Климат и состав почвы не позволили чуме образовать природные очаги в Европе

Экологи выяснили, что чума не могла образовывать природных очагов заболевания в средневековой Европе. Для этого они проанализировали состав почвы и экологические условия европейской территории за последние 2000 лет. Исследователи показали, что из-за химического состава почвы, климатических условий и других факторов окружающей среды возбудитель чумы — бактерия Y. pestis — не могла долгое время жить в этом регионе. Это означает, что перед каждой эпидемией возбудитель заболевания вновь заносился в Европу извне. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Чума — это инфекционное заболевание, которое вызывает бактерия Yersinia pestis, она же чумная палочка. Переносчиками Yersinia Pestis являются блохи и другие насекомые, а естественными резервуарами (то есть популяцией организмов, где патоген может долгое время жить и размножаться) — различные группы грызунов. В таких естественных резервуарах патогены способны существовать неограниченное время, а затем, накопившись в больших количествах, могут перебрасываться на людей.

Чумная палочка становилась причиной трех чумных пандемий за последние 2000 лет. Первая — «Юстинианова чума» — длилась на протяжении двух веков, примерно с 541 года до 750 года. Вторая — «Черная смерть» — длилась с 1338 года до 1353 года, с последующими локальными вспышками вплоть до середины XIX века. Третья — началась в 1855 году и продлилась, согласно Всемирной Организации Здравоохранения, вплоть до 1960 года.

Ученых долгое время занимал вопрос о том, откуда в Европе появилась чума (об одном исследовании по этой теме мы уже рассказывали) — а главное, исчезала ли она из этого региона после окончания эпидемий или оставалась там в природных очагах. Разобраться со вторым вопросом взялась группа исследователей из Великобритании, Китая, Норвегии и Франции под руководством Нильса Стенсета (Nils Chr. Stenseth) из Университета Осло. Для этого они решили проанализировать экологические условия в ныне существующих очагах чумы в Китае и создать на основе этих данных математическую модель, которая смогла бы предсказать вероятность образования таких очагов в Европе.

Первым делом ученые проанализировали состав почвы в очагах чумы в Китае. Они отметили в ней высокий уровень кадмия, меди, железа, магния, натрия, сурьмы, и урана. Наоборот, в низких концентрациях встречались кальций, церий, молибден и иттрий. Кроме того, исследователи отметили, что высокий уровень pH среды коррелировал с вероятностью возникновения очагов чумы.

Среди других предикторов возникновения очагов чумы ученые также выделили большую высоту над уровнем моря, низкую среднегодовую температуру и низкий уровень атмосферных осадков. Исследователи считают, что эти условия являются наиболее благоприятными для жизни переносчиков заболевания, а также для их сосуществования с возбудителями.

Еще одним параметром для вероятностной модели ученых послужило число видов млекопитающих, являющихся переносчиками заболевания, которые обитают в этом регионе. Особое внимание исследователи уделили различным видам грызунов, так как они считаются основными переносчиками чумы. Проанализировав их распространение в разных регионах, ученые обнаружили, что в Европе обитает значительно меньше видов грызунов, чем в Китае и США (p < 0,001 для обоих сравнений).

После построения и калибровки вероятностной модели на данных по китайскому региону, ученые проверили ее точность на данных о потенциальных очагах чумы в США. Точность их предсказаний составила 77,5 процента — в США 24,1 процента территорий считаются потенциальными очагами чумы (модель верно предсказала 12,6 процента и неверно предсказала 11,5 процента) и 77,9 процента территорий не считаются потенциальными очагами чумы (модель верно предсказала 64,9 процента и ошиблась в 11 процентах).

Затем ученые применили свою вероятностную модель к данным по европейскому региону. Они обнаружили, что только 0,6 процента европейской территории может считаться потенциальными очагами чумы (в отдельных регионах Испании, Португалии, Франции, Италии и Греции).

Наконец, исследователи использовали свою модель для того, чтобы установить, существовали ли на территории Европы очаги чумы на протяжении последних 2000 лет. Для этого они использовали данные о среднегодовой температуре, изотермальности и уровне атмосферных осадков, восстановленных методами палеоклиматологии, восстановленные методами палеоклиматологии (данные о pH среды для предсказательной модели не использовались). Оказалось, что вероятность образования очагов чумы в Европе на протяжении последних 2000 лет не превышала 0,6 процента.

Таким образом, исследователям удалось продемонстрировать, что из-за факторов окружающей среды — высоты местности, климата региона и других — в Европе не могло образоваться природных очагов чумы, способных сохраняться долгое время. Это означает, что возбудители чумы — бактерии Yersinia Pestis — заносились на европейскую территорию несколько раз. Тем не менее ученые подчеркивают, что к предсказаниям их вероятностной модели нужно подходить осторожно, и что необходимы дальнейшие исследования этого вопроса.

Мы уже рассказывали о природных очагах чумы — но, в отличие от этого материала, о реально существующих. О том, где сегодня можно встретить черную смерть (а также о том, почему спустя столько лет ее вообще можно встретить), читайте в нашем материале «Территория черной смерти».