Юваль Ной Харари, Теренс Маккенна, Элиас Канетти доступным и понятным языком описали массу эволюционных и социальных процессов, которые помогали человеку стать тем, кем мы есть. Но как часто эволюционные преимущества оборачивались против нас самих? И как событие, развернувшееся 6500 лет назад аукается нам по сей день?
Древние бактерии и вирусы отравляют жизнь человека как минимум 37 000 лет. Также именно патогены запустили ключевое эволюционное событие 6500 лет назад. Поспособствовали этому: наша биология, общественный строй и агрокультура. Вместе эти компоненты породили «идеальный шторм», который навсегда изменил эволюционный путь человечества.
Гены, патогены и эволюция человека
Ученые из Университета Кертина в Австралии и Копенгагенского университета в Дании впервые проследили эволюционный путь вредоносных микробов, заражавших древних людей по всей Европе и Азии, и выявили резкий рост вероятности заболеваний, совпавший с появлением сельскохозяйственных животных в быту человека.
Анализируя древнюю ДНК из 279 образцов человеческих останков, охватывающих колоссальный период в 37 000 лет, исследователи выявили десятки патогенов. Это фрагменты древних генов бактерий, вирусов и паразитов, которые в те времена и заражали наших предков. Многие из этих микроорганизмов, принадлежащих к 58 родам, также были идентифицированы как предки микробов, которые до сих пор представляют для нас угрозу. Те самые предки ленточных червей, вируса гепатита B, сальмонеллы и микобактерии, провоцирующей туберкулез.
Чтобы создать пространственно-временную карту патогенов человека на основе археогенетического анализа, мы изучили данные дробового секвенирования 1313 древних людей, охватывающие 37 000 лет истории Евразии. Мы продемонстрировали широкое распространение ДНК древних бактерий, вирусов и паразитов, выявив 5486 индивидуальных совпадений с 492 видами из 136 родов. Среди этих совпадений 3384 связаны с известными человеческими патогенами, многие из которых ранее не были идентифицированы в останках древних людей.
Из материалов исследования.
Ключевое событие в эволюции патогенов и эволюции человека
И вот тут начинается самое интересное. Если посмотреть на хронологию инфекционных заболеваний, то около 6500 лет назад произошёл взрывной рост числа разнообразных патогенов, передающихся от животных к человеку. Рост достиг пикового состояния 1500 лет спустя. И этот период идеально совпадает с развитием сельского хозяйства и образа жизни, когда люди жили куда ближе к животным, чем при социальном строе охотников и собирателей.
Одомашнивание таких животных, как коровы, свиньи, овцы и куры, создало идеальные условия для миграции зоонозных патогенов от животных к человеку. Многие из наших самых разрушительных болезней, таких как туберкулёз, грипп и корь, вероятно, начались с инфекций, передающихся от животных. В пользу этого говорят зоонозные вспышки – наглядный пример того, что заражение от животных не просто часть древней истории. Обратный пример тесного симбиоза можно привести через влияние кофеина на клетки организма.
В эпоху земледелия, а также в условиях максимальной плотности социума и плохих санитарных условий эти зоонозные патогены эволюционировали и стали сверхэффективно мигрировать между своими новыми хозяевами.
Так патогенам больше не нужно было искать посредников среди животных, чтобы атаковать человека.
Патогены и рост объема мозга
В этот же период мозг человека значительно растет в объемах по сравнению с мозгом предков человека. Это одновременно способствует формированию более сложных обществ и их быстрому развитию. Однако это также делает человека более уязвимым к болезням.
Поддержка объемного мозга биологически затратна: он занимает около 2% массы тела, но потребляет 20% нашей энергии – и это в состоянии покоя. Исследователи добавили, что для обеспечения такого дорогостоящего органа энергией, вероятнее всего, требуется компромисс, и под раздачу попала иммунная система.
Исследователи сравнили реакцию иммунных клеток человека и шимпанзе на ряд вирусов и бактерий, специфичных для человека. Параллельно использовали генетически «очеловеченные» клетки мышей, трансплантацию стволовых клеток и секвенирование РНК. В результате обнаружили, что иммунная система шимпанзе реагирует быстрее и сильнее, в то время как реакции человеческих клеток были снижены, особенно в отношении ключевых генов, борющихся с инфекциями.
Воспаления и иммунитет или болезни и интеллект?
Сдержанная реакция иммунитета, возможно, помогла защитить наш мозг от разрушительных воспалительных процессов. Но также сделала нас более восприимчивыми к новым зоонозным патогенам, передающимся от животных. Те же воспалительные реакции разрушают ГЭБ, провоцируя риски шизофрении или депрессии. Хотя пик инфекций пришёл 5000 лет назад, это не означает, что число заражённых людей снизилось. Вирусы, как и наш иммунный ответ на многие из них, коэволюционируют ноздря в ноздрю.
После того, как люди подверглись воздействию множества животных патогенов, «новых» микроорганизмов, способных проникнуть в наш организм, стало меньше. Наиболее успешные из них стали эндемичными, постоянно циркулируя среди людей. В процессе этого у них развились нишевые характеристики, сделавшие их специфически человеческими микроорганизмами. Здесь примером будет туберкулёз.
Таким образом, несмотря на современные достижения медицины, люди по-прежнему чрезвычайно уязвимы для некоторых наиболее стойких и смертельных заболеваний в мире, что является побочным продуктом нашей биологической и социальной эволюции.
Наши болезни – плата за эволюцию?
В голоцене образ жизни человека существенно изменился, поскольку земледелие, животноводство и скотоводство стали ключевыми видами деятельности, но их влияние на заболеваемость инфекционными заболеваниями остаётся спорным. Наше исследование представляет собой масштабную характеристику древних патогенов по всей Евразии, предоставляя чёткие доказательства того, что идентифицируемые зоонозные патогены появились около 6500 лет назад и стабильно выявлялись до наших дней. Хотя случаи зоонозных заболеваний, вероятно, существовали и до 6500 лет назад, риск и масштабы передачи зоонозных инфекций, вероятно, возросли с широким распространением земледелия и скотоводства. Сегодня зоонозы составляют более 60% новых инфекционных заболеваний.
Из материалов исследования.
Это исследование актуально и в наши дни, поскольку мы всё ещё сталкиваемся с последствиями того, что породила наша эпоха земледелия, а древние патогены по-прежнему заражают миллионы людей. Благодаря недавно проанализированным фрагментам древних микроорганизмов исследователи смогли представить наиболее полную картину того, как сельское хозяйство навсегда изменило здоровье человека, фактически создав условия для возникновения инфекционных заболеваний, которые до сих пор преследуют нас.
И до сих пор этот «поворотный момент» в истории человечества – и гонка вооружений между человеком и патогенами – не были полностью поняты и задокументированы. Что делает исследование новым взглядом на эволюционные процессы. А также демонстрирует, насколько тесно взаимосвязан наш вид и другие организмы.
Наши результаты демонстрируют, как зарождающаяся область геномной палеоэпидемиологии может создать карту пространственного и временного распределения различных патогенов человека на протяжении тысячелетий. Эта карта будет совершенствоваться по мере изучения более древних образцов, как и наши возможности по сопоставлению распространения с генетическими, археологическими и экологическими данными. Наша текущая карта наглядно демонстрирует, что изменения образа жизни в голоцене привели к эпидемиологическому переходу, что привело к увеличению бремени зоонозных инфекционных заболеваний. Этот переход оказывал глубокое влияние на здоровье и историю человечества на протяжении тысячелетий и продолжает оказывать влияние сегодня.
Из материалов исследования.
Что ж, недавняя пандемия в лице COVID наглядно продемонстрировала, как тесное нахождение людей и животных в лабораторных условиях может изменить образ жизни всего человечества. И это не что-то «эдакое», а нормальный и естественный ход событий.
Больше про эволюцию мозга, разума, способы притопить педаль когнитивного буста и понять «кто я в этом мире» читайте в сообществе Neural Hack. Подписывайтесь, чтобы не пропустить свежие статьи!
