Kórokozók és antropocén: csírák, gének, földrajz, 1. rész

A himlő vírus

Üdvözöljük Kyle Harper kollégánkat a blogon; életrajza az OU közreműködői oldalán található. Könyve, Róma sorsa: éghajlat, betegség és egy birodalom vége, már elérhető a Princeton University Press-nél. Ez a blogbejegyzés kibővül Harper Római Birodalommal kapcsolatos munkájából, hogy tágabban vizsgálja az emberi társadalmak és a kórokozó mikrobák közötti kölcsönhatás hosszú történetét.

166-ban Róma városát ismeretlen ellenség támadta meg. Szabad szemmel láthatatlanul ez az ellenség pusztítóbb volt, mint a rómaiak valaha találkoztak hosszú története során. Még nem tudjuk biztosan megmondani, mi volt ez a mikroorganizmus, bár a legtöbb történész erősen gyanítja, hogy a himlő vírus, a Variola major debütálása volt. (Remélhetőleg az elkövetkező években a kórokozó DNS-t kinyerik egy régészeti mintából, lehetővé téve a határozott azonosítást). Időközben a legjobb tanúbizonyságot a termékeny orvosi író, Galen nyújtotta be, aki átélte a pestist, és olyan betegséget írt le, amelyet az egész testet borzasztóan pustuláris kiütés, elhúzódó fertőzés, vérzéses esetek és magas halálozás jellemez. . Egyszerűen kevés olyan kórokozó van, amely képes megvalósítani, amit ez a csíra tett. Néhány éven belül a betegség Egyiptomtól Nagy-Britanniáig terjedt, a Dunától a Szaharáig. Az ókori tanúk borzalmas halandóságról számolnak be, és bár a pontos számok megfoghatatlanok, nem indokolatlan azt gondolni, hogy a pestis - az úgynevezett antonikus pestis - 7 vagy 8 millió áldozatot szállított el a Római Birodalomban. Ez volt az egyetlen legrosszabb halálozási esemény, abszolút értelemben, az emberi történelem addig a pontjáig.

Az antonikus pestis annak csúcsán érte a Római Birodalmat. A pestis előestéjén a Római Birodalom volt a világ leghatalmasabb állama. A római uralom az Atlanti-óceán partjától Szíria dombjáig terjedt, a Dunán túlról a Nílus első szürkehályogáig. Minden negyedik élő ember lakta a birodalom határait. Élvezték az életszínvonal emelkedését egészen a pestis kitöréséig. A nagy halandóság nem volt malthusi olvadás. Ez egy kék színű villanás volt, a történelem folyamán egy éles kanyar, amelyet a határokon túlról kialakuló fertőző betegség megjelenése váltott ki. Az antonikus pestis demográfiai katasztrófa volt. Nem buktatta meg a Római Birodalmat, és nem is ítélte el a birodalmat elkerülhetetlen végzetre. De ez fordulópontot jelent, átmenetet egy olyan korba, amelyet élesebb társadalmi és politikai kihívások jellemeznek. Röviden: a hatalmas Római Birodalmat mikroszkopikus csíra alakította át.

Hogyan kell megértenünk egy ekkora biológiai eseményt, amelyet érdemes megemlíteni a történelem első igazi „járványának”? Azt javaslom, hogy a válasz annak a középpontjába vezet, amelyet Michael Gillings és Ian Paulsen „antropocén mikrobiológiájának” neveztek. Az antonikus pestis az emberi és természeti tényezők metszéspontjában következett be. Ha a betegség valóban himlő volt, akkor a pestis kórokozója viszonylag nemrégiben, Afrikában fejlődött ki egy ősi rágcsáló Orthopoxvirusból, és evolúciós újszülöttként került be a Római Birodalomba. Az első évszázadokban kinőtt kereskedelmi hálózatokon vitték be a birodalomba, összekötve az Indiai-óceán körül fekvő földeket. A Vörös-tenger a római kereskedelem egyik fő színháza volt, amely fűszereket, selyemeket, elefántcsontokat, rabszolgákat stb. Hatalmas mennyiségben hozott a birodalomba. Ez a kezdeti globalizáció színtere, a kereskedelmi hálózat baktériumokat is hozott. Az antonikus pestis tehát a bolygó emberi átalakulásának véletlenszerű, evolúciós eseményekkel való konjunktúrája volt, amelyek messze meghaladják az emberi befolyást.

Gillings és Paulsen bemutatják, hogyan alkalmazhatnánk az antropocén fogalmát a mikrobiális szervezetek vizsgálatára. Olyan keretet javasolnak, amelyben a földi rendszerek emberi átalakulása uralta a mikrobiális élet ökológiai és evolúciós körülményeit. Gillings és Paulsen az emberi civilizáció valamennyi mikrobiális fajra gyakorolt hatásával foglalkozik, és hat fő módszert sorol fel, ahogyan az emberi környezet megváltoztatása befolyásolta a baktériumokat, vírusokat és protozoákat: (1) az emberi mikrobiom átkonfigurációja, ami elsősorban az emberi étrend radikális változásaihoz; (2) az antibiotikum-rezisztencia terjedése, evolúciós válasz a gyógyszerek széles körű alkalmazására; (3) a globális geokémiai rendszerek átalakítása, ideértve a nitrogén- és szénciklusokat is; (4) terjedés és betegség (itt a legközvetlenebb érdeklődés); (5) globális felmelegedés és az óceánok savasodása; és (6) a mikrobiális DNS szándékos emberi manipulálása. Gillings és Paulsen az emberi beavatkozás ütemtervét javasolja, amelyben a mezőgazdaság növekedése jelzi a paleoantropocén kezdetét, az ipari forradalom az antropocén küszöbén áll, és az elmúlt 50 évet a Nagy Gyorsulásnak kell tekinteni.

Ebben a következő és a követendő bejegyzésben a mikroorganizmusok kisebb részcsoportját szeretném feltárni, amelyek képesek betegségeket okozni az emberekben. Talán egy billió mikrobiális faj létezik a földön, de ennek a csodálatosan sokszínű tömbnek a nagy része közömbös számunkra. Csak eddig mintegy 1400 faj ismert (eddig), hogy patogén az emberre (több mint 500 baktérium, mintegy 200 vírus, valamint egyéb gombák, helminták és protozoonok válogatása). Ezek az organizmusok általában rendelkeznek a molekuláris fegyverekkel - virulencia faktorokkal -, amelyek lehetővé teszik számukra az erőteljes immunrendszerünk kikerülését, felforgatását vagy legyőzését. A fizikai éghajlat háttérállapotai alakítják és korlátozzák a kórokozó mikrobák földrajzi ökológiáját, de a földgömb emberi foglalkozása kölcsönhatásba lépett ezzel a természetes háttérrel, hogy konfigurálja a csírák globális táját, amely ma létezik. A legnagyobb értelemben ezen kórokozók globális eloszlása és elterjedtsége érthetetlen anélkül, hogy figyelembe vennénk a bolygó emberi gyarmatosítását és a bolygó ökoszisztémáinak átalakulását.

Egészségügyi Világszervezet Fertőző és parazita betegségek világtérkép

Gondoljunk például a WHO óriási erőfeszítéseire a fertőző betegség globális megoszlásának katalogizálása érdekében. Az értékelésből azonnal kiderül, hogy ami a veszélyes mikrobákat illeti, nem igaz, hogy „minden van mindenütt”. Számos faj ökológiailag specifikus, és különösen a trópusokon van súlyos fertőző betegség. Ez a mintázat mind a természetes tényezőknek (azaz a kórokozóknak engedelmeskednek a „szélességi fajok gradiensének”, az Egyenlítő közelében lévő összes élet nagyobb változatosságának és gazdagságának), mind a függő történelmi tényezőknek (az alulfejlettség és a fertőző betegség kockázata közötti szoros összefüggésnek). Nem valószínű, hogy falciparum malária miatt hal meg Montrealban. De a kórokozók regionális megoszlása ma az emberi beavatkozás nehéz kezét is tükrözi. Még abban a néhány évtizedben, amikor a WHO megpróbálta nyomon követni ezeket az adatokat, egyes csírák jelentősége visszaszorult (valójában sok helyen a malária), míg más baktériumok jelentek meg (például a Zika vírus), amelyek mindkettő elképzelhetetlen a környezet szándékos és akaratlan emberi manipulálása nélkül. A WHO fertőző betegség „térképe” mind a természet, mind az ember által vezérelt ökológiai változások eredménye.

Csíra szempontjából az evolúciós környezet emberi átalakulása évezredekre nyúlik vissza. A fertőző betegségek előfordulására és sokféleségére gyakorolt emberi hatás értékeléséhez el kell képzelnünk azokat a különféle mechanizmusokat, amelyek révén a környezet emberi átalakulása megváltoztatta a patogén mikrobákra ható szelekciós nyomást. John McNeill történész szavaival élve: „az antropocén minden fajra, szárazföldön és tengeren egyaránt, felülvizsgálta az evolúció szabályait. A biológiai alkalmasság - a túlélés és a szaporodás üzleti sikereként definiálva - egyre inkább az emberi vállalkozással való kompatibilitás függvénye. Azok a fajok, amelyek szépen illeszkednek egy humanizált bolygóra, mint például a galambok, mókusok, patkányok, szarvasmarhák, kecskék, rákfű, rizs és a kukorica. ” Ugyanez nyilvánvalóan érvényes a patogén baktériumok, vírusok, protozoonok és más paraziták esetében is. A II. Részben osztályozunk néhány módot, amellyel fajunk alapvetően megváltoztatta a kórokozó mikrobák játékszabályait.