Tengerentúli fertőzés • Sergey Glagolev • Népszerű tudományos feladatok a "Elemeken" • Biológia

Tengerentúli fertőzés

feladat

Egészen a közelmúltig viták voltak arról, hogy a trópusi malária endemikus (helyi) betegség Dél-Amerikának, vagy hogy Afrikából származik-e a fekete rabszolgákkal együtt. Gondolod melyeket adatok felhasználhatók a vita megoldására?


Tipp 1

Most ezt a vitát megoldják. Gondoljunk arra, hogy az elmúlt 20 évben milyen adatokkal (új módszerek felhasználásával) jelentek meg, és lehetővé tette számunkra, hogy véget vessünk ennek a vitának.


2. tipp

fajta Plasmodium (a malária kórokozói) körülbelül 200 fajból áll, ebből öt parazita az emberen, a többi pedig más gerinces fajokon. Trópusi malária, amelyet a probléma említ, amit a plazmodium egyik típusa okoz. Sokféle szúnyog képes elviselni az emberi malárist. maláriaterjesztő szúnyog. Gondold át, hogyan használhatja ezt az információt, hogy megtalálja a problémamegoldás megközelítését.


döntés

Ma trópusi malária (akinek a kórokozója Plasmodium falciparum) Dél-Amerika számos területén természetesen endemikus (vagy endemikus) betegség, vagyis a helyi populációban továbbra is fennáll a külső betegek beáramlása nélkül. Remélem, egyértelmű, hogy a malária Dél-Amerikába való behatolásának időpontja kérdéses: ez történt az európaiak felfedezése és a rabszolgakereskedelem kezdete vagy ezek előtti események után?

Mindenki úgy véli, hogy a trópusi malária szülőhelye Afrika. Ezt sok tény támasztja alá.

1. Legközelebbi rokona Plasmodium falciparum P. reichenowi – afrikai nagy majmok parazita. Ezenkívül a közelmúltban kiderült, hogy P. falciparum parazitálja a gorillákat, a csimpánzokat és a bonobókat. Más főemlősökről nem tudják, hogy a malária "humanoid" típusaiban természetesen betegek (lásd 1. ábra).

Ábra. 1. Egyes típusú plasmódák egyszerűsített filogenetikus fája. Hősünk, P. falciparum, nemcsak embereket és gorillákat, hanem csimpánzokat és bonobókat is megfertőzhet. Az afrikai majmokon, mint kiderült, még több közeli faj plazmódia parazitikus. Szoros kapcsolat P. falciparum a madárinfluenza kórokozóit nem igazolja az aktuális adatok. A nature.com oldalról készült kép

2. Az emberi vonalak genetikai sokfélesége P. falciparum (mint az emberek genetikai sokfélesége) a legnagyobb Afrikában, és fokozatosan csökken a távolságtól. Általában a legnagyobb genetikai sokféleség jellemző a faj eredetének központjában, ahol a leghosszabb ideig létezik (bár más tényezők természetesen befolyásolhatják).

3. Sok káros mutáció, amely védi a heterozigóta hordozókat a trópusi maláriától, magas frekvenciákat ér el Afrikában és / vagy Ázsia legközelebbi régióiban. Ez azt jelenti, hogy itt is ez a betegség már régóta fontos szelekciós tényező.

4. Afrikai Anopheles szúnyogfajok (maláriaterjesztő szúnyog) "Élesített" a malária emberről emberre történő átvitelére, mivel az embereket az összes többi áldozatot kedvelik. Az "antropofil indexük" (a valószínűsége, hogy a következő vérszívásnál fogva harapni fog egy személy) eléri a 80-100% -ot. A világ más részein általában nem éri el az 50% -ot. Ez is jelzi a parazita és a két gazda, a szúnyogok és az emberek hosszú együttes evolúcióját.

Tehát a trópusi malária Afrikából más kontinensekre jött. De mikor és hogyan került be az új világba? Alapvetően három fő forgatókönyv létezik. Először – Észak-Eurázsia-ból érkezett az emberek Amerikában történő elsődleges migrációja során. Első pillantásra ez a forgatókönyv fantasztikus – a trópusi malária legfeljebb 1,5-2 évig tart, és egy ilyen idő alatt, egy meglehetősen hideg éghajlat hátterében, a beteg alig tudott elérni a területet Beringia útján, ahol az anopheles képes a maláriát továbbadni. De tényleg P. falciparum néha 10-13 évig páciensben élnek, így még el tudják képzelni, hogy egy fertőzött személy két-háromezer kilométert utazhat Észak-Amerika nyugati partja mentén, és "hozza" kórokozót megfelelő hordozókhoz. A második, sokkal valószínűbb forgatókönyv a malária Észak- vagy Dél-Amerikába való behatolása a kolumbiai kolumbiai túlkontaktusokban. Végül a harmadik lehetőség a trópusi malária behatolása az európaiak "felfedezése" után (nemcsak az afrikai rabszolgák, hanem maguk az európaiak is, mivel a trópusi malária széles körben elterjedt a Földközi-tengeren).

Valamilyen oknál fogva sok régész és történész a malária előtti kolumbiai országban akart találni (nyilvánvalóan, mint a kolumbiai kolumbiai kapcsolatok bizonyítéka az Óvilággal). De jelenléte bizonyítéka valójában nagyon kevés. Bizonyos művekben azonban a malária (nem trópusi) kórokozók jelenlétéről számoltak be a pre-kolumbiai korszak múmiáiban, az 1700 éves korban. Ezeket antitestekkel detektálták. Nem találtam olyan művet, amely megerősítette ezt a modern molekuláris módszerekkel (talán az egyik oka az volt, hogy a politikai méltányosság miatt nehezebben tanulmányozták a múmiákat).

Egy másik érv – az indiánok cinchona kéregének használata a malária kezelésére – nagyon gyengén indokolt. Az európaiak az amerikai felfedezést követően 150-200 évvel az amerikai felfedezésről tudósították a quinna fát, a jezsuiták maláriaellenes szerként Európába vitték őket, és valószínűleg felfedezték maláriaellenes hatását. Az indiánok az európaiakkal való kapcsolat előtt nyilvánvalóan a kéreget használták. De miért – ismeretlen. Nem is ismert azóta, amikor elkezdődött – az ásatások alatt nem találtak nyomok kéregről. Nincs említés a cinchona fáról vagy a maláriás tünetekkel járó betegségekről az inkák túlélő írásos forrásaiban. A "kolumbusz előtti" malária jelenlétével szemben további történelmi érv az, hogy az európaiak kevés fertőzést szenvedtek az amerikai fejlődés kezdeti időszakában. Az importált fertőzésekről, mint ismert, csak a helyi lakosság halt meg. Egyenlítői Afrika fejlesztésekor minden pontosan ennek az ellenkezője volt: az európaiak a malária és a sárgaláz letein haltak meg.

Talán a legfőbb érv a malária Amerikába történő korai behatolásával szemben, amely csak a közelmúltig mutatható ki, a genetikai változatok szinte teljes hiánya a helyi (indiai) etnikai csoportok között, amelyek növelik a malária ellenállását.De most a plazmódia genetikája véget vetett az érvelésnek. Egy közelmúltbeli kiterjedt vizsgálatban a populációkat tanulmányozták. P. falciparum Afrikának különböző részeiről, ahol a rabszolgákat Dél-Amerikából és Dél-Amerika különböző részeiből hozták be (lásd E. Yalcindag és munkatársai, 2012. Plasmodium falciparum többszörös önálló bevezetése Dél-Amerikában). Megállapítást nyert, hogy szinte minden amerikai populációt nemrég választottak el az afrikai populációktól. Érdekes új eredmény – hogy két csúszka volt. A Plasmodia egyik vonala Afrikából a volt spanyol birodalomba (a nyugat-indiánok és a modern mexikói és kolumbiai területek), a másik pedig az egykori portugál birodalomban átjutott a modern Brazília területére. A plazmódi ókori izolált populációk nyomai nem találhatók. Szóval rabszolgák …


utószó

Egyszerűen, a tudósok véleményének figyelembe vételével a betegségek történelméről két szélsőséges pozíciót lehet megkülönböztetni. Az első szerint az összes "humán" betegség felmerült a közelmúltban, és a háziállatokba szállították az embert a neolitikus forradalom idején vagy még később. Egészen következetesen ezt a nézetet tartja D. Diamond a híres könyvében: "Pisztolyok, mikrobák és acél". A táblázatok egyikében említést tesz az adatokról, amelyekből az következik, hogy az állatok állítólag maláriát kaptak a csirkékből és kacsákból, valamint a tehenek tuberkulózisából és himlőjéből.A Diamond nem túl bűntudatos: a kilencvenes évek végén, a könyv első kiadásának megjelenésekor sok tudós úgy gondolta (bár más szempontok is voltak, hogy a Diamond nem szól).

A második szélsőség azon a feltételezésen alapul, hogy minden paraziták (beleértve a vírusokat és baktériumokat) a gazdáikkal együtt fejlődtek. E koncepció szerint a plasmodiai fajok, például a bonobosok és a csimpánzok közötti eltérés 2-3 millió évvel ezelőtti (ezekhez szorosan kapcsolódó fajok szétválasztása során), valamint 5-6 millió évvel ezelőtti emberi és csimpánz plazmódia volt.

Mindkét szélsőséges vélemény kiderült, hogy helytelen. Tehát kiderült, hogy az emberi humán himlő vírusához legközelebb eső kórokozó nem vakcinavírus, hanem az afrikai rágcsálófajok egyike. A tuberkulózis egy "proto-tuberkulózis" fertőzésből eredő, modern emberbetegségből származott, legalább 70 000 évvel ezelőtt (talán sokkal korábban) Afrikában, és emberi eredetűvé vált az ősi tehenek és más patás állatok helyett.

A pestis megjelenése teljesen váratlan volt (a legfrissebb tudományos adatok szerint). Ez a félelmetes mikroba nyilvánvalóan csak mintegy tízezer évvel ezelőtt jelent meg, bár nincs kapcsolat a mezőgazdaság, a szantánthropikus rágcsálók és a nagy sűrűségű emberek populációival.Az ősi fajból származott (a yersiniosis okozója), valószínűleg Közép-Ázsia marmot-populációiban. A mikroba legfontosabb megszerzése az a plazmid volt, amelyen a Pla fehérje-proteáz kódolt volt (lásd Daniel L. Zimbler és munkatársai, 2015. A Yersinia pestis súlyos légzőszervi kórokozó, valamint a fekete halál korai megjelenése, egy történet arról, hogyan ártalmatlan baktérium kegyetlen gyilkos lett). Ennek a fehérjének köszönhetően a baktérium megszerezte a tüdőben való szaporodásra való képességet, és ennek következtében az egyetlen aminosav helyettesítését ebben a fehérjében – a tüdőből az emberi testben.

A trópusi maláriát nem a háziállatoktól, hanem a legközelebbi hozzátartozóktól kapták – nem az ősi parazita különbségén keresztül, hanem a gazdaszervezet egyetlen változásán keresztül. Az emberi betegségek terjedésének eredete és története virágzó terület. Mivel a molekuláris módszerek javulnak ezen a területen, a tények gyorsan felhalmozódnak, és az elméletek ugyanolyan gyorsan változnak. 2010 körül, szó szerint több hónapos intervallummal, folyamatosan megjelentek olyan cikkek, amelyek igazolták az átruházást P. falciparum ember csimpánzokból, bonobóból és gorillákból. Az utóbbi szempont győzedelmeskedett, mivel a legmegfelelőbb – különösen a vizsgált anyag mennyiségével (lásd a 2. ábrát).

Ábra. 2. Kiderült, hogy minden emberi vonal P. falciparum – a faj egyik vonalának egyik faja, gorillákon parazitálva. A nature.com oldalról készült kép

De mikor történt ez az átmenet, vagyis mikor történt az "emberi" malária? Kiderül, hogy még mindig nincs pontos választ erre a kérdésre. Nehéz kalibrálni a "molekuláris órát" a rendelkezésre álló adatok alapján (a felmerülő problémák egyértelműen az F. cikkből származnak. Prugnolle et al., 2011. A malignus malária-ágens eredetének friss áttekintése). A becslések körülbelül 10 000 évtől 300 000 évig terjednek. Ugyanilyen titokzatos a település története. P. falciparum Eurázsia. Egyes cikkekben azt feltételezik, hogy párhuzamosan állt az ember korai vándorlásával, vagyis 70 000-50 000 évvel ezelőtt. Ennek az álláspontnak az egyik érvét az emberek és a plasmódia egyre növekvő genetikai sokfélesége, mivel távolodnak Afrikától. Más szerzők úgy vélik, hogy az Eurázsia minden "natív helyi" lakossága "saját" maláriát szerzett "saját" területére való belépés után (lásd például R. Carter és KN Mendis áttekintő cikkét. ). A fő érv – a malária-rezisztenciával kapcsolatos számos mutáció a különböző populációkban különböző haplotípusok részei. Ez azt jelenti, hogy egymástól függetlenül vásárolták meg, és nem örökölte őket közös afrikai ősökből. Általában a molekuláris biológusok többet fognak tenni itt.Furcsa módon mindkét nézőpont helyes lehet (gondolom miért).

És végül – mindezen "elme játékok" gyakorlati jelentőségére, például a gorilla alom tanulmányozására a plazmid DNS izolálására. Két dolog szinte nyilvánvaló. A fő dolog – egyszer a vadon élő főemlősök állandó jelenlétében P. falciparum, képes fertőzni az embereket, korai lenne beszélni a malária teljes felszámolásáról, még akkor is, ha lehetõvé válik a betegek gyógyítása. Ráadásul a csimpánzok és gorillák között a malária aránya rendkívül magas volt. Ez azt jelenti, hogy a kicsi és magasan elszigetelt populációkban a trópusi malária hatékonyan terjedhet. És ez viszont újra felfedezheti történelmét.


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: