Як епідемія "Чорної смерті" несподівано вплинула на еволюцію людини

Як свідчать аналізи ДНК середньовічних жертв чуми та їхніх сучасників, яким пощастило вижити, страшна пандемія тих часів продовжує впливати на людину й нині.

Причому відбувається це зовсім не тому, що збудник "Чорної смерті" становить страшну загрозу.

А через те, що смертельна епідемія, жертвами якої стали щонайменше третина населення середньовічної Європи, запустила в нашій імунній системі процеси, що тривають дотепер.

Ці зміни у довгостроковій перспективі не завжди йдуть нам на користь. Гени, що еволюційно закріпилися в нас, підвищують опір до чуми, але, як з'ясували вчені, вони ж пов'язані з підвищеним ризиком таких аутоімунних захворювань, як хвороба Крона чи ревматоїдний артрит.

Тож пандемії минулого можуть несподівано позначитися на майбутніх поколіннях.

Чума XIV століття

Епідемію чуми, пік якої припав на середину XIV століття, вважають одним з найпохмуріших епізодів людської історії. "Чорна смерть" забрала десятки, якщо не сотні мільйонів життів у Європі, Азії та Африці.

Викликає чуму бактерія Yersinia pestis, що передавалася людям від бліх, а переносили чумних бліх щури. Їх і називали головними винуватцями епідемії, хоча насправді вони були лише первинними переносниками, а далі хвороба поширювалася від людини до людини без жодної допомоги щурів.

Ліків проти чуми тоді не знали, та й навряд чи встигли щось зробити, оскільки від появи перших симптомів до смерті часом минало менше доби.

Такі серйозні інфекційні захворювання, як чума, дуже впливають на природний відбір, особливо в людей. Наприклад, серпоподібноклітинна анемія (спадкова генетична аномалія, коли еритроцити мають серпасту форму), розлад - дуже неприємний, однак він надає певний захист від ще важчого захворювання - малярії.

Тобто виходить, що люди з серпоподібноклітинною анемією мають більше шансів вижити при зараженні малярією та народити дітей, які у спадок отримають цей генетичний розлад, але разом з ним - і найкращий захист від малярії. Тому згодом у районах, де часто бувають епідемії малярії, буде підвищений рівень населення з цією аномалією ДНК.

Міжнародна команда дослідників на чолі з генетиками Дженніфер Кланк з університету Макмастера в Канаді та Таурасом Вілгалісом з університету Чикаго (результати їхніх досліджень опубліковані в журналі Nature), вирішили розібратися, як саме чума вплинула на геном людини.

Tooth


"При пандемії такого масштабу, коли гине від 30% до 50% населення, відбувається відбір захисних алелів (різних форм одного й того ж гена), оскільки люди, що більш сприйнятливі до циркуляційного патогену, гинуть, - пояснює еволюційний генетик Хендрік Пойнар. - Адже навіть незначна перевага в цьому випадку може означати різницю між життям і смертю. А люди репродуктивного віку передадуть свої гени нащадкам".

Оскільки епідемія чуми була настільки масштабною, що померлих доводилося ховати в братських могилах (причому місця цих поховань добре відомі), науковці завжди мали достатню кількість матеріалів для вивчення решток.

Дослідники зосередили свою увагу на столітньому проміжку, що охоплював відрізок до епідемії, всю її активну фазу і певний час після її закінчення.

"Чумні" поховання в Лондоні

Загалом відібрали сто зразків ДНК людей, що померли в Лондоні та різних районах Данії. Їх розділили на три групи: тих, хто помер ще до епідемії (їхні рештки лежали в одному з масових поховань Лондона), під час чуми й тих, хто епідемію пережив і помер пізніше, з інших причин.

За словами генетика з університету Чикаго Луїса Баррейро, який також брав участь у проєкті, зразки ДНК були не найкращої якості та дуже забруднені іншими фрагментами ДНК.

Саме тому вчені зосередили увагу на невеликих ділянках геному, виділивши загалом близько 350 специфічних генів, чий зв'язок з імунною системою встановили раніше. Потім уже з них виділили 350 варіацій, що почали превалювати у лондонців після епідемії.

Після остаточного порівняння геномів середньовічних європейців, вчені виділили чотири пов'язані з чумою гена. Їхній відбір і закріплення у ДНК відбулися зі швидкістю, яку історія людства не бачила ні до, ні після епідемії "чорної смерті".

Ці гени відповідали за виробництво білків, що захищають організм від вторгнення патогенів, і люди, що мають один або більше з цих генних варіантів, судячи з усього, мали більше шансів пережити чуму.

Tissue analysis

Щоб підтвердити свої здогадки щодо середньовічної ДНК, вчені виростили в лабораторних умовах колонії людських клітин, що мають різні генетичні профілі, а потім заразили їх чумною бактерією Yersinia pestis.

Експеримент підтвердив, що раніше виявлені гени знову проявилися у найбільш стійких до захворювання колоніях. Зокрема, з експерименту випливало, що люди з двома ідентичними копіями гена ERAP2 при зараженні чумою мали на 40-50% більше шансів вижити, ніж ті, що мали інші алельні гени.

З часом чума поступово слабшала, а людство рухалося вперед, не підозрюючи про те, що в його геномі сидить одночасно панацея від чумної бактерії та міна сповільненої дії.

Річ у тім, що деякі з генних варіацій, які рятували наших предків від чуми, пов'язані з підвищеним ризиком аутоімунних захворювань. У середні віки це було питанням виживання, і наш геном розставив генні пріоритети "без жодних роздумів й консультацій з нами".

"Можливо, в роки чумної епідемії цей ризик [розвитку аутоімунних захворювань] не грав особливої ролі, - написав у коментарях до нового дослідження доцент кафедри екології та еволюційної біології Університету Аризони Девід Енард, що не брав участі в дослідженні. - Але проблема виживання фактично зробила таку угоду неминучою".

За його словами, подібні "угоди, на які йшов наш геном", найімовірніше, відбувалися й під час інших епідемій, тому в геномі сучасної людини їхнє відлуння ще варто пошукати.

Ви завжди можете отримувати головні новини в месенджер. Достатньо підписатися на нашTelegram абоViber.

Перейти в каталог новин
;

Розсилка новин

Отримуйте дайджест головних новин кілька разів на місяць

Новини по розділам

Події

Останні новини

Ми в соц. мережах