Вирусът на едра шарка

антропоценовите

Приветстваме нашия колега Кайл Харпър в блога; биографията му е на страницата за сътрудници от OU. Неговата книга, Съдбата на Рим: климат, болест и краят на една империя, вече е достъпна от Princeton University Press. Тази публикация в блога се разширява от работата на Харпър за Римската империя, за да разгледа по-широко дългата история на взаимодействие между човешките общества и патогенните микроби.

През 166 г. сл. Н. Е. Град Рим е нападнат от непознат враг. Невидим с невъоръжено око, този враг е по-разрушителен от всички римляни, които някога са срещали през дългата си история. Все още не можем да кажем със сигурност какъв е бил този микроорганизъм, въпреки че повечето историци силно подозират, че това е дебютът на вируса на едра шарка, Variola major. (Надяваме се, че през следващите години ДНК на патогена ще бъде възстановена от археологическа проба, позволяваща определена идентификация). Междувременно най-доброто свидетелство е предоставено от плодовития медицински писател Гален, който е преживял чумата и е описал заболяване, характеризиращо се с ужасяващ пустулозен обрив, обгръщащ цялото тяло, изтекла инфекция, хеморагични случаи и висока смъртност . Просто има малко патогени, които могат да постигнат това, което е направил този зародиш. В рамките на няколко години болестта бушува от Египет до Великобритания, от Дунава до Сахара. Древните свидетели съобщават за ужасяваща смъртност и макар точните цифри да са неуловими, не е неоснователно да се мисли, че морът - известен като Антонинова чума - е отнесъл 7 или 8 милиона жертви в Римската империя. Това беше най-лошото смъртно събитие в абсолютно изражение до този момент в човешката история.

Антониновата чума порази Римската империя в самия й връх. В навечерието на чумата Римската империя беше най-мощната държава в света. Римското владичество се простирало от бреговете на Атлантическия океан до хълмовете на Сирия, отвъд Дунава до първата катаракта на Нил. Всеки четвърти жив човек е обитавал границите на империята. Те се радваха на повишаващ се жизнен стандарт, чак до избухването на мор. Голямата смъртност не беше срив на Малтусиан. Това беше гръм от небето, рязък завой в хода на историята, предизвикан от появата на зараждаща се инфекциозна болест отвъд границите. Антониновата чума беше демографска катастрофа. То не свалило Римската империя, нито осъдило империята на неизбежна гибел. Но той отбеляза повратна точка, преход към епоха, характеризираща се с по-остри социални и политически предизвикателства. Накратко, могъщата Римска империя се трансформира от микроскопичен зародиш.

Как да разберем биологично събитие от този мащаб, което може да заслужава да бъде считано за първата истинска „пандемия“ в историята? Предполагам, че отговорът ни води до същността на онова, което Майкъл Гилингс и Ян Полсен са нарекли „микробиологията на антропоцена“. Антониновата чума е възникнала на пресечната точка на човешки и природни фактори. Ако болестта наистина е била шарка, причинителят на епидемията еволюира сравнително наскоро в Африка от родовия гризач Orthopoxvirus и навлиза в Римската империя като еволюционно новородено. Той е пренесен в империята по търговските мрежи, израснали през първите векове, свързващи земите, разположени около Индийския океан. Червено море беше основен театър на римската търговия, внасяйки подправки, коприна, слонова кост, роби и др. В империята, в огромни количества. Тази търговска мрежа, сцената на започващата глобализация, също донесе микроби. Тогава чумата на Антонин беше конюнктурата на човешката трансформация на планетата със случайни, еволюционни събития, далеч извън човешкото влияние.

Gillings и Paulsen показват как бихме могли да приложим концепцията за антропоцена към изследването на микробни организми. Те предлагат рамка, в която човешката трансформация на земните системи е доминирала в екологичните и еволюционни условия на микробния живот. Gillings и Paulsen се занимават с въздействието на човешката цивилизация върху всички микробни видове и те каталогизират шест основни начина, по които човешкото изменение на околната среда е повлияло на бактерии, вируси и протозои: (1) преконфигурирането на човешкия микробиом, дължащо се главно до радикални промени в диетата на човека; (2) разпространението на антибиотична резистентност, еволюционен отговор на широкото използване на фармацевтични продукти; (3) трансформацията на глобални геохимични системи, включително азотни и въглеродни цикли; (4) разпръскване и болести (от най-непосредствен интерес тук); (5) глобално затопляне и подкисляване на океана; и (6) умишлената манипулация на човек с микробна ДНК. Гилингс и Паулсен предлагат график на човешката намеса, в който възходът на земеделието бележи началото на палеоантропоцена, Индустриалната революция стои на прага на самия антропоцен и последните 50 години трябва да се считат за голямото ускорение.

В тази публикация и една, която ще последва, бих искал да изследвам по-малката подгрупа от микроорганизми, които са способни да причинят болести при хората. На земята има може би трилион микробни видове, но повечето от този удивително разнообразен набор е безразличен за нас. Известно е (до момента) само нещо като 1400 вида, които са патогенни за хората (над 500 бактерии, около 200 вируса и различни други гъби, хелминти и протозои). Тези организми като цяло притежават молекулярните оръжия - фактори на вирулентност - които им позволяват да избегнат, подкопаят или преодолеят нашата мощна имунна система. Основните условия на физическия климат оформят и ограничават географската екология на патогенните микроби, но човешката окупация по света взаимодейства с този естествен фон, за да конфигурира глобалния пейзаж на микробите, който съществува днес. В най-големия смисъл глобалното разпространение и разпространение на тези патогени е неразбираемо, без да се отчита човешката колонизация на планетата и нашата трансформация на планетарните екосистеми.

Световна здравна организация Инфекциозни и паразитни болести карта на света

Помислете например за огромните усилия на СЗО за каталогизиране на глобалното разпределение на риска от инфекциозни заболявания. Оценката веднага разкрива, че що се отнася до опасните микроби, не е вярно, че „всичко е навсякъде“. Много видове са екологично специфични и по-специално тропиците носят голямо бреме на инфекциозни заболявания. Този модел се дължи както на природните фактори (т.е. патогените се подчиняват на „градиентния ширинен вид“, по-голямото разнообразие и богатство на целия живот в близост до екватора), така и на условни исторически фактори (силната връзка между недоразвитието и риска от инфекциозни заболявания). Едва ли ще умрете от фалципарум малария в Монреал. Но регионалното разпространение на патогени днес също отразява тежката ръка на човешката намеса. Дори през няколкото десетилетия, през които СЗО се опитва да проследи тези данни, някои микроби отстъпват по значение (всъщност малария, на много места), докато други микроби се появяват (например вирусът Зика), и двата немислимо без умишлено и неволно манипулиране на човека от околната среда. „Картата“ на СЗО за заразните болести е продукт както от природата, така и от екологичните промени, предизвикани от човека.

От гледна точка на зародиша, човешката трансформация на еволюционната среда се простира от хилядолетия назад. За да оценим човешкото въздействие върху разпространението и разнообразието от инфекциозни заболявания, трябва да си представим различните механизми, чрез които човешката трансформация на околната среда е променила натиска за подбор, действащ за патогенните микроби. По думите на историка Джон Макнийл, „за всички видове, на сушата и морето, антропоценът е преразгледал правилата за еволюция. Биологичната годност - определена като успех в бизнеса за оцеляване и размножаване - все повече зависи от съвместимостта с човешкото предприятие. Видовете, които се вписват добре в хуманизирана планета, като гълъби, катерици, плъхове, говеда, кози, раци, ориз и царевица просперират. " Същото се отнася и за патогенните бактерии, вируси, протозои и други паразити. В част II ще класифицираме някои от начините, по които нашият вид е променил коренно правилата на играта за патогенни микроби.