Бактерията Yersinia pestis причинява първата в света пандемия от чума

Интердисциплинарен екип от два американски университета - „Флорида Атлантик“ и Университета на Южна Флорида, със сътрудници от Индия и Австралия откриват геномни доказателства за бактерията, причинила първата регистрирана в света пандемия. Огнището на Юстиниановата чума е в Източното Средиземноморие. Тя е не само първата, но и сред най-драматичните.

Описано е преди близо 1500 години. Определят откритието като забележително, защото на практика пренаписва произхода на първата световна пандемия.

› Yersinia pestis причина за пандемията от чума
› Анализите
› Изследванията
› Изводът
› За пандемията, науката и паметта

Yersinia pestis причина за пандемията от чума

В масов гроб в древния град Джераш, Йордания, който е близо до епицентъра на пандемията, екипът идентифицира микроба Yersinia pestis. Находката свързва по безспорен начин патогена с Юстиниановата чума, която е и първата регистрирана в света пандемия – между 541 г. и 750 г. сл. Хр.

Бактериалният патоген Yersinia pestis, отговорен за чумата, причинява едни от най-опустошителните пандемии в човешката история. „Въпреки че повече от век се извършват микробиологични изследвания, а над 20 години се прави анализ на древна ДНК, продължава да няма отговори на въпросите за еволюционния произход, същността на резервоара и динамиката на предаване, които са в основата на повтарящата се поява на чумата в огромни географски и времеви мащаби“, пишат в едно от изследванията, публикувано в MDPI авторите.

Последните постижения в областта на палеогеномиката позволяват да бъдат реконструирани древни геноми на бактерията от човешки останки. Става ясно, че патогенът е широко разпространен в Евразия много преди началото на известните пандемии.

Откритите в Западна Европа предишни геноми на Yersinia pestis маркират географските и епидемиологична граници на пандемията, но обектът Джераш в днешна Йордания предлага първите директни генетични доказателства за чума близо до източното Средиземноморие, което отдавна е признато за исторически епицентър.

Геномите от Западна Европа идват от малък брой индивиди, а тези от Джераш от множество, погребани заедно в набързо създаден масов гроб. Тези открития преодоляват ключова географска и времева празнина и изграждат нова представа за началото и ранното разпространение на първата пандемия и движението й през региони от късноантичния свят, които са свързани помежду си

„Откритието предоставя окончателно дълго търсеното доказателство за това, че Yersinia pestis е в основата на чумата на Юстиниан. В продължение на векове разчитахме на писмени сведения, описващи опустошителното заболяване, но нямаше открити никакви категорични биологични доказателства за наличието на чума. Откритията ни сега предоставят липсващото парче от този пъзел и предлагат първия директен генетичен прозорец към разбирането как пандемията се е разгърнала в сърцето на империята“, обяснява главният водещ изследовател доц. Рейс Джиан.

Колегата й проф. Грег О′ Кори-Кроу дава още подробности за проучването: „Като използвахме целенасочени техники за древна ДНК, възстановихме успешно, но и секвенирахме генетичен материал от осем човешки зъба, изкопани от гробни камери под бившия римски хиподрум в Джераш. Градът се намира на 200 мили от древния Пелузиум (на територията на днешен Египет, където чумата се появява за първи път, преди да се разпространи в Източната Римска империя)“.

Арената е превърната в масов гроб в средата на шести до началото на 7 век. Оттогава са писмените сведения, които описват внезапната и огромна вълна от смъртност.

Анализите

Геномният анализ разкрива, че жертвите на чумата носят почти идентични щамове на Yersinia pestis.

Това е първото потвърждение за присъствието на бактерията във Византийската империя между 550 и 660 година след Христа. Тази генетична еднородност предполага бързо и опустошително огнище, което съответства на историческите описания на чумата, причиняваща масова смърт.

Чумата се причинява от Yersinia pestis, грам-отрицателен зоонозен кокобацил, а тъй като тя не оставя костни лезии или други отличителни скелетни характеристики, има нужда от молекулярни доказателства, пишат авторите.

„Джераш предлага рядък поглед за това как древните общества са реагирали на бедствия, когато става дума за общественото здравеопазване. Джераш е един от ключовите градове на Източната Римска империя, документиран търговски център с великолепни структури. Фактът, че място, построено за забавление, се превръща в масово гробище по време на една извънредна ситуация, показва, че най-вероятно градските центрове са били претоварени“, разказва доц. Джиан.

Към основното има и съпътстващо проучване. То от своя страна поставя откритието от Джераш в по-широк еволюционен контекст. Учените извършват анализ на стотици древни, но и съвременни геноми на бактерията-убиец на милиони Yersinia pestis, като това включва и новооткритите й щамове от Джераш. Анализът им показва, че тя е циркулирала сред човешките популации в продължение на хилядолетия преди Юстиниановата епидемия.

Не по-малко важно е и друго откритие, според което по-късните пандемии от чума – от черната смърт през 14 век до случаите, които се появяват в настоящето, не са произлезли от един щам на предците. Те възникват независимо и многократно от дългогодишни животински резервоари и избухват на множество вълни през различни епохи и на различни места.

Този повтарящ се модел е в рязък контраст с пандемията от COVID-19, която възниква от едно място на разпространение и еволюира чрез предаване от човек на човек.

Всички това променя разбирането за начините, по които пандемиите възникват, разпространяват се и се повтарят. И още защо продължават да са нещо толкова характерно за човешката цивилизация.

Изследванията

Учените представят пълен филогеномен анализ на щамовете на Yersinia pestis – от праисторически времена до съвременната епоха. Анализът включва както вече публикувани геноми, така и реконструираните сега последователности от града, в който е масовото гробище от първата пандемия.

Три са основните въпроса, които изследователите разглеждат. Първият е как се разминават основните родословни линии на патогенната бактерия и как се запазват през хилядолетията, вторият е затова как еволюционните модели разграничават древните пандемични щамове от съвременните, а третият е, какво разкриват географският произход и гостоприемниците на тези щамове за природата на резервоарите на чума и динамиката на огнищата.

Изводът

Основният извод, който авторите правят, има съществено значение за разбирането на пандемиите и чумата.

Пандемиите не са единични исторически катастрофи, а повтарящи се биологични събития, обусловени от общността, мобилността и промените в околната среда, показва още изследването.

„Откритията ни показват, че пандемиите от чума не произлизат от един-единствен еволюционен род или събитие, а са се появили независимо от разнообразни и регионално вкоренени резервоари. Устойчивостта на дълбоко различаващи се родове, съчетана с липсата на единен молекулярен маркер, оспорва традиционните модели на линейна еволюция на патогените и подчертава екологичната сложност, която стои в основата на дългата история на чумата. Работата ни преосмисля чумата не просто като историческо явление, а като продължаваща зооноза, оформена от времето, екологичното окопаване и човешката мобилност.“

Определят Юстиниановата чума, която залива Източното Средиземноморие и Византийската империя, като една от най-смъртоносните пандемии в историята. За два века тя отнема живота стотици милиони души и променя Византийската империя.

Откриването на генетично доказателство, че именно бактерията Yersinia pestis е причинила пандемията, е изключителен пробив.

Сега екипът продължава изследванията си като фокусът е върху Венеция, Италия и Лазарето Векио (карантинен остров и едно от най-големите места в света за погребения на жертвите на чумата).

Над 1200 проби от този масов гроб от времето на Черната смърт се съхраняват в Университета на Южна Флорида, а това е начин учените да проучат как ранните мерки в общественото здравеопазване се свързват с еволюцията на патогените, градската среда и нейната уязвимост, но и с културната памет.

За пандемията, науката и паметта

Проф. О′ Кори-Кроу споделя, че изследването им е не само научно убедително, за него е и лично.

„То ни предложи изключителната възможност да се потопим в изучаването на човешката история през призмата на ДНК и да го направим във време, когато самите преживявахме глобална пандемия от COVID-19. За мен преживяването от работата с древни човешки останки беше изключително дълбоко и разтърсващо. Докосването до хора, които са живели, страдали и умирали преди векове и използването на съвременната наука, която помага техните истории да бъдат възстановени и споделени, е наистина неописуемо“, споделя проф. О′ Кори-Кроу и допълва емоционално, че всичко това е смиряващо напомняне за „нашата споделена човечност през времето и трогателно свидетелство за силата на науката, която дава глас на мълчалите дълго.“

Изследователите признават, че независимо от огромните различия между чумата и COVID-19 и двете заболявания показват трайната връзка между свързаността и риска от пандемия, но и факта, че някои патогени никога не могат да бъдат унищожени напълно.

„Борим се с чумата от няколко хиляди години, а хората все още умират от нея. Подобно на COVID-19 тя продължава да се развива и очевидно мерките за ограничаване не могат да я премахнат. Нужно е да сме внимателни, защото заплахата никога няма да изчезне“, предупреждава доц. Джиан.