Хотя естественно думать, что патогенные микроорганизмы действительно наши нехорошие родственники, которых нам не хочется размещать на ветвях нашего генеалогического дерева, эти микроорганизмы являются удивительными продуктами коэволюции. К сожалению, поскольку они считают нас своей едой, они по-своему являются таким же элегантным продуктом эгоистичных генов и сотрудничества, как и мы. Многие из них это живые ископаемые, восходящие к заре жизни, когда конкурирующие, самовоспроизводящиеся микробы доминировали в океанах до того, как жизнь колонизировала сушу или конкуренция микробов была смягчена их сотрудничеством. Примерно в то же время, когда многоклеточные растения и животные эволюционировали при поддержке мутуалистических микробов, другие микробы перешли на темную сторону. Столкнувшись с той же борьбой за размножение, эти микробы сотрудничали недобросовестно, паразитируя на других, как плохие соседи по комнате. Когда развились растения и животные, эти микробы нашли свою экологическую нишу как комменсалы, пользующиеся бесплатным транспортом и едой. Они стали изощренными тунеядцами на своих многоклеточных хозяевах, элегантно развивая свои синхронизированные и хорошо слаженные жизненные циклы, позволяющие им скрывать свой транспорт и источник пищи.

Вши и постельные клопы являются наглядными и убедительными примерами того, как эти смущающие нас родственники издавна боролись за место за нашим семейным столом и до недавнего времени были обычными паразитами людей (Рисунок 6.2). Как вши, так и постельные клопы извлекли неожиданную двойную выгоду из сельскохозяйственных революций и сопутствующих им городов с высокой плотностью их потенциальных хозяев – людей. Это остается верным и сегодня: современные нашествия постельных клопов происходят в густонаселенных многоквартирных домах в крупных городах, таких как Нью-Йорк, а не в сельской местности, где возможности их передачи ограниченны[136].

О вездесущности этих существ в густонаселенных человеческих сообществах говорит то, что щипчики для удаления гнид (яиц вшей) и маленькие гребешки для их вычесывания из волос человека являются одними из наиболее распространенных орудий, находимых в местах археологических раскопок. Удаление вшей было утомительным процессом, поэтому, называя коллегу «ловцом вшей», мы внимаем отзвуку Средневековья. В то время вши были острой проблемой, связанной с плохим состоянием здоровья и болезнями, потому что, помимо гигиенических проблем, человеческие вши могут нести и передавать потенциально смертельные заболевания: сыпной тиф, возвратный тиф и траншейную лихорадку[137].

Рисунок 6.2. Головные, лобковые и платяные вши были причиной возникновения зуда и переносчиками болезней у людей с тех пор, как мы унаследовали их от наших предков-гоминид. Они прикрепляют свои яйца или «гниды» к волосяным фолликулам, а взрослые особи цепко держатся за тело крючковидными придатками. Перерисовано на основе данных Джона Стаффорда, The Lice Capades, Daily Kos, 10 ноября 2011 г.

Человек является хозяином для трех видов вшей: головных, лобковых и платяных. Секвенирование ДНК этих биологических видов показало, что они восходят к нашим обезьяноподобным предкам: головные вши сформировались у шимпанзе 5,5 миллиона лет назад, а лобковые вши у горилл 3 миллиона лет назад. Секвенирование ДНК головных вшей, откладывающих яйца и живущих в одежде, показало, что люди начали носить одежду примерно 40 000 лет назад[138].

Постельные клопы являются еще одним человеческим эктопаразитом, процветавшим благодаря высокой плотности поселения людей. Происходя из пещер, населенных летучими мышами и древними людьми, они являются кровососущими насекомыми-паразитами, но не основными переносчиками болезней. Постельные клопы были впервые описаны греками в I веке до н. э. и являются близкими родственниками сходных с ними мелких эктопаразитов, специализирующихся на других теплокровных хозяевах. Постельные клопы сформировались 145–165 миллионов лет назад, перейдя от летучих мышей к человеку, когда люди стали ночевать в пещерах во время плейстоцена. В Средние века клопы были чрезвычайно распространены в многолюдных городах. Чтобы противостоять им, люди окуривали свои спальные места, устраивая торфяные костры и укладывая на пол листья и ежедневно их меняя, чтобы поймать клопов и уничтожить. «Спокойной ночи, приятного сна, не позволяйте клопам кусаться» – это все еще распространенная фраза из XVIII и XIX веков, когда большинство людей спали на веревочных кроватях, требовавших постоянной подтяжки для комфортного сна, и когда клопы были повсеместной проблемой[139].

Постельные клопы – это подстерегающие кровососущие паразиты, поджидающие в постелях, пока еда сама придет к ним. Они распространены в городах, отелях, студенческих общежитиях и общественных спальных местах с высокими возможностями передачи. Кроме того, они недолго передвигаются по телу хозяев, а прячутся в укромном месте, чтобы переваривать свою кровавую пищу, что затрудняет их обнаружение после укуса. Жертвы постельных клопов реагируют на их укусы по-разному: некоторые сразу же их замечают, а некоторые не реагируют на них несколько дней или недель, затрудняя обнаружение и уничтожение своих малоприметных сожителей. Подобно пиявкам, клопы впрыскивают в ранку анестетик для обезболивания и антикоагулянт, разжижающий кровь и облегчающий ее высасывание.

Клопы перестали быть основной паразитарной проблемой в начале XX века, когда широкое использование инсектицида ДДТ привело к сокращению паразитирующих на человеке насекомых, но они вернулись в крупные города в последние несколько десятилетий, когда было признано вредное воздействие ДДТ на хищных птиц и его использование было запрещено в большинстве развитых стран. Клопы сами являются дружественными хозяевами для обязательных мутуалистических бактерий Wolbachia. Этот симбиотический микроб обеспечивает клопов витаминами группы В, необходимыми им для метаболизма и размножения. В свою очередь, клопы обеспечивают своих эндосимбионтов Wolbachia метаболическими побочными продуктами[140].

Хотя мы можем легко проследить коэволюцию вшей и постельных клопов с человеком, они, несмотря на способность вшей переносить возбудителей болезней, на деле были паразитами как таковыми, а не угрозой выживанию целых популяций. Чтобы учесть более опасные, формирующие историю человечества организмы, мы должны заострить наше внимание, чтобы рассмотреть некоторых из самых мелких живых существ на Земле, наших старых микробных друзей, а в данном случае – врагов. Первыми из них являются вызывающие малярию одноклеточные организмы подцарства Protozoa рода Plasmodium.

Малярия впервые была описана в Древнем Египте в третьем тысячелетии до н. э. и является одной из самых смертельных болезней в истории человечества. Каждые 40 секунд один ребенок умирает от малярии, в результате чего ежедневно во всем мире гибнет более 2000 молодых людей в день и от одного до трех миллионов каждый год. Малярия остается серьезной проблемой для здоровья человека, несмотря на значительные усилия, с древних времен прилагаемые по ее искоренению. Она особенно опасна в тех регионах, где высокие температуры сокращают время воспроизводства возбудителя, усиливая его воздействие на человека. На протяжении всей истории многие тропические цивилизации страдали от малярии, пока не стали доступны меры профилактики[141].

Отношения между малярией и людьми тянутся с доисторических времен; малярийный плазмодий эволюционировал вместе с млекопитающими и птицами. Жизненный цикл этого паразита происходит в две стадии, одна у комаров, а вторая у позвоночных, и у каждого хозяина плазмодии размножаются бесполым путем, порождая десятки тысяч инфекционных клеток, передающихся от комара к укушенному им позвоночному или наоборот. У комаров клетки паразита проходят половой цикл, после чего мигрируют в слюнные железы для рассеивания при укусе теплокровного животного, а у позвоночных они размножаются в печени хозяина, попадая в кровоток после инкубационного периода. Этот цикл размножения вызывает лихорадку у людей, поскольку число плазмодиев в крови нарастает, что в конечном итоге способно нарушить кровоток.

Из более чем ста видов паразитов рода Plasmodium четыре предпочитают иметь хозяином человека, и два из них чрезвычайно болезнетворны. Эти ориентированные на человека паразиты разошлись с возбудителем малярии, заражающим шимпанзе (Plasmodium falciparum), от 10 000 до 20 000 лет назад, и еще ранее другой вид, Plasmodium vivax, вероятно передался от зараженных им макак нашим предкам Homo erectus[142]. Примерно к 2000 г. до н. э. у людей выработалась защита, такая как серповидные эритроциты, вырабатывающие фермент, защищающий их от возбудителя малярии. Эритроциты такой формы развивались независимо на Сардинии, в Африке и в Китае, что свидетельствует о смертельной угрозе малярии в этих регионах. Мы еще не вполне знаем, как серповидные эритроциты защищают от малярии, но меньший размер и форма клеток способны снизить интенсивность малярийных инфекций[143].

После возникновения в Африке эпидемии малярии среди людей, по-видимому, начались во время сельскохозяйственной революции, когда большие группы фермеров селились рядом с пресноводными ирригационными сооружениями, ставшими местами размножения комаров. Мы пожинаем последствия этого с четвертого и третьего тысячелетий до н. э., если основываться на самых ранних египетских и китайских письменных источниках. Греческий историк Геродот писал, что строители египетских пирамид потребляли большие количества чеснока, как считалось, предотвращавшего малярию, а фараоны, от Снефру в третьем тысячелетии до н. э. до последней царицы Египта Клеопатры VII в I веке до н. э., спали под противомоскитными сетками. Малярия распространялась вдоль знаменитых римских дорог и акведуков, а «болотная лихорадка», как ее называли в Средние века, опустошала южную Англию и прибрежную Италию. Французы, как известно, не смогли построить Панамский канал из-за эпидемий желтой лихорадки и малярии. Американцы же преуспели лишь после того, как комары были четко определены как переносчики обеих этих болезней и были предприняты меры для контроля за распространением и заражением ими людей. Ключ к строительству Панамского канала – решение проблемы малярии, а не динамит или человеческий труд[144].

Малярия продолжает оставаться одной из самых распространенных болезней, влияющих на человеческую цивилизацию, но понимание естественной истории жизненного цикла комар-плазмодий-позвоночное сводит к минимуму его воздействие. Несмотря на древнеегипетские корреляции между малярийными болотами и паразитическими насекомыми, только в 1880 г. французский врач Альфонс Лаверан идентифицировал паразитические микроорганизмы подцарства простейших (Protozoa), вызывающие малярию и другие тропические болезни. В 1897 г. Рональд Росс продемонстрировал роль комаров как посредников между простейшими и людьми, оба ученых были удостоены Нобелевских премий за свои работы (Росс в 1902 г., Лаверан в 1907 г.). Сегодня малярию контролируют ограничением мест размножения комаров в стоячей воде, теми же мерами, что использовались во время строительства Панамского канала[145].

Несмотря на предпринимаемые усилия, люди далеки от победы в эволюционной войне с пагубными микробами, о чем свидетельствуют эпидемии испанского гриппа (или «испанки») и СПИДа, а также битвы микробиологов против возбудителей болезней, видоизменяющихся и перестающих поддаваться лечению. Если об эпидемии СПИДа, убивающего более одного миллиона человек в год, в основном в Африке, сегодня хорошо известно, то об эпидемии «испанки», случившейся всего сто лет назад и унесшей за время своего распространения жизни десятков миллионов человек, в значительной степени забыли.

На самом деле, пандемия испанского гриппа, начавшаяся в 1918 г., является, вероятно, самой смертоносной зафиксированной эпидемией в истории человечества, разразившейся в конце Первой мировой войны и убившей больше людей, чем сама война. Испания пострадала не сильнее любой другой страны, но из-за комбинации занижения данных об умерших в других странах, не желавших подрывать свой боевой дух и праздновавших окончание Великой войны, и из-за заболевания испанского короля название закрепилось. В тени окончания Великой войны испанский грипп, возможно, уничтожил людей больше, чем печально известная «Черная смерть» – чума, и он был необычен как по скорости, с которой он убивал людей, так и по высокому уровню смертности среди здоровых взрослых двадцатилетних и тридцатилетних людей. Влияние «испанки» на общество полностью ускользнуло от нашего коллективного сознания: мы помним экономические трудности Великой депрессии, но не строгие карантинные меры и другие ограничения на передвижение из-за гриппа десятилетием ранее[146].

Хотя испанский грипп, вероятно, смог убить больше людей, но Черная смерть – или бубонная чума, или моровая язва, или просто чума – была самой зловещей болезнью, оказавшей наибольшее влияние на историю человечества. Чума, опустошившая Европу в середине XIV века, изменила евразийскую цивилизацию и историю, неизбирательно убив почти треть населения Земли. Недавно было показано, что вспышки чумы происходили и в Бронзовом веке, между 2500 и 700 г. до н. э., а вероятно, и раньше. Но они, как кажется, никогда не были такими массовыми или смертоносными, как Черная смерть Средневековья, стимулированная смертельным синергизмом роста численности населения, грязных городов и переноса новых болезней по торговым маршрутам Великого шелкового пути (Рисунок 6.3). В таких городах, как Лондон, Париж, Венеция, Генуя и Милан, где проживало от 25 000 до 100 000 человек, отсутствовали надлежащие системы санитарии[147]. Отходы просто выбрасывались на узкие немощеные улочки. Новые болезни транспортировались вместе с товарами, что усугубило и проблему со старыми болезнями, нашедшими новые способы все более широкого распространения. Торговые суда привозили из отдаленных стран кроме товаров также большое количество крыс, проникавших в человеческие поселения. Эти крысы были первейшей причиной передачи чумы, поскольку чума вызывается зоонозными бактериями Yersinia pestis, эндемичными для грызунов, передатчиками же заболевания людям служат клещи и блохи. У крыс заболевание протекает бессимптомно почти до самой гибели, когда животные опухают от быстрого роста бактериальной массы, закупоривающей желчные протоки. Крысиные блохи затем покидают своих погибающих или погибших хозяев, чтобы найти ближайшее теплокровное животное-хозяина.

Через один-шесть дней после укуса подмышечные и паховые лимфатические узлы пострадавшего человека становятся чувствительными и набухают в болезненные участки или бубоны, которые открываются, выделяя гнилостный гной. У заболевших людей, как правило, наблюдается спутанное сознание, бред, тошнота, ломота в конечностях и позвоночнике и высокая температура. Если лихорадка проходит, обычно наступает ремиссия, свидетельствующая о том, что иммунная система одержала верх над патогеном и теперь может его уничтожить и изгнать из организма. Однако если ремиссия не наступает, инфекция распространяется в кровь, вызывая сепсис и смерть. Септическая чума разрушает подкожные кровеносные сосуды с образованием темной сыпи из запекшейся крови, послужившей причиной названия болезни «Черная смерть». Смерть наступает через три – семь дней после заражения от внутреннего кровотечения и множественных системных нарушений. Уровень смертности нелеченной бубонной чумы составляет от 50 до 70 %, а септической чумы 100 %[148]. Чума может перейти в еще более опасную легочную форму, в результате чего пациенты кашляют кровавой вспененной слизью и распространяют болезнь воздушно-капельным путем. Легочная чума также имеет 100 % смертность, и смерть может наступить в течение нескольких часов.

Рисунок 6.3. Изображение танца смерти (1493 г.), иллюстрирующее тщетность жизни во время Черной смерти. Выполнено Михаэлем Вольгемутом. По Hartmann Schedel, Нюрнбергская хроника (1493), Wikimedia Commons.

Распространившись по Средиземноморью и Европе, чума, по оценкам, погубила от 30 до 60 % населения Европы, сократив население мира с 450 до 350–375 миллионов человек. Серьезные религиозные, социальные и экономические потрясения, вызванные последствиями этой болезни, имели катастрофические последствия для развития европейской и евразийской цивилизаций. Экономике Европы для восстановления потребовалось почти столетие, а ее населению более 150 лет (в Скандинавии почти вдвое больше). Чума сделала козлами отпущения европейских прокаженных, цыган и евреев; упал авторитет религиозных и политических лидеров, а аристократия еще сильнее обособилась, так как многие удалились в свои загородные имения подальше от центров болезни. После ухода чумы потребовалось длительное восстановление, так как средневековые города, опустошенные огромной гибелью людей, утратили не только учреждения и части своей культуры, но и социальный порядок[149].

После чумы и до эпидемий наподобие испанского гриппа, болезни стали распространяться на большие расстояния из-за активного развития мореплавания и исследовательских экспедиций европейских народов. В XVI веке попытки европейцев колонизировать Северную Америку потерпели неудачу из-за конфликтов и отсутствия сотрудничества с ее коренными народами. Но когда паломники прибыли в Новую Англию в 1620 г., они обнаружили, что местное население истерзано болезнями: поселения коренных американцев были пустынны, а побережье Массачусетса усеяно свежими могилами. Коренные американцы были заражены болезнями, с которыми они ранее не сталкивались и не имели эволюционного опыта взаимодействия с ними, но их европейские носители развили к ним иммунитет. Это привело к гибели примерно 50–80 % населения коренных американцев от оспы, гриппа и других незнакомых им заболеваний, распространившихся по всему Новому Свету. Передача болезней между европейцами и коренными американцами не была полностью односторонней: хотя и не в симметричном масштабе, но настроенные на насилие и грабеж европейцы XV века получили свою долю микробной мести Нового Света[150].

В 1495 г., всего через три года после возвращения Колумба из первого путешествия в Америку, в Неаполе произошла вспышка передаваемого половым путем сифилиса, распространяемого, по-видимому, инфицированными членами экипажа Колумба[151]. Затем сифилис быстро распространился по всей Европе, убив в течение следующего десятилетия до пяти миллионов человек. Эта новая для европейцев болезнь была особенно опасной, вызывая покрывавшие тело гнойные язвы, распад тканей, обезображивание и смерть, нередко всего в течение трех месяцев. Сифилис также нес сильную социальную стигму из-за своей сексуальной природы и явного обезображивания человека. В Италии, Польше и Германии использовалось голландское название «французская болезнь», тогда как французы называли сифилис итальянской или испанской болезнью, турки назвали его христианской болезнью, а таитяне британской болезнью. Это была болезнь врага, а коренные американцы выработали к ней иммунитет.

Сифилис оставался эпидемическим заболеванием в Европе на протяжении всей эпохи Ренессанса и вплоть XX века, когда против него было найдено лекарство. До этого сифилис лечили токсичными соединениями ртути и мышьяка (что мало чем отличается от современных методов лечения рака), а побочные эффекты обезображивания исправляли с помощью протезов и, в конечном итоге, с помощью впервые возникшей косметической пластической хирургии[152]. В конце концов, эту болезнь научились эффективно побеждать с помощью антибиотиков, в частности пенициллина, изобретение которого выросло из растущего понимания естественной истории микробной жизни.