Международная группа ученых из России, Германии, США и Южной Кореи обнаружила геном возбудителя чумы (Yersinia pestis) в зубе овцы, жившей 3900 лет назад на Южном Урале. Открытие доказывает, что домашние животные, в частности овцы, способствовали передаче опасной инфекции людям в бронзовом веке. Это объясняет масштабное распространение чумы в Евразии без участия блох — ключевого переносчика современных штаммов. Результаты помогут пересмотреть механизмы возникновения пандемий и роль животноводства в их истории. Исследование опубликовано в журнале Cell.
«Наше открытие подтверждает возможность появления новых путей передачи зоонозных инфекций человека. В настоящее время пути передачи инфекций через животных, в том числе домашних, хорошо изучены. Но появление новой инфекции может создать новые пути передачи или она может использовать старые пути, в том числе через домашних животных. Показательным примером появления новой инфекции и ее передачи по новым путям может служить история с Covid-19», — пояснил соавтор работы, старший научный сотрудник Института экологии растений и животных УрО РАН и лаборатории естественнонаучных методов в гуманитарных исследованиях УрФУ Павел Косинцев.
Ученые проанализировали 23 образца костей овец и коров из поселения Аркаим, принадлежащего к синташтинской культуре. В одном из зубов овцы выявили ДНК Yersinia pestis — бактерии, вызывающей чуму, что служит прямым доказательством циркуляции чумы между животными и людьми уже в доисторическую эпоху и меняет понимание эволюции инфекций. В частности, реконструированный геном показал, что найденный штамм принадлежит к древней линии LNBA, ранее встречавшейся только в останках людей от Западной Европы до Монголии. При этом исследователи отмечают, что следы чумы редко находят в древних животных, и до открытия было исследовано лишь два неполных генома Yersinia pestis.
«Определение ДНК патогенов в останках древних животных является более сложной задачей по сравнению с останками людей. Большая часть останков животных является пищевыми отходами и многие из них подвергались воздействию высоких температур при приготовлении пищи и другим воздействиям окружающей среды до того, как попали в археологический слой. Кроме того, люди, как правило, не употребляют в пищу явно больных животных, поэтому в фаунистических комплексах, скорее всего, преобладают здоровые животные. Даже при употреблении в пищу инфицированных животных одно животное может заразить многих людей. Вероятность того, что кости этого конкретного животного будут найдены и изучены, очень низка. Все эти факторы сильно снижают вероятность выделения ДНК патогенов из остатков животных, в том числе и чумного», — уточнил Павел Косинцев.
Древний штамм LNBA не имел генов, позволяющих современной чуме распространяться через блох. Новые данные подтверждают гипотезу: болезнь передавалась при контакте с зараженными овцами — через кровь, мясо или шкуры. Это объясняет, как чума охватила огромные территории в эпоху кочевников-скотоводов и смогла видоизмениться с течением времени.
«Древняя LNBA-линия чумы была менее опасна для человека, чем современная линия бубонной формы чумы. В эволюции вируса чумы наблюдается усиление патогенности и, соответственно, увеличение смертности людей. Наиболее ярко это было выражено на последнем этапе эволюции, когда появился ген ymt, который повысил выживаемость бактерии чумы в кишечнике блох и эффективность передачи ее человеку. Именно это эволюционное изменение привело к появлению бактерий, вызывающих пандемии чумы», — подчеркнул исследователь.
Древний Аркаим был частью обширных культурных связей, в этом поселении зараженные овцы и, вероятно, другие домашние копытные, были носителями чумных бактерий. Распространяться патоген мог и с продуктами животноводства, прежде всего с мясом. Тем не менее, согласно полученным данным, основным переносчиком именно LNBA-линии чумы были дикие виды, главным образом птицы, от которых и заражались домашние животные и человек. На это указывает характер генетической структуры и филогеография LNBA-линии. В дальнейшем ученые продолжат искать следы патогенов в древних останках животных, так как это поможет выявить «промежуточных хозяев» других исторических эпидемий и оценить риски будущих зоонозных вспышек.
Справка
Аркаим — укрепленное поселение бронзового века (XX–XVIII вв. до н.э.) в Челябинской области. Жители разводили овец, коров и лошадей, освоили колесницы и металлургию.
По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2023 году чума выявлена у 228 человек в Азии и Африке. Современные штаммы передаются через укусы блох, но заражение при разделке туш или употреблении мяса больных животных до сих пор происходит в эндемичных регионах.