Katk on üks ajaloo kurikuulsamaid tapjaid, kuid näib, et oleme tema kohutavat tulu alahinnanud. DNA tõendid viitavad sellele, et katku põhjustavad bakterid nakatusid inimesi tuhandeid aastaid varem kui seni arvati ja põhjustas tõenäoliselt lugematu arvu rohkem surmajuhtumeid.
Seotud sisu
- Küsi Smithsonianilt: kas maailmas on vaja järjekordset ulatuslikku katku puhangut?
- Vaadake, kuidas katk Londonist läbi lendas
- Katku pandeemiat võis mõjutada kliima, mitte rotid
Genoomi uuringust selgub palju ka sellest, kuidas katk arenes suhteliselt healoomulisest bakterist tõhusaks tapjaks, mis hävitaks kogu maailmas.
Kolm laastavat haiguspuhangut on varem katkuga seotud ajalooliste dokumentide ja DNA-uuringutega. Esimene pandeemia algas Justinianuse katkuga umbes 541. aastal AD-i ajal ja tappis kuni 100 miljonit inimest. Teise pandeemia alla kuulus 14. sajandi must surm, mille tagajärjel hukkus umbes 30–50 protsenti eurooplastest. Ja kolmas pandeemia, mis tekkis Hiinas 1850. aastatel, kestis 20. sajandi keskpaigani.
Kuid kui teadlased sekveneerisid Euraasiast pärit pronksiaja inimeste hammastelt DNA, leidsid nad katku põhjustava bakteri Yersinia pestis geneetilisi märke seitsmest 101-st testitud isendist. See tähendab, et katk nakatas inimesi vähemalt 4800 aastat tagasi - umbes 3300 aastat varem kui ajaloolistest andmetest teada on.
Meeskond leidis ka, et nende varajaste sajandite jooksul ei olnud bakter veel omandanud pisikesi, vaid peamisi geneetilisi mutatsioone, mis põhjustasid legendaarsed nuhtlused.
“Katku bakter on väga sarnane oma esivanemale, bakterile Y. pseudotuberculosis, ” selgitab kaasautor Simon Rasmussen Taani tehnikaülikoolist. “Kuid see esivanem pole nii kahjulik. Kui sööte seda, tunnete end halvasti, kuid te ei sure sellest. Kuidas saaks kahjulik, kuid mitte surmav bakter saada üheks kõige surmavamaks, mis inimeste jaoks kunagi eksisteerinud? "
Ajaloolised katkupandeemiad, näiteks must surm, levisid enamasti siis, kui inimesed jagasid nakatunud kirbu kandvate rottidega lähedasi kohti. Kui kirp joob nakatunud looma verd, sisenevad katku bakterid kirbu soolestikku, kus nad mitte ainult ei kasva, vaid blokeerivad ka soolestiku, nii et kirp muutub äärmiselt näljaseks. See julgustab kirbu ulatuma ja hammustama rohkem peremehi - ja edastama rohkem katku baktereid.
Katku ohvrid nakatati juba rauaajal Y. pestis bakteritega, millel on geen Yersinia hiire toksiin ehk ymt, mis on vajalik kahjuri ellujäämiseks kirbu sooles. Kuid uus geenianalüüs, mis ilmus sel nädalal Cellis, näitab, et pronksiaja bakteritel puudus see mutatsioon, mis aitas täpsustada evolutsiooni olulist hetke.
„Siin on meil võimalik otseselt kindlaks teha, millal see juhtus, kui see bakter läks sellest, et ta ei saanud kirbudes elada, selle elustiili selle väga olulise osa juurde. See räägib meile palju sellest, kuidas patogeensed bakterid muutuvad veelgi ohtlikumaks, ”räägib Rasmussen.
Kirbu skaneeriv elektronmikroskoopiline pilt. (Haiguste kontrolli ja ennetamise keskused) Iidsematest bakteritest puudus ka mutatsioon, mis võimaldas nakkusel levida kopsudest teistesse kudedesse nagu lümfisõlmed, märgib Rasmussen.
"Nii et sel ajal on meil mingi vahepealne katk, " ütleb ta. "Need pronksiaegsed tüved ei saanud põhjustada buboonilist katku, kuid need põhjustasid veres septitseemilise katku ja kopsudes kopsupõletiku, mida saate aevastades või köhatades edastada õhu kaudu."
Selle aasta alguses avaldasid Northwesterni ülikooli Feinbergi meditsiinikooli mikrobioloog Wyndham Lathem ja tema kolleegid uuringu, mis näitas, kuidas mitte nii surmavatest bakteritest võis saada katk. Nad kasutasid Y. pestis'e nakkuse hiiremudeleid, et näidata, et võimalik, et bakter põhjustas haiguse hingamisteede vormi enne, kui see omandas mutatsioonid, mis tekitasid buboonilise katku ja ülekande kirbudega.
"Mind erutas selle uuringu lugemine sellest, et meil on nüüd tõendusmaterjali, mis seda hüpoteesi toetab, " ütleb Lathem. „Kui neid pronksiaja tüvesid ei saa kirbud edasi anda, kuid nad siiski nakatavad inimesi, mis on tõenäoline haigus, mida nad saadaksid? Ma arvan, et on väga tõenäoline, et see on kopsupõletik. ”
See ei tähenda, et haiguse pronksiaja versioon ei olnud vähem ohtlik, lisab Rasmussen. “Kui teil tekib kopsupõletik, on see peaaegu 100 protsenti surmaga lõppev. Isegi täna peate ravima nagu 24 tunni jooksul või see on lihtsalt hüvasti. Toona oli see muidugi sama surmav ja inimesed isegi ei teadnud, et on haiguse tabanud või kust see pärit on. See pidi olema tõesti hirmuäratav ”
Siiski ei suutnud õhutransport tekitada selliseid massilisi katkuid, mida ajalugu hiljem nägi - võib-olla tapetakse pigem külade kui mandrite vahel -, soovitab David Wagner Põhja-Arizona ülikoolist, kes töötas hiljuti Y. pestise genoomi sekveneerimise teel Justinianuse kuuenda sajandi katk.
"Kui ma mõtlen katku, pean seda näriliste ja kirbude haiguseks, " ütleb ta. “Kuid mida tähendas asjaolu, et sellel ei olnud kirbu kaudu levivat levikut, inimeste haiguste esinemiseks? Tõenäoliselt tähendas see, et see oli vähem levinud, ja ma arvan, et see ütleb midagi kirbu leviku olulisuse kohta suurte pandeemiate ajal. "
Arvestades seda märtsi möödunud aastat, töötab arheoloog Pariisi supermarketi alt leitud massihauaplatsil, mis võib sisaldada Musta surma ohvreid. (PHILIPPE WOJAZER / Reuters / Corbis) Rasmussen ja tema kolleegid kasutasid oma andmeid ka katku tuvastamiseks selle geneetilistes juurtes. Nende arvutuste kohaselt kuulus kõigi teadaolevate Y. pestise tüvede ühine esivanem 5783 aastat tagasi inimkonna ajalukku.
"See vanus langeb tõesti kokku ajaga, mil inimesed hakkavad linnades elama, " märgib Rasmussen. "See on omamoodi sulatusahi keskkond, kus majades on palju inimesi ja loomi ning väga halb hügieen. Inimesed on pikka aega mõelnud, et see keskkond oleks omamoodi aidanud käivitada paljude nende väga nakkavate inimhaiguste arengu. "
Katku arengu edasine jälgimine võib paljastada, kas haigus oli seotud inimeste ajaloolise rändega. Näiteks paljude nende samade autorite hiljutine pronksiaja euraaslaste populatsioonigenoomika uuring näitas ulatuslike rännete dünaamilist perioodi, mis aitas kujundada praegust demograafiat nii Euroopas kui ka Aasias.
“Kas inimeste sissevool tõi võib-olla kaasa haigusi? Või kas inimesed põgenesid haiguste eest? "Küsib Rasmussen." Me ei saa praegu muidugi selle kohta midagi tõestada, kuid võime esitada teooria, et katku oli nendes rännetes kaasatud. "
Ja kuna haiguse areng toimub pidevalt, pakub seda tüüpi uurimistöö huvi ka ajaloolistele sündmustele lisaks, lisab Lathem.
"Me õpime jätkuvalt, et väikestel geneetilistel muutustel võib olla tohutu mõju inimeste tervisele ja haigustele, " ütleb ta. „Meil on siin baktereid, mis suutsid nakatada inimesi palju varem, kui arvasime, kuid puudusid paar peamist tegurit, mis võisid piirata selle levikut väiksematele populatsioonidele. Kuid siis korjab see lihtsalt ühe geeni ja paar mutatsiooni ning äkki oleme liikunud väikestest kohalikest puhangutest ülemaailmsete pandeemiliste nakkusteni. "
Lathemi jaoks on see tõepoolest oluline võtmesõnum: "Võib juhtuda, et mõni haigus, näiteks Ebola, võib omandada uue geeni või DNA tüki ja levida õhu kaudu, mitte ainult kehavedelike kaudu. Sellises näites, oleks meil siis palju suurem probleem meie kätes. ”
