Почему это важно? Поскольку скученность человеческой популяции способствовала росту количества эпидемий, это начало сказываться на генах нашей иммунной системы, что повлекло за собой последствия в смысле подверженности воспалительным заболеваниям. Например, в период от 100 000 до 500 000 лет назад спонтанная мутация инактивировала ген каспаза-12, который помогает распознавать бактерии-возбудители инфекционных заболеваний. Наличие оригинальной, немутировавшей версии означало быструю и решительную реакцию на бактериальные патогены. Однако мутировавшая версия обеспечивала более медленный, вялый иммунный ответ. В момент возникновения (возможно, сотни тысяч лет назад) неактивная версия этого гена не обращала на себя внимание естественного отбора. Однако в период от 10 000 до 60 000 лет назад в общей картине заболеваний что-то изменилось. Носители неактивированной версии начали оставлять после себя больше потомков, чем те, у кого этой версии гена не было.
С какой стати нефункциональный ген получил преимущество? Как оказалось, инактивированный ген защищает от сепсиса. Тяжесть этого заболевания отчасти зависит от бактерии-возбудителя инфекционных заболеваний и от иммунного ответа человека. Сокрушительный ответный удар может привести к усилению свертывания крови, к отказу органов и даже к смерти. В наши дни умирает треть людей, пораженных сепсисом, однако у людей с двумя копиями этого мутантного гена вероятность умереть от сепсиса в восемь раз ниже по сравнению с теми, у кого их нет. Следовательно, наш ответ таков: данный ген получил распространение по той причине, что люди начали сталкиваться с большим количеством патогенов, вызывающих сепсис. Те, у кого была активная наследственная версия этого гена, имели повышенную предрасположенность к сепсису.
Другие гены также отреагировали на изменение картины заболеваний, хотя и с иными итогами. Например, нефункциональный вариант гена CARD8 также начал распространяться. Этот ген препятствует образованию воспалительного каскада. В данном случае нефункциональная версия гена подобна сломанному выключателю: лампочка остается включенной всегда и воспалительные процессы продолжают развиваться. Таким образом, в отличие от мутации гена каспаза-12, «нулевой» вариант гена CARD8 повысил способность человека бороться с микроорганизмами. Однако у такого «сломанного выключателя» есть и минус: он вызывает склонность к воспалительным заболеваниям, таким как ревматоидный артрит.
Подобно людям, другие животные, которые объединяются в большие группы и подвержены воздействию многих патогенов, также склонны терять функциональность данного гена (а значит, у них имеет место пролонгированный воспалительный ответ). Нефункциональная версия гена есть у мышей, коров и лошадей. Однако у котов и собак сохраняется работающий ген. Шимпанзе, гориллы и орангутаны (приматы, живущие относительно небольшими группами) также сохраняют функциональную версию этого гена. Напротив, макаки-резус, которые объединяются в группы из сотен особей, по всей вероятности, теряют его.
В нашем случае распространенность нефункциональной версии прямо пропорционально зависит от того, как долго наши предки занимались скотоводством и земледелием. Очень мало охотников и собирателей (10 % членов племени сан и всего 4 % индейцев пима) имеют версию «сломанного выключателя». У людей, которые начали заниматься земледелием и скотоводством относительно недавно (на протяжении последних четырех тысяч лет), этот ген встречается гораздо чаще.
Варианты этих двух генов (один включает иммунный ответ, а другой выключает его) олицетворяют иммунную дилемму: неодолимая сила (наследственный ген каспаза-12) кажется очевидным предпочтительным выбором. Однако если ваша реакция сводится к применению крайних мер каждый день, вас неизбежно ждет полный разгром. С другой стороны, если вы регулярно подвергаетесь нападению, вам необходим тот или иной вариант постоянных ответных действий («сломанный выключатель» нефункционального гена CARD8), но в таком случае вы подвержены риску воспалительного заболевания.
Иммунной системе всегда приходилось обходить такие подводные камни, с одной стороны, создавая возможности для саморазрушения, а с другой подвергаясь разрушающему воздействию условно-патогенных микроорганизмов. Осознание опасностей, которые кроются в таком балансировании, имеет большое значение для понимания нашей генетической предрасположенности к возникновению аутоиммунных заболеваний в наши дни. По всей вероятности, варианты генов, которые ассоциируются сейчас с аутоиммунными и аллергическими заболеваниями, помогали противостоять патогенам в прошлом. И почти наверняка они не создавали при этом столько проблем.
Неолит: от эдемской грязи до пандемий
Примерно около 12 000 лет назад (а может, и раньше) кто-то из обитателей Леванта намеренно посеял зерна, возможно, ухаживал за всходами, а затем собрал урожай взрослых растений. Так зародилось сельское хозяйство. Оно появилось независимо в нескольких местах: в Месопотамии (пшеница и ячмень), на африканском континенте к югу от Сахары (просо и сорго), в Юго-Восточной Азии (рис и бананы), в Китае (снова просо и рис), на плоскогорье Папуа Новой Гвинеи (корень таро), в Мезоамерике (кукуруза, бобы и томаты), а также в Южной Америке (картофель).
В этот же период произошла еще одна революция. Кто-то из обитателей Восточной Анатолии передумал сразу же убивать пойманного ягненка или овцу, а вместо этого стал заботиться о животном и со временем вырастил целое стадо. У людей долгая история взаимодействия с животными. В пещере Шове во Франции есть древние (насчитывающие 26 000 лет) отпечатки ног ребенка, которого сопровождала собака, очень похожая на волка. Люди с Запада, которые путешествовали среди охотников и собирателей в ХХ столетии, постоянно рассказывают о женщинах, которые присматривали за детенышами диких животных и пережевывали для них пищу. Однако выращивание целого стада животных представляло собой переход на другой уровень, новый симбиоз, который носил отчасти мутуалистский и отчасти паразитический характер. Животные давали молоко, шкуру, мясо и мускульную силу. В обмен на это люди кормили их и защищали от хищников.
Около 8000 лет назад, а может, и раньше, люди начали разводить крупный рогатый скот, одомашнив диких зубров на Ближнем Востоке и в Индии. Дикого кабана мы приручили еще 13 000 лет назад в Месопотамии, а затем в Восточной Евразии. Куры произошли от дикой курицы в Юго-Восточной Азии. А кони пришли с лугов современного Казахстана около 5500 лет назад.
Новая близость гоминидов, птиц, копытных и свиней сделала возможным беспрецедентный обмен паразитами и патогенами. Кроме того, оседлый образ жизни создал новые экологические ниши для животных, которые не были напрямую одомашнены. Есть мнение, что волки начали собирать пищевые отходы вокруг поселений людей в Юго-Восточной Азии около 14 000 лет назад, тем самым инициировав процесс приручения, который привел в конечном счете к появлению собаки. Кроме того, ведение сельского хозяйства подразумевало хранение зерна, что привлекло грызунов. На Среднем Востоке этому примеру последовал 10 000 лет назад небольшой пустынный кот, ставший предком всех домашних кошек. Каждый новый спутник человека приносил с собой своих паразитов. Свиньи увеличили количество контактов человека со спиральной трихинеллой (Trichinella spiralis) ужасным паразитом, проникающим в мускулатуру и мозг человека. Именно из-за него необходимо всегда хорошо проваривать или прожаривать свинину. Кошки принесли паразита «токсоплазма гондии» (Тoxoplasma gondii), жизненный цикл которого охватывает кошачьих и их жертв из числа грызунов. Собаки, по всей вероятности, принесли такой вид кривоголовки, как анкилостома двенадцатиперстной кишки (Ancylostoma duodenale). Грызуны добавили своих паразитов крысиного цепня (Hymenolepis diminuta) и карликового цепня (Hymenolepis nana). В те времена эти паразиты были относительно безобидными, особенно по сравнению с паразитами-убийцами, с которыми человеку еще предстояло встретиться, однако у них была своя цена, поэтому первые обитатели городов демонстрируют признаки более тяжелой паразитарной нагрузки.
Жители поселения Чаталхёюк в Центральной Турции, возраст которого составляет 9000 лет (его часто называют первым в мире городом), страдали от хронической анемии и поротического гиперостоза, при котором появляется множество мелких отверстий в костях. Примерно в то же время появился первый поддающийся проверке случай туберкулеза. В ушедшей под воду деревне у берегов Израиля похоронены двадцатипятилетняя женщина и ребенок, у которых есть верные признаки туберкулеза.
Однако в Леванте первые земледельцы в основном отличались более крепким здоровьем, чем их предшественники из числа охотников и собирателей. Зубы у них были лучше. Мужчины-земледельцы жили дольше. (Кроме того, они в шесть раз реже получали травмы головы, чем их предки-кочевники.) Однако один аспект жизни ухудшился: у земледельцев имелось поражение костей, указывающее на наличие воспалительных заболеваний. Для антропологов это не обязательно означает инфекцию, скорее усиленный иммунный ответ. Как мы видели выше, по мере того как контакты с патогенами становились все более распространенными, провоспалительные тенденции приобретали более благоприятные черты. Обратная сторона этого процесса тенденция к появлению хронического воспаления. Наглядное подтверждение существования такого компромисса было начертано на костях.
Менялась также и более широкая картина заболеваний. В эпоху палеолита, когда люди жили небольшими группами, паразиты применяли подход марафонца, который сводился к длительному выживанию в организме хозяина и нанесении ему как можно меньшего вреда. Однако в более крупных группах стал приемлемым другой метод: микробный блицкриг.
Эпоха эпидемий
Пять тысячелетий назад человеческие поселения стали достаточно крупными, чтобы поддерживать эпидемические заболевания. Сколько людей проживало в этих поселениях? Согласно оценкам, численность населения, необходимая для поддержки такого вируса, как корь (после первого заражения у человека возникает пожизненный иммунитет к этому заболеванию), составляет от одного миллиона до 500 тысяч человек, а в наши дни до 200 тысяч человек.
Около 5000 лет назад впервые в истории появляются эпидемии, следы которых можно найти в человеческих останках. В эпосе о Гильгамеше, которому около 4000 лет, упоминается бог войны и чумы Эрра. В египетских папирусах того же периода описано заболевание, похожее на оспу. У мумий, возраст которых составляет 3500 лет, есть повреждения кожи, напоминающие оспины. Одно из этих сохраненных тел принадлежало фараону Рамсесу V, который внезапно скончался в 1157 году до н. э., когда ему было тридцать с небольшим. Из язв на его высушенных останках ученые извлекли вирус, напоминающий оспу, прямое доказательство того, что это заболевания появилось в Древнем Египте.
Новые вирусы, вызывающие эпидемические заболевания, пришли от животных. Вирус оспы близкородствен вирусу, который заражает песчанок и верблюдов в Леванте и Северной Африке. Верблюды были одомашнены 5000 лет назад на юге полуострова Аравия. Вирус кори дивергировал от вируса чумы, поражающей крупный рогатый скот, на протяжении прошедших 2000 лет, и, по всей вероятности, это происходило не один раз: современному штамму этого вируса может быть всего 200 лет.
Пандемии неоднократно меняли ход истории. В 430 году до н. э. чума поразила Афины в тот период, когда город был осажден своим неизменным соперником Спартой. Эпидемия, длившаяся четыре года, унесла жизни каждого четвертого жителя города, в том числе самого правителя Афин Перикла. Между тем у спартанцев, по всей видимости, был иммунитет к этой болезни. Некоторые полагают, что именно спартанцы принесли чуму в Афины. Каким бы ни был источник этой первой задокументированной эпидемии чумы, историки считают ее тем самым фактором, который ускорил ослабление влияния афинян и греков в целом в Восточном Средиземноморье.
Вскоре эстафету приняли римляне, также пострадавшие от чумы. В 166 году римские войска, возвращавшиеся с Востока, принесли в Рим бедствие, опустошившее всю империю. В кульминационный момент эта пандемия каждый день уносила жизни пяти тысяч римлян, погубив в итоге каждого десятого жителя Римской империи.
А затем появилась малярия. Сельскохозяйственная деятельность по всему Средиземноморью (вырубка деревьев, строительство дорог, орошение) создала бескрайнюю среду обитания для адаптировавшегося к человеку малярийного комара, который переносил самого страшного из малярийных паразитов малярийного плазмодия (Plasmodium falciparum). К 100 году малярийная лихорадка опустошила густонаселенный район Понтийских болот к югу от Рима, на побережье Тирренского моря. Малярия не пощадила и сам город.
На пике могущества Римской империи, когда Рим был космополитическим городом с миллионом жителей, канализационной системой «Большая клоака» и акведуками, поставлявшими чистую питьевую воду, римляне отчаянно страдали от малярии и других заболеваний. Это можно определить по их телосложению. Когда римляне поселились в Центральной Европе, они были в среднем на четыре сантиметра ниже местного населения. Эта разница в росте не имела никакого отношения к генам. После распада Римской империи в V столетии римляне стали более высокими, когда ушли из мегаполиса, чтобы прокормиться за счет земли.
Однако на Востоке болезни помешали возрождению империи. В VI столетии после распада Западной Римской империи византийский император Юстиниан решил захватить бывшую римскую территорию в Северной Африке. Юстиниану удалось сделать это, но затем чума поразила его столицу Константинополь, унося до десяти тысяч жизней в день. Прошло еще 200 лет, прежде чем эта эпидемия пошла на спад (одни считали, что это оспа, а другие бубонная чума). По некоторым оценкам, к тому времени погибло около 100 миллионов человек. В тот период численность населения Земли составляла около 190 миллионов человек. Если бы не разразилась юстинианова чума, мы все могли бы разговаривать на языках, производных от древнегреческого. А когда в VII столетии армии кочевников вышли с Аравийского полуострова под знаменем новоиспеченного монотеизма, они могли бы не встретиться со старыми, загнивающими цивилизациями, которые были опустошены болезнями. За сотню лет исламский халифат распространил свое влияние с Иберии на западе по всей Северной Африке до порога Индии на востоке.
Чем выше становился уровень глобализации и взаимосвязанности в жизни человечества, тем большую тревогу вызывали эпидемии. В XIII столетии монголы создали самую крупную империю из всех, которые когда-либо видел мир. Эти знаменитые всадники правили огромной частью Евразии, простиравшейся от Тихого океана на востоке до реки Дунай на западе. И в самом центре этого участка суши они пробудили страшное бедствие.
Носителями чумной палочки (Yersinia pestis) бактерии, вызывающей бубонную чуму, были норные грызуны, сурки, жившие в степях Центральной Азии. Блохи переносили эти бактерии, поэтому жившие рядом с грызунами люди, предположительно научившись на горьком опыте, ввели строгий запрет на охоту на этих животных. Однако люди непосвященные ничего об этом не знали, а новая империя привлекала чужестранцев из всех уголков Евразии.
Записи, которые делались в тот период за пределами Европы, не позволяют точно определить, когда и как бубонная чума распространилась в Центральной Азии. Однако это все же произошло. А в 1347 году двенадцать генуэзских парусных судов, только что прибывших из Каффы (торгового порта на побережье Черного моря), принесли бубонную чуму на Сицилию. Первые очевидцы описывают «ожоговые пузыри» размером с орех в подмышечных ямках, на шее и в паху, которые сочились кровью и раздувались до размера гусиного яйца. Предсмертная агония обычно длилась три дня. Большинство зараженных людей умирали. Это страшное заболевание распространилось по средиземноморским портам, а затем и вглубь материка. Горожане спасались бегством, переезжая в сельскую местность, но болезнь следовала за ними по пятам. Врачи пытались защититься с помощью клювообразных масок, наполненных специями, но все равно умирали. В 1353 году первая (и самая тяжелая) волна «черной смерти» наконец пошла на спад. С учетом потерь, понесенных во время последующих волн, эта эпидемия унесла жизни трети жителей Европы, а может, и больше. Перемещаясь по торговым путям, которые охватывали теперь весь евразийский континент, эта эпидемия стала поистине глобальной пандемией.