 лет назад распространенность штамма группы А резко выросла.
Это совпадает с началом Бронзового века и зарождением торговли различными товарами — в том числе сельскохозяйственной продукцией — по всей территории Евразии.
Вполне возможно, что расширение товарообмена между разными населенными пунктами и развитие животноводства, предполагающего тесный контакт человека с крупными травоядными, создали оптимальные условия для распространения штаммов B. anthracis группы А и появления разнообразных форм этой бактерии.
В подтверждение этого предположения в 2009 году исследование распространения B. anthracis в Китае показало, что наибольшее разнообразие этих микробов наблюдается в западной части страны, недалеко от города Кашгара, находившегося на знаменитом Великом шелковом пути, который, вероятно, стал одним из первых торговых маршрутов именно в Бронзовом веке.
Сегодня нет решающих доказательств в пользу того, что распространение B. anthracis или штаммов группы А по всему миру произошло по вине людей, однако косвенные улики подтверждают эту гипотезу.
Такая версия даже позволяет объяснить, почему такое широкое распространение получили именно штаммы группы А.
Исследование, итоги которого были опубликованы в 2000 году, свидетельствует, что штаммы группы А лучше приспособлены к разнообразию окружающей среды, чем штаммы групп В и С.
Кроме того, вполне вероятно, что микробы B. anthracis обладают преимуществом с точки зрения выживания в почве. «Возможно, темпы мутации этой группы бактерий позволяют им быстро адаптироваться к любой почве, в которую бы они ни попадали», — допускает Мартин Хью-Джонс.
Однако Пирсон полагает, что такие биологические различия сами по себе не объясняют, почему штаммы группы А оставили микробы групп В и С так далеко позади.
По его словам, разница между ними может просто заключаться в том, что штаммы группы А гораздо активнее участвовали в процессе жизнедеятельности человека. «Они просто оказались в нужное время в нужном месте», — полагает ученый.
Как бы то ни было, представляется все более вероятным, что такое широкое присутствие сибирской язвы в разных странах является следствием не столько ее собственной способности к распространению, сколько случайного переноса этих бактерий по всему миру нашими предками.
В конце июля 2016 года вспышка сибирской язвы произошла на Ямале. В больницу попали 96 человек, диагноз подтвердился у 24, умер один ребенок.Сейчас местные и федеральные власти борются с последствиями.
