Infecția de peste mări • Serghei Glagolev • Lucrări științifice populare pe "Elemente" • Biologie

O infecție de peste mări

sarcină

Până de curând, au existat discuții despre dacă malaria tropicală este o boală endemică (locală) pentru America de Sud sau dacă a fost adusă din Africa împreună cu robi negri. Crezi că care dintre ele datele pot fi utilizate pentru a rezolva acest conflict?


Sfat 1

Acum, această dispută este considerată rezolvată. Gândiți-vă la ce date (obținute prin metode noi) au apărut în ultimii 20 de ani și ne-au permis să punem capăt acestui litigiu.


Sfat 2

natură Plasmodium (agenți patogeni ai malariei) cuprinde aproximativ 200 de specii, dintre care cinci sunt parazitare la om, iar restul pe alte specii de vertebrate. Malaria tropicală, menționată în problemă, cauzată de unul dintre tipurile de plasmodiu. Multe tipuri de țânțari pot tolera malaria umană. Anopheles. Luați în considerare modul în care puteți utiliza aceste informații pentru a găsi o abordare a rezolvării problemei noastre.


decizie

Astăzi, malaria tropicală (a cărei agent cauzal este Plasmodium falciparum) în multe zone ale Americii de Sud, desigur, este o boală endemică (sau endemică), adică persistă în populațiile locale fără un aflux de pacienți externi. Sper că era clar că este vorba despre timpul penetrării malariei în America de Sud: sa întâmplat după descoperirea Lumii Noi de europeni și începutul comerțului cu sclavi sau înainte de aceste evenimente?

Toată lumea consideră că locul de naștere al malariei tropicale este Africa. Acest lucru este susținut de multe fapte.

1. Cea mai apropiată rudă Plasmodium falciparum P. reichenowi – parazitul maimuțelor africane. Mai mult, recent sa dovedit asta P. falciparum parazitizează gorilele, cimpanzeii și bonobii. Nu se știe că alte primate sunt bolnave de natură în aceste tipuri de malarie "umanoide" (vezi figura 1).

Fig. 1. Arborele filogenetic simplificat al unor tipuri de plasmodia. Eroul nostru, P. falciparum, pot infecta nu numai oamenii și gorilele, ci și cimpanzeii și bonobii. Pe maimuțele africane, după cum sa dovedit, mai multe specii apropiate de plasmodia sunt parazitare. Relație apropiată P. falciparum cu agenți patogeni de malarie aviară nu este confirmată de datele curente. Imagine de la nature.com

2. Diversitatea genetică a liniilor umane P. falciparum (precum diversitatea genetică a oamenilor) este cea mai mare în Africa și scade treptat cu distanța de la ea. De obicei, cea mai mare diversitate genetică este caracteristică centrului de origine al unei specii, unde există pentru cel mai îndelungat timp (deși alți factori, desigur, îi pot influența).

3. Multe mutații dăunătoare care protejează purtătoarele heterozigote de malarie tropicală ating frecvențe înalte în Africa și / sau în cele mai apropiate regiuni din Asia. Aceasta înseamnă că aici, de asemenea, această boală a acționat de mult timp ca un factor important de selecție.

4. Specii de țânțari din Africa Anopheles (Anopheles) "Ascuțită" la transmiterea malariei de la o persoană la alta, deoarece ei preferă oamenii față de toate celelalte victime. "Indicele lor antropofil" (probabilitatea ca acestea să muște o persoană la următorul sângerare) ajunge la 80-100%. În alte părți ale lumii, de obicei nu atinge 50%. Aceasta, de asemenea, pare să indice o evoluție comună lungă a parazitului și a celor două gazde, țânțari și oameni.

Deci, malaria tropicală a venit din Africa spre alte continente. Dar când și cum a pătruns în Lumea Nouă? Practic, există trei scenarii principale. În primul rând, a ajuns acolo din nordul Eurasiei în timpul migrației primare a oamenilor în America. La prima vedere, acest scenariu este fantastic – se crede că malaria tropicală nu durează mai mult de 1,5-2 ani, iar în astfel de timp, pe fondul unui climat destul de rece, este puțin probabil ca pacientul să ajungă într-o zonă prin Beringia, unde anofelii pot transmite malarie. Dar într-adevăr P. falciparum uneori trăind într-un pacient timp de până la 10-13 ani, astfel încât să vă puteți imagina în continuare modul în care o persoană infectată ar putea călători cu două sau trei mii de kilometri de-a lungul coastei de vest a Americii de Nord și să "aducă" agentul său patogen purtătorilor adecvați. Al doilea scenariu mult mai probabil este pătrunderea malariei în America de Nord sau de Sud în timpul contactelor transoceanice pre-columbiene. În cele din urmă, cea de-a treia opțiune este pătrunderea malariei tropicale după "descoperirea" Americii de către europeni (și ar fi putut fi adusă nu numai de sclavi africani, ci și de europenii înșiși, deoarece malaria tropicală a fost larg răspândită în Marea Mediterană).

Din anumite motive, mulți arheologi și istorici au vrut să găsească malarie în America pre-columbiană (aparent ca dovadă a contactelor pre-columbiene cu Lumea Veche). Dar dovezile prezenței sale erau de fapt foarte puține. Cu toate acestea, în unele lucrări sa raportat prezența agenților patogeni de malarie (nu tropicali) în mumiile din perioada pre-columbiană până la vârsta de 1700 de ani. Au fost detectate cu anticorpi. Nu am putut găsi nici o lucrare care să confirme acest lucru cu ajutorul metodelor moleculare moderne (poate că unul dintre motive a fost că a devenit mai greu să studiezi mumiile din cauza corectitudinii politice).

Un alt argument – utilizarea scoarței cinchona de către indieni pentru tratamentul malariei – este foarte prost justificată. Europenii au aflat despre copacul de quinna 150-200 de ani de la descoperirea Americii, iezuiții i-au adus în Europa ca un medicament antimalaric și au descoperit posibil efectul antimalaric. Indienii, înainte de a lua legătura cu europenii, au folosit aparent scoarța. Dar pentru ce – este necunoscut. De asemenea, nu se știe încă de când a început – nu s-au găsit urme de coajă în timpul săpăturilor. Nu există nici o mențiune despre un copac cinchona sau despre bolile cu simptome de malarie în sursele scrise supraviețuitoare ale incoștilor. Un argument istoric suplimentar împotriva prezenței malariei "pre-columbiene" este că europenii au suferit puțin de infecții în perioada inițială de dezvoltare a Americii. Din infecțiile importate, după cum se știe, doar populația locală a dispărut. La dezvoltarea Africii ecuatoriale, totul era exact contrar: europenii au murit ca muștele de malarie și febră galbenă.

Poate că principalul argument împotriva penetrării timpurii a malariei în America, care ar putea fi prezentat până în prezent, este absența aproape completă a variantelor genetice printre grupurile etnice locale (indiene) care cresc rezistența la malarie.Dar acum genetica plasmodiei pune capăt argumentului. Într-un studiu recent extins, au fost studiate populațiile. P. falciparum din diferite părți ale Africii, unde s-au adus sclavi și din diferite părți ale Americii de Sud – locurile în care au fost luați (a se vedea E. Yalcindag și alții, 2012. Introducerea independentă a Plasmodium falciparum în America de Sud). Sa constatat că aproape toate populațiile americane au fost recent separate de populațiile africane. Un nou rezultat interesant – că au existat două înclinări. O linie de Plasmodia a pătruns din Africa în fostul imperiu spaniol (prin Indiile de Vest și pe teritoriul Mexicului modern și al Columbiei), iar celălalt în fostul imperiu portughez, pe teritoriul Braziliei moderne. Nu s-au găsit urme de populații antice izolate de plasmodiu. Deci, încă sclavi …


postfață

Pur și simplu, având în vedere opiniile oamenilor de știință despre istoria bolilor, se pot distinge două poziții extreme. Potrivit primelor, toate bolile "umane" au apărut recent și au fost transmise omului de la animalele domestice în timpul revoluției neolitice sau chiar mai târziu. Destul de consistentă este părerea lui D. Diamond în faimoasa sa carte "Arme, microbi și oțel". Într-unul din tabele, el citează date din care rezultă că oamenii ar fi primit malarie de la găini și rațe și de tuberculoză și variolă de la vaci.Diamond nu este prea vinovat: la sfârșitul anilor '90, la momentul publicării primei ediții a cărții, mulți oameni de știință au crezut de fapt acest lucru (deși au existat și alte puncte de vedere despre care Diamond nu este cunoscut).

A doua extremă este presupunerea că toți paraziți (inclusiv viruși și bacterii) au evoluat împreună cu gazdele lor. Conform acestui concept, discrepanța dintre speciile plasmodiene, de exemplu, bonobos și cimpanzeii, ar fi trebuit să se fi întâmplat acum 2-3 milioane de ani (în timpul separării acestor specii strâns legate) și plasmodia umane și cimpanzei, cu 5-6 milioane de ani în urmă.

Ambele aceste opinii extreme s-au dovedit incorecte. Deci, sa dovedit că agentul patogen cel mai apropiat de virusul variolei umane nu este un virus vaccinia, ci un virus al uneia dintre speciile de rozătoare africane. Tuberculoza a apărut ca o boală umană modernă dintr-o infecție "proto-tuberculoasă" undeva în Africa cu cel puțin 70.000 de ani în urmă (probabil mult mai devreme) și a fost transmisă de la ouă la oameni ancestrali și alți unguli, nu invers.

Apariția ciumei a fost complet neașteptată (conform "celor mai recente date științifice"). Acest microb formidabil a apărut, aparent, acum aproximativ 10 000 de ani, dar fără nici o legătură cu apariția agriculturii, a rozătoarelor sinantropice și a populațiilor cu densități mari.Acesta provine din speciile ancestrale (agentul cauzator al yersiniozelor), cel mai probabil în populațiile de marmot în Asia Centrală. Achiziția principală a microbului a fost plasmida pe care a fost codificată proteina protează Pla (vezi Daniel L. Zimbler și colab., 2015. Apariția timpurie a Yersinia pestis ca un agent patogen respirator sever, precum și moartea neagră. a devenit un ucigaș nemilos). Datorită acestei proteine, bacteria a dobândit capacitatea de a se înmulți în plămâni și datorită substituției unice de aminoacizi ulterioare în această proteină – pentru a se răspândi din plămâni în întregul corp uman.

Oamenii au primit de asemenea malarie tropicală nu de la animale domestice, ci de la rudele lor cele mai apropiate – nu prin divergența parazitului ancestral, ci printr-o singură schimbare de gazdă. Originea și istoria răspândirii bolilor umane este o zonă înfloritoare. Pe măsură ce metodele moleculare din acest domeniu se îmbunătățesc, faptele se acumulează rapid și teoriile se schimbă la fel de repede. În jurul anului 2010, cu un interval de câteva luni, au fost publicate în mod constant articole care au justificat transferul P. falciparum la oameni de la cimpanzei, bonobi și gorile. Acest din urmă punct de vedere a triumfat, deoarece a fost cel mai bine dovedit – în special, de cantitatea de material studiat (a se vedea figura 2).

Fig. 2. Sa dovedit că toate liniile umane P. falciparum – o specie a uneia dintre liniile acestei specii, care parazitează pe gorile. Imagine de la nature.com

Dar când a avut loc această tranziție, adică, când a apărut o malarie "umană"? Se pare că nu există încă un răspuns exact la această întrebare. Este dificil să calibrați "ceasul molecular" în funcție de datele disponibile (problemele care apar sunt clar descrise în articolul F. Prugnolle et al., 2011. O privire nouă asupra originii agentului malariei maligne). Estimările variază de la aproximativ 10.000 de ani la 300.000 de ani sau mai mult. La fel de misterios este și istoria așezării. P. falciparum pe Eurasia. În unele articole, se presupune că sa stabilit în paralel cu migrațiile timpurii ale omului, adică cu 70 000-50 000 de ani în urmă. Unul dintre argumentele în favoarea acestui punct de vedere este diversitatea genetică care se încadrează în oameni și plasmodia în timp ce se îndepărtează de Africa. Alți autori consideră că fiecare populație "locală locală" a Eurasiei a dobândit "propriile" malarități după ce sa stabilit în "propriul" teritoriu (a se vedea, de exemplu, un articol de revizuire al lui R. Carter și al lui KN Mendis, Aspects Evolutionary and Historical of Burden of Malaria ). Argumentul principal – numeroase mutații asociate rezistenței la malarie, la diferite populații, fac parte din diferite haplotipuri. Aceasta înseamnă că au fost dobândite în mod independent și nu au fost moștenite de la strămoșii africani obișnuiți. În general, biologii moleculari vor avea mai mult de făcut aici.În mod ciudat, ambele puncte de vedere pot fi corecte (gândiți-vă de ce).

Și în sfârșit – cu privire la semnificația practică a tuturor acestor "jocuri de minte", cum ar fi, de exemplu, studiul gunoiului de gorilă pentru izolarea ADN-ului plasmodian. Două lucruri sunt aproape evidente. Principalul lucru – o dată în populațiile de primate sălbatice prezente în mod constant P. falciparum, capabilă să infecteze oamenii, va fi mai devreme să vorbim despre eradicarea completă a malariei, chiar dacă este posibil să vindecați toți bolnavii. În plus, procentul de malarie printre cimpanzeii și gorilele a fost extrem de ridicat. Aceasta înseamnă că, chiar și în cazul populațiilor mici și foarte izolate, malaria tropicală poate fi răspândită în mod eficient. Și acest lucru, la rândul său, poate aduce o nouă lumină asupra istoriei sale.


Like this post? Please share to your friends:
Lasă un răspuns

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: