Записи о работорговле помогают определить, когда люди впервые укусили комаров желтой лихорадки | Наука

Около 500 лет назад жилая в городе, кусающая человека форма комара желтой лихорадки Aedes aegypti начали совершать поездки из портов Западной Африки во время трансатлантической работорговли. Он распространился в Америку, а затем в Азию, вызвав столетия вспышек болезней в колониальном мире. Сегодня его глобально инвазивные потомки выступают в качестве основных переносчиков вирусов желтой лихорадки, Зика, чикунгуньи и денге, в совокупности вызывая сотни миллионов инфекций каждый год.

Но как именно комар желтой лихорадки впервые эволюционировал, чтобы кусать людей, заставляя его скрываться на кораблях и процветать в новых местах, остается неясным. Исследователи сходятся в общих чертах истории: субпопуляция А. эгипти отделился от безобидного предка, предпочитавшего жить в лесах и питаться животными, а не людьми. «Мы не знали, когда, как и почему все это произошло», — говорит Ноа Роуз, биолог-эволюционист из Калифорнийского университета (UC) в Сан-Диего. Теперь Роуз провел геномный анализ, который пришел к выводу, что судьбоносный раскол произошел около 5000 лет назад, в период естественного изменения климата в западноафриканском Сахеле, на южной границе Сахары.

«Мы смогли действительно рассказать естественную историю А. эгипти используя геном», — говорит Атанас Бадоло, энтомолог из Университета Джозефа Ки-Зербо в Уагадугу, Буркина-Фасо, который помогал собирать комаров и был соавтором исследования. Эти геномы также выявили намек на быструю, продолжающуюся эволюцию, которая всего за последние несколько десятилетий позволила этому виду охотиться на людей и, вероятно, еще более эффективно распространять болезни в африканских городах. Об этих выводах «The [researchers] представили убедительные доказательства», — говорит Р. Николас Лу, популяционный генетик из Калифорнийского университета в Беркли, который не участвовал в текущем исследовании.

Команда Роуза начала с отбора проб различных популяций комаров желтой лихорадки как в лесах, так и в городах. В 2020 году исследователи сообщили, что комары, проявляющие наибольшее предпочтение к человеческим запахам, по-видимому, скопились в засушливых городских сообществах в Сахеле, что позволяет предположить, что первые комары, ориентированные на человека, вероятно, эволюционировали именно там, привлеченные в города, потому что они предлагали плотные человеческие популяции и воду в течение длительного времени. сухие сезоны.

Для своего нового анализа команда Роуза обратилась к вычислительной технике, обычно применяемой для реконструкции человеческих миграций из расходящихся геномов, разбросанных по всему миру. Как только две биологические популяции разделены и больше не могут скрещиваться, их геномы со временем все больше расходятся. Накопленные мутации служат часами, которые, если их откалибровать с известными датами, можно перемотать назад, чтобы точно определить даты расхождений. В этом случае графики, сравнивающие геномы комаров, собранные в Африке и в Бразилии, показали два интенсивных миграционных события: одно между Африкой и Америкой, а другое, гораздо более раннее, когда все А. эгипти популяции сначала разошлись.

Экологи считают, что пик трансатлантической миграции комаров пришелся на 1800 год, в разгар трансатлантической работорговли. Наряду с примерно 80 000 порабощенных людей, угоняемых через океан каждый год, комары желтой лихорадки укрывались во время этих путешествий, откладывая яйца в бочках с водой и пируя на людях на борту.



Это время помогло Роуз откалибровать дату более раннего события миграции, когда все А. эгипти насекомые сначала разделились на лесного и городского типов. «Это просто умно, — говорит Сэди Райан, медицинский географ из Университета Флориды, не участвовавшая в исследовании. теперь принимается онлайн в журнале электронная жизнь.

Роуз говорит, что 5000-летняя цифра появления любящих человека комаров желтой лихорадки, вероятно, в регионе Сахеля, вписывается в убедительную экологическую картину. Как раз в то время сухой климат превращал Сахару из лугов в пустыню. Когда воды стало не хватать, часть комаров, возможно, приспособилась откладывать яйца в емкости для хранения воды в населенных пунктах на краю пустыни. Затем комары переключились с оппортунистического кормления любыми животными вокруг на самые обильные источники пищи в этой новой среде обитания: людей.

А. эгипти продолжает развиваться. Геномный анализ, проведенный Роузом, также выявил еще одно продолжающееся эволюционное событие в быстро урбанизирующихся средах, таких как дом Бадоло в Уагадугу. Это регион, где доминируют предки комаров, кусающих животных. Но за последние 20-40 лет, в тот же период, когда в этих сообществах наблюдался взрывной рост городов, кровожадные комары смешались с более доброкачественными местными популяциями. Теперь гены, связанные с адаптированными к человеку комарами, растут, вероятно, потому, что они дают преимущество в постоянно меняющейся среде обитания.

Роуз говорит, что эволюция комаров может объяснить закономерности передачи болезней. Например, в Буркина-Фасо произошла первая современная вспышка денге в 2016 году, и с тех пор болезнь возвращается каждый год. И комары Уагадугу все еще меняются: энтомологи, стоящие за предстоящим исследованием, обнаружили А. эгипти быстро адаптировались к размножению в общественных местах для мытья рук, установленных во время пандемии COVID-19. «Я думаю, что в ближайшие годы ситуация ухудшится, — говорит Бадоло.

Исследования, подобные этому, с использованием науки и истории, являются долгожданным событием, говорит Дж. Р. Макнейл, историк окружающей среды из Джорджтаунского университета, который утверждает, что комары желтой лихорадки изменили карибскую колониальную историю на 2 столетия. По его словам, желтая лихорадка дала местным армиям — например, той, которой командовал Туссен-Лувертюр для освобождения Гаити, — решающее преимущество перед захватчиками с иммунной системой, которая была незнакома с вирусом. «Я нахожу это действительно захватывающим поворотом в исторической профессии и, в более широком смысле, во всем сообществе ученых и ученых, интересующихся прошлым».