Путешествие наших генов
Шрифт:
За пределы бронзового века археогенетика в Германии по состоянию на начало 2019 года почти не вышла. Но если подумать, с чего началось развитие этой дисциплины менее десятка лет назад, она уже показала заметные достижения. За это время заново были изложены происхождение европейцев и их взаимосвязь с неандертальцами, были объяснены и доказаны источники неолитической революции и то, что бронзовому веку предшествовала степная иммиграция, что раньше считалось невозможным.
Теперь мы знаем, что генетические сдвиги вроде тех, которые континент переживал 8000 и 5000 лет назад, с тех пор больше не происходили. Даже огромные империи, расцветавшие и исчезавшие в Европе, ничего тут не изменили. Кельты, которые в свои лучшие времена правили почти всей Европой севернее Альп, Иберийским полуостровом, а также частями Анатолии и обеспечивали в этой области интенсивный обмен, в основном оставили генетический фундамент нетронутым. Римлянам, которые правили еще большей империей и обеспечили еще большую
Тем не менее посредством принципиально иной технологии можно доказать даже более молодые иммиграционные движения. Эта технология была разработана учеными нашего института и с недавних пор помогает нам лучше реконструировать внутренние движения, происходившие в Европе за два последних тысячелетия. Наш метод подразумевает концентрацию уже не на основополагающих общностях геномов, которые подтверждают родство популяций, а на очень ограниченных генетических вариациях, с помощью которых группы отличаются друг от друга. Таким образом удалось, к примеру, соотнести с генетическими данными одну из самых известных народных миграций — миграцию англов и саксов на территорию сегодняшней Англии. Оказалось, что вплоть до 30 % сегодняшних бриттов восходят к иммигрантам, пришедшим из Нидерландов, Дании и Нижней Саксонии и достигшим острова в V веке. Несомненно, археогенетические исследования вроде этого определят историографию Европы на ближайшие годы. На основании явно более точных методов анализа ДНК мы сможем описать также иммиграционные движения, которые происходили уже после бронзового века. Особенно вероятно получить многочисленные новые и детализированные знания о времени великого переселения народов и раннего Средневековья.
Естественно, описание генетического путешествия европейцев на этом не заканчивается. Многое говорит о том, что многочисленные миграционные волны внутри Европы и в направлении континента, прежде всего та значительная степная волна, теснейшим образом связаны с европейской историей болезней. Путешествие человеческого генома очень рано стало определяться потоком вирусов и бактерий. Они определяли историю континента — наверное, в большей степени, чем это когда-либо удавалось какому-либо правителю. До недавних пор для людей эти противники были невидимыми, и только теперь, благодаря генетическим анализам, мы медленно приближаемся к основательному пониманию этих маленьких бестий.
Глава восьмая
Они несут чуму
Вряд ли в коллективной европейской памяти сыщется вторая болезнь, вызывающая такой же страх и трепет, как чума. Для этого есть много веских причин. И сегодня по всему миру в год чумой заболевают от 2000 до 3000 человек, что только нагнетает ужас. Своей демонической славой чума обязана в первую очередь XIV столетию, когда «черная смерть» мучительно убивала, по разным оценкам, каждого третьего или даже каждого второго европейца. Исторические свидетельства говорят о больных, харкающих кровью, и переулках, заваленных трупами. Многие современники тех событий предполагали, что эта болезнь уничтожит человечество. Подобное говорили и о юстинианской чуме, которая впервые была замечена в Египте в VI веке и стремительно распространилась по всему Средиземноморью. Через столетия болезнь настигала Европу снова и снова, задокументированы тысячи вспышек чумы. Она была бичом человечества, и лишь чуть более 50 лет назад, с широким распространением антибиотиков, потеряла свой ужасный флёр. Только недавно благодаря генетическим анализам мы узнали, откуда чума пришла в Европу. Помимо прочего, мы обнаружили, что она начала свирепствовать здесь гораздо раньше, чем до сих пор считалось: ее вспышка в каменном веке с высокой долей вероятности проложила путь большой иммиграции из Понтийской степи.
Долгое время чума для науки оставалась фантомом. Было известно о пандемии, то есть о какой-то большой, поражавшей многие страны эпидемии, которая бушевала между 1347 и 1353 годами. Однако была ли за это ответственна бактерия Yersinia pestis или какой-то иной возбудитель, например оспа, мы не знали. В 2011 году в Тюбингенском институте мы расшифровали геном исторического возбудителя чумы, который нашли в средневековом массовом захоронении в Лондоне. Этот город особенно пострадал от «черной смерти». Жертв мора, согласно письменным источникам, захоранивали на кладбище Восточного Смитфилда. Секвенировать возбудителя чумы удалось потому, что бактерии в организме хозяина размножаются массово и их концентрация в крови весьма высока. Мы взялись за те части скелета, что особенно хорошо контактируют с кровью, то есть за зубы. Опыт, приобретенный и отточенный на костях неандертальцев и других первобытных людей, помог нам выудить и расшифровать геном Yersinia pestis.
Чтобы понять поведение бактерии чумы, полезно для начала закрыть глаза на ее смертельное
Около 30 000 лет назад Yersinia pestis откололась от своего ближайшего родственника, бактерии Yersinia pseudotuberculosis, жившей в почве. Все бактерии берут свое начало в почве или в воде; некоторые из них когда-то перебрались на живых существ, скорее всего, во время приема пищи. Не только для чумы, но и для всех возбудителей болезней скупо распределенный по миру человек на протяжении десятков тысяч лет был не слишком многообещающим потенциальным хозяином. Если он заражался вирусами или бактериями, вероятно, в их тиски попадала маленькая группа охотников и собирателей, с которой он был в пути, но на этом распространение должно было закончиться. Чтобы размножиться к началу истории человечества, возбудители болезней должны были заполучить других хозяев — как правило, это были животные. К примеру, летучие мыши: их колонии насчитывают десятки тысяч особей; они живут в тесном контакте и обмениваются жидкостями всех видов. До сих пор это самый распространенный источник новых возбудителей болезней. Если возбудитель перескакивает с животного на человека — например, если частичка помета попала в пищу или мясо оказалось инфицированным, — мы говорим уже о зоонозе. К таким зоонозам, вероятно, восходят большинство возбудителей, которых мы и сегодня находим у людей. В ходе эволюции возбудители болезней начали делать ставку на нас, только когда люди сделались многочисленнее, начали спокойно жить вместе в узком пространстве. Сегодня человек практически такой же хороший хозяин, как и летучая мышь, поскольку он тщательно заботится о распространении вирусов и бактерий в своей пока что гигантской популяции.
Вирусы и бактерии делают людей и животных больными. На этом общие черты этих столь разных возбудителей болезней заканчиваются. Бактерии — это живые создания, которые кишат там, где находят наиболее питательную среду и предпосылки для размножения. А вирусы — это просто пачки молекул без собственного метаболизма. Вирусы можно назвать зомби среди возбудителей: они не живые, но при контакте с организмом наносят ему страшный вред, заставляя тело работать на себя. Вирусы могут поразить не только людей, но и, к примеру, бактерии. А в обратном порядке это не работает.
Вирусы, как правило, представляют собой небольшой свернутый участок генетического материала в виде ДНК или РНК, который при первой же возможности связывается с человеческими клетками. Даже если его просто вдохнуть, он прикрепляется к клеткам слизистых оболочек, проникает внутрь и привносит в клетки свой генетический материал, изменяя наследственную информацию. Клетки теперь продуцируют вирусные частицы. Вирусы распространяются по всему телу и, если их распознает иммунная система, уничтожаются вместе с пораженными клетками. Если антибиотики — это в первую очередь оружие против бактерий, то прививки защищают от вирусов. Иммунная система тренируется, когда ей дают ослабленные вирусы или субъединицы вирусов (характерные для вируса белки), и потом может их мгновенно распознавать и побеждать. Без прививки телу требуется больше времени, чтобы дать ответ, — иногда настолько больше, что уже все тело поражено вирусами и вынуждено вступать с ними в коллаборацию.
Чтобы устроить людям катастрофы вроде юстинианской чумы или «черной смерти», чумная бактерия сначала должна была использовать в качестве инструмента другой организм, который при передаче болезни мучительно умирает. Этот организм — блоха. Ко времени больших чумных эпидемий люди в Европе жили в весьма негигиеничных условиях. Канализация по большей части отсутствовала, поселения были густо населены, концепция гигиены как профилактики болезней была еще не известна. В деревнях и городах зерно зачастую хранилось на чердаках, по улицам плавали фекалии, и все кишмя кишело крысами. Они и были животными-хозяевами возбудителя чумы — он уже с успехом атаковал грызунов. С грызунов чума могла перейти на людей, когда они ели животных, получали от них укус или вступали в контакт с их выделениями. Фатальными стали только первые мутации возбудителя чумы, которые позволили ему гораздо эффективнее перебираться с крысы на человека — через крысиную блоху. Последняя, когда у нее не было выбора, кусала и людей тоже.