Чума, опустошившая Европу в XIV веке, оставила после себя не только разрушения, но и неожиданный след в геноме человека. Эта пандемия, вызванная бактерией Yersinia pestis, унесла жизни от 30 до 50% населения Европы, Ближнего Востока и Северной Африки. Но она также стала мощным катализатором эволюции, изменив иммунную систему человека — и не без последствий для нашего здоровья сегодня.
Это была, своего рода, эволюция под давлением. Чёрная смерть запустила процесс естественного отбора, сделав определённые генетические варианты более распространёнными. По крайней мере, было выявлено, что у людей, живших до, во время и после пандемии в северной Европе, стали чаще встречаться четыре генетических варианта. Один из них оказался особенно важным, он помогает иммунным клеткам эффективнее уничтожать Yersinia pestis. Этот вариант не был новым — он уже существовал в популяции. Но с приходом чумы он стал преимуществом, позволяя лучше справляться с инфекцией: носители этого варианта имели до 40% больше шансов выжить.
Чума не ограничилась одной пандемией. В течение следующих четырёх веков Европу сотрясали новые волны заболевания, но их смертоносность постепенно снижалась. Ученые предполагают, что это связано, как раз, с генетическими адаптациями, которые позволили людям лучше противостоять Yersinia pestis.
Но, если обычно эволюция поддерживает новые генетические мутации, которые распространяются в популяции через множество поколений, то в этом случае всё произошло быстро, отбор затронул уже существующий генетический вариант, вдруг ставший полезным с появлением чумы. Этот процесс усилил присутствие защитных вариантов в геноме выживших, изменив иммунный ландшафт европейских популяций.
Но у этого эволюционного успеха оказалась своя цена. Тот же генетический вариант, который помогал бороться с чумой, сегодня связан с повышенным риском аутоиммунных заболеваний, таких как болезнь Крона и ревматоидный артрит. А всё потому, что он делает иммунную систему гиперактивной.
Если в Средние века это помогало справляться с Yersinia pestis, то в современном мире такая гиперактивность может привести к тому, что иммунная система начинает атаковать собственные ткани или «хорошие» бактерии в кишечнике, вызывая хроническое воспаление. Это классический пример эволюционного компромисса: то, что когда-то спасало жизни, теперь приводит к проблемам.
Связь между чумой и аутоиммунными заболеваниями появилась не вдруг, она была и тогда. Анализ ДНК жертв чумы XVI века в Германии и генетические данные современных европейцев подтверждает это.
Чума на своём примере показала, как инфекционные болезни могут формировать эволюцию. Но означает ли это, что современные пандемии, такие как COVID-19, тоже оставят след в нашем геноме? Учёные считают, что, скорее всего, нет. Для эволюции важен естественный отбор, а он действует, когда болезнь влияет на репродуктивный успех. COVID-19 в основном представляет угрозу для пожилых людей, уже прошедших репродуктивный возраст, поэтому его эволюционное воздействие, вероятно, будет минимальным.
Но, тем не менее, хотелось бы понимать, как наш геном адаптируется к вызовам окружающей среды. Сегодня, когда мы сталкиваемся с новыми патогенами и изменяющимся климатом, возможно, где-то в нашем генетическом коде уже есть ответы на будущие угрозы – новые эволюционные компромиссы.