Patogeneza. Jak zarazki ukształtowały historię świata

Człowiek ma skłonność do przeceniania swojej roli w dziejach świata. Choć wielu filozofów i naukowców pokazało mu już miejsce w szeregu, ciągle postrzega się jako korona stworzenia – pan i władca Ziemi, niemal w pojedynkę decydujący o narodzinach, rozkwicie i schyłkach imperiów i kultur. Po lekturze „Patogenezy” trzeba się będzie definitywnie rozstać z tym mitem.

Powołując się na najnowsze badania z różnych dziedzin, od genetyki i antropologii po archeologię i ekonomię, Jonathan Kennedy zabiera nas w niezwykłą podróż w czasie. Śledzi wpływ bakterii i wirusów na upadek neandertalczyków, rozwój chrześcijaństwa i islamu, przejście od feudalizmu do kapitalizmu, podboje kolonialne czy ewolucję Stanów Zjednoczonych od imperialnego zaścianka do globalnej superpotęgi.

„Oddolna” perspektywa, którą przyjmuje autor, pozwala mu pokazać, jak wielką siłą w dziejach ludzkiej cywilizacji była i jest biologia. I jak skromnie wypada przy niej intelekt, w którym człowiek tak często widzi swoją „supermoc” i cudowną broń.

Na trzystu stronach Kennedy wędruje przez pięćdziesiąt tysięcy lat historii, a pod koniec tej wędrówki trudno nam nie przytaknąć, że choroby zakaźne są naszym stałym towarzyszem i ostatecznym wrogiem. To opowieść niezwykle błyskotliwa, autor potrafi wpleść Tolkiena, Grę o Tron i Monty Pythona w niezapomniane i przystępne wyjaśnienia dotyczące genetyki, biologii ewolucyjnej czy demografii. „Patogeneza” jest lekcją pokory dla ludzkości.
– Kate Womersley, „The Spectator”

Gdzie się kończy teleskop, zaczyna się mikroskop.
Wiktor Hugo, Nędznicy, przeł. K. Byczewska

Po drugiej stronie lustra

Według Zygmunta Freuda w zachodniej nauce dokonały się trzy wielkie rewolucje i każda z nich stanowiła cios dla przekonania gatunku ludzkiego o jego wyjątkowym statusie – tudzież, jak sam to ujął, dla naszej „naiwnej miłości własnej”. Pierwsza rewolucja, zapoczątkowana przez Kopernika, polegała na odkryciu, że Ziemia nie jest centrum wszechświata, lecz tylko jedną z kilku planet krążących wokół Słońca. Pomimo tego zawodu wciąż mogliśmy się pocieszać wywiedzionym z Księgi Rodzaju przekonaniem, że Bóg stworzył nas na swoje podobieństwo i dał nam władzę nad lądem, morzem oraz zwierzętami, aczkolwiek ulokował nas na kompletnych peryferiach kosmosu. Potem jednak pojawił się Karol Darwin i wykazał, że ludzie są tylko jednym z wielu gatunków zwierząt, a w dodatku łączy nas z małpami stosunkowo niedawny wspólny przodek. Trzecią wielką rewolucją naukową, zdaniem Freuda, było jego własne odkrycie nieświadomości. Uzmysłowienie sobie, że nie kontrolujemy nawet swoich procesów myślowych, było – jak przekonywał – „najdotkliwszą porażką” dla „ludzkiego urojenia wielkości”1.
Sugestia Freuda, że psychoanaliza ma o wiele donioślejsze znaczenie od rewolucji kopernikańskiej i darwinistycznej, wydaje się, delikatnie rzecz ujmując, dość egocentryczna2. Ale samo spostrzeżenie, że im więcej ludzie dowiadują się o otaczającym ich świecie, tym większą mają świadomość, jak niewiele w nim znaczą, jest bardzo trafne. Teleskopy na przykład pozwoliły udowodnić, że Ziemia jest bardzo maleńką planetą krążącą wokół mało istotnej gwiazdy w galaktyce zawierającej co najmniej sto miliardów gwiazd, która sama w sobie jest tylko jedną z wielu miliardów galaktyk we wszechświecie. Ponadto w nauce dokonały się również inne rewolucje, które jeszcze bardziej osłabiły nasze wysokie o sobie mniemanie. Dla mnie najważniejszą było odkrycie świata tak rozległego jak przestrzeń kosmiczna, a zarazem tak maleńkiego, że niewidocznego gołym okiem: królestwa bakterii, wirusów i innych drobnoustrojów3.
Na początku XVII wieku Galileusz zauważył, że gdy odwrócił układ soczewek w teleskopie, nagle mógł za jego pomocą ujrzeć bardzo małe obiekty4. Po raz pierwszy w historii ludzie zyskali techniczną możliwość obserwowania drobnoustrojów. Ale Galileusz wolał się skupić na obserwacji gwiazd oraz planet na niebie i dopiero pięćdziesiąt lat później pewien właściciel sklepu z galanterią męską w Delfcie w Niderlandach zaczął zgłębiać świat mikroskopijnych organizmów. Soczewki opracowane przez Antoniego van Leeuwenhoeka początkowo służyły mu do sprawdzania jakości tkanin, którymi handlował. Po pewnym czasie jednak zainteresował się światem przyrody. W listach do Towarzystwa Królewskiego w Londynie opisywał, że we wszystkim, od kropli wody po kamień na naszych zębach, roi się od drobnych żyjątek, które nazywał „animalkulami”. Był zachwycony tym, co zobaczył: „Moje oczy nigdy nie oglądały przyjemniejszego widoku”5. Odkrycie przez Leeuwenhoeka królestwa mikroskopijnych organizmów można uznać za wydarzenie najbardziej w całych dziejach przypominające wpadnięcie do króliczej nory, przejście na drugą stronę lustra albo przedostanie się przez starą szafę do świata fantastycznych stworzeń.
Dopiero w drugiej połowie XIX wieku, a więc dwieście lat później, naukowcy zaczęli w pełni uświadamiać sobie znaczenie świata, na który przez przypadek natknął się Leeuwenhoek. Francuski chemik Ludwik Pasteur zrewolucjonizował nasze rozumienie przyrody, demonstrując, w jaki sposób animalkule wpływają na rozmaite procesy, między innymi na fermentację winogron, kwaśnienie mleka czy gnicie mięsa. Udowodnił również, że chorób i infekcji nie wywołują bogowie, czarna magia, brak równowagi między humorami, brzydkie zapachy albo niepomyślny układ planet. Ludzie chorują wtedy, gdy do ich ciał dostają się obecne w środowisku drobniutkie, niewidoczne patogeny. Teraz jednak zyskaliśmy również całkowitą jasność, że animalkule nie są tylko nośnikami rozkładu, choroby i śmierci. W ostatnich kilku dekadach badacze zaczęli doceniać to, jak szerokie spektrum ról – niezbędnych do funkcjonowania naszej planety, naszych ciał, a nawet umysłów – odgrywają bakterie i wirusy. Ludzkie życie, które pod każdym względem jest niezwykle złożone, byłoby niemożliwe bez drobnoustrojów.

Drzewo życia

Latem 1837 roku, wkrótce po zakończeniu pięcioletniego rejsu dookoła świata na pokładzie statku HMS Beagle, Karol Darwin sporządził w swoim notatniku rysunek, który opatrzył słowami: „Tak myślę”. Ten prosty szkic przypominający rozgałęzione drzewo przejrzyście oddaje główne założenia koncepcji, która stanie się znana jako teoria ewolucji drogą doboru naturalnego: jeśli populacja jednego gatunku żyje w różnych środowiskach i podlega przypadkowym zmianom – w połączeniu z wykształceniem w drodze doboru naturalnego cech zapewniających przewagę w każdym z tych środowisk z osobna – wówczas dochodzi do powstania odrębnych gatunków. Proces ten, powtarzający się raz po raz przez setki milionów lat, odpowiada za kalejdoskopową rozmaitość form życia na naszej planecie. Jeśli bowiem nakreślimy na papierze genealogię wszystkich żywych stworzeń, będzie ona wyglądać właśnie jak rozłożyste drzewo.
U samej podstawy jego pnia znajdziemy ostatniego uniwersalnego wspólnego przodka (last universal common ancestor, LUCA): jednokomórkowy, przypominający bakterię organizm będący odległym przodkiem wszystkich żywych stworzeń, w tym ludzi. Od tego przodka wszystkie żywe organizmy – od płetwala błękitnego przez sekwoje olbrzymie po bakterie – odziedziczyły wspólne cechy, takie jak DNA, w którym przechowywane są informacje genetyczne, czy stanowiącą uniwersalne źródło energii cząsteczkę zwaną ATP. Jeśli podążymy w górę drzewa, zauważymy, że pień rozdziela się na trzy konary, które reprezentują trzy wielkie domeny życia. Dwie z nich składają się z organizmów niewidocznych dla ludzkiego oka: bakterii i archeonów, czyli przypominających bakterie jednokomórkowych drobnoustrojów[1]. Trzeci konar tworzą eukarionty, które wyróżniają się tym, że przechowują DNA w jądrze komórkowym i posiadają wyspecjalizowane struktury zwane mitochondriami do produkcji energii. Ta kategoria obejmuje wszystkie złożone organizmy, w tym zwierzęta, rośliny i grzyby, lecz na potężnym drzewie życia tworzy zaledwie kilka drobnych gałązek. Na Ziemi istnieje około 8,7 miliona gatunków zwierząt, roślin i grzybów6 w porównaniu – jak się szacuje – z bilionem różnych typów bakterii i archeonów7. Eukarionty stanowią mniej niż 0,001 procent wszystkich gatunków żyjących na naszej planecie.
Amerykański paleontolog Stephen Jay Gould twierdzi, że „przyjmując wszelkie możliwe, uzasadnione lub słuszne kryteria, bakterie są – i zawsze były – dominującymi formami życia na Ziemi”8. Jedną z przyczyn jest sama długość czasu, jaki istnieją. Nasza planeta powstała około 4,6 miliarda lat temu. Około miliarda lat później, jak pokazują dowody zachowane w skamielinach, pojawiły się pierwsze ślady życia bakterii. Jednokomórkowe eukarionty powstały około 1,8 miliarda lat temu, ale potrzeba było jeszcze ponad miliarda lat, żeby wyewoluowały z nich najstarsze wielokomórkowe zwierzęta, a i one były zaledwie drobnymi, podobnymi robakom stworzeniami. Ludzie to stosunkowo młody gatunek, odłączyliśmy się od szympansów jakieś sześć do ośmiu milionów lat temu9, a najstarsze ślady Homo sapiens pochodzą sprzed trzystu tysięcy lat10. Trudno objąć ludzkim rozumem tak rozległe okresy, ale jeśli wyobrazimy sobie owe 4,6 miliarda lat jako jeden rok kalendarzowy, wówczas bakterie pojawią się wczesną wiosną. Na wyewoluowanie ludzi trzeba czekać do ostatniej półgodziny przed północą 31 grudnia11.
Bakterie są wszędzie. Znaleziono je w lodowcach w Antarktyce i na dnie oceanu w miejscach, w których gorąca woda wydostaje się z wnętrza Ziemi. Żyją wiele kilometrów pod powierzchnią ziemi i wiele kilometrów ponad nią, gdzie wpływają na formowanie się chmur i niewykluczone, że przyczyniają się nawet do powstawania błyskawic12. Występują tak licznie, że pomimo ich niewielkich rozmiarów całkowita masa wszystkich bakterii na naszej planecie jest trzydzieści pięć razy większa niż masa wszystkich zwierząt, a tysiąc razy przewyższa masę ludzi13. Bakterie są jednak nie tylko wszechobecne: mają one również głęboki wpływ na naszą planetę.
Około dwóch i pół miliarda lat temu nasz świat niemal w całości pokrywała woda, z wyjątkiem pojedynczych stożków wulkanicznych wystających ponad jej powierzchnię14. Będący składnikiem atmosfery metan wywołał efekt cieplarniany, który sprawił, że na Ziemi panowały znacznie wyższe temperatury niż obecnie. W powietrzu oraz w wodzie występowało niewiele wolnych cząsteczek tlenu lub nie było ich w ogóle, ponieważ znajdowały się uwięzione w związkach chemicznych. Życie na Ziemi składało się wyłącznie z bakterii beztlenowych. Świat zaczął się zmieniać wraz z pojawieniem się cyjanobakterii – zielononiebieskich sinic, które wykorzystują promienie słoneczne do przeprowadzania fotosyntezy. Dzięki temu procesowi cyjanobakterie znacznie skuteczniej wytwarzały energię i zyskały olbrzymią przewagę ewolucyjną. Nastąpił ich gwałtowny rozkwit. W ciągu kilkuset milionów lat wypuściły one do oceanów i atmosfery ogromne ilości tlenu, będącego produktem ubocznym fotosyntezy.
Ten proces wielkiego utleniania, który nastąpił po okresie katastrofy tlenowej, całkowicie przekształcił naszą planetę15. Część wyprodukowanego przez cyjanobakterie tlenu łączyła się w powietrzu z metanem, tworząc dwutlenek węgla, znacznie mniej efektywny gaz cieplarniany. Kiedy Ziemia uległa ochłodzeniu, pokrywy lodowe sięgały aż do zwrotników. Poziom morza obniżył się i z wody wyłoniły się lądy. Ślady organizmów eukariotycznych w skamielinach wskazują, że pojawiły się one niedługo po tym, jak atmosfera ziemska stała się bogata w tlen. Nie jest to zbieżność przypadkowa. Wszystkie rośliny i zwierzęta wytwarzają energię za pomocą oddychania tlenowego, które jest dwadzieścia razy bardziej efektywne od oddychania beztlenowego – i co za tym idzie, znacznie lepiej nadaje się do utrzymywania przy życiu dużych, wielokomórkowych organizmów16.
Drobnoustroje w dalszym ciągu odgrywają kluczową rolę w utrzymywaniu atmosfery pozwalającej na istnienie złożonych form życia. Obecne w oceanach cyjanobakterie wciąż wydzielają tlen do atmosfery. Fitoplankton – przeprowadzające fotosyntezę mikroorganizmy żyjące w morzach – odpowiada co najmniej za połowę całego tlenu wytwarzanego przez żywe organizmy17. A bakterie pełnią szereg innych niezmiernie ważnych funkcji. Przetwarzają węgiel, azot, siarkę i fosfor w substancje odżywcze, które mogą być wykorzystane przez zwierzęta, rośliny i grzyby. Gdy zaś te organizmy obumierają, w procesie rozkładu zwracają zawarte w nich związki chemiczne do ekosystemu. Nie będzie przesadą stwierdzenie, że dzięki bakteriom Ziemia stała się możliwa do zamieszkania przez złożone formy życia, w tym również i ludzi. Ten świat należy do bakterii, my jesteśmy tu tylko dzikimi lokatorami.

Walka o byt

Darwin nie wziął swojej teorii ewolucji znikąd. Jak wiemy z jednego z jego notatników, we wrześniu 1838 roku, nieco ponad rok po naszkicowaniu rysunku przedstawiającego drzewo życia, przeczytał Prawo ludności, opublikowaną czterdzieści lat wcześniej pracę Thomasa Malthusa. Darwina zaintrygował argument, według którego niepoddana żadnej kontroli populacja rośnie w tempie znacznie szybszym niż zdolność ludzi do produkowania żywności, co prowadzi do „walki o byt”. Zgodnie z darwinowskim rozumieniem świata przyrody wszechobecny konflikt o dostęp do ograniczonych zasobów stanowi motor zmian ewolucyjnych i te jednostki oraz gatunki, które zdołają przetrwać i się rozmnażać, zastąpią te, którym się to nie uda. Mniej więcej w tym samym czasie Darwin studiował również wydane w 1776 roku Bogactwo narodów Adama Smitha i można uznać, że jego model ewolucji „to zasadniczo teoria ekonomiczna Adama Smitha przełożona na świat przyrody”: odwołuje się w nim bowiem do niewidzialnej ręki doboru naturalnego18.
Niemniej część biologów kwestionuje obecnie podstawowe założenie darwinizmu, według którego przyroda – by posłużyć się słowami Alfreda Tennysona – to „skąpane w czerwieni kły i pazury”. Lynn Margulis, jako młoda uczona Uniwersytetu Bostońskiego w latach sześćdziesiątych, zmierzyła się z nierozwiązaną wówczas zagadką mikrobiologii, czyli pochodzeniem komórek eukariotycznych, będących podstawowym budulcem złożonych form życia. Są one większe od bakterii jednokomórkowych i archeonów, a także inaczej zbudowane, zawierają bowiem pewne wyspecjalizowane struktury – w tym jądro, w którym mieści się większość DNA komórki, mitochondria wytwarzające energię za pomocą oddychania tlenowego, a w przypadku roślin i glonów – odpowiadające za fotosyntezę chloroplasty.
Margulis postawiła hipotezę, że mitochondria powstały jako wolno żyjące bakterie zdolne do wytwarzania energii z tlenu19. Według badaczki komórki eukariotyczne narodziły się, gdy jedna z tych bakterii tlenowych została wchłonięta przez większy organizm jednokomórkowy, najprawdopodobniej archeon. Oba organizmy zaczęły wówczas koegzystować w obrębie jednej błony komórkowej, a bakteria tlenowa produkowała energię w zamian za dostarczane jej paliwo. W ciągu setek milionów lat organizmy te wyewoluowały w komórki eukariotyczne. Było to możliwe dzięki temu, że zawierały mitochondria specjalizujące się w wytwarzaniu energii i tym samym mogły stać się większe i przekształcić w bardziej złożone organizmy.
Margulis swoją teorią zasadniczo podważyła dominujące darwinowskie rozumienie ewolucji. Jeśli ewolucja drogą doboru naturalnego była zastosowaniem reguł kapitalizmu w duchu Smitha do świata flory i fauny, to teoria endosymbiozy nosi wyraźne ślady komunizmu utopijnego rodem z wyobrażeń Karola Marksa: „Każdemu mikrobowi według jego zdolności, każdemu według potrzeb”. Margulis wywróciła na nice koncepcję „przetrwania najsilniejszych”, przekonując, że organizmy rozwijają się, kiedy ze sobą współpracują. Początkowo inni naukowcy zareagowali na to z obojętnością pomieszaną ze sceptycyzmem. Margulis wysłała artykuł, w którym przedstawiła swoją teorię, do piętnastu czasopism naukowych, zanim w końcu znalazła redakcję skłonną opublikować jej pracę. W latach osiemdziesiątych jednak za pomocą nowych metod badawczych udało się wykazać, że mitochondrialny DNA znacząco różni się od DNA w jądrze komórkowym, co potwierdzało słuszność hipotezy Margulis. Stało się również jasne, że chloroplasty powstały w wyniku podobnego procesu i wykształciły się z wolno żyjących cyjanobakterii20.
Odkrycie Margulis nie obaliło teorii ewolucji drogą doboru naturalnego. Udowodniło natomiast, że zarówno rywalizacja, jak i współpraca stanowią ważny czynnik ewolucji. Tym samym gruntownie zmienił się sposób, w jaki naukowcy postrzegają historię złożonych form życia. Pierwszym i najważniejszym krokiem ewolucyjnym nie były następstwa rywalizacji wewnątrz gatunków, lecz bliska współpraca między różnymi domenami życia. Wszystkie złożone organizmy, jakie kiedykolwiek żyły – zwierzęta, rośliny i grzyby – są potomkami symbiotycznego związku między archeonami i co najmniej jedną bakterią. Współpraca może być i jest przyczyną zmian w świecie przyrody.
W ostatnich latach stało się jasne, że kluczową rolę w ewolucji człowieka odegrały również interakcje między złożonymi formami życia a wirusami. Mało tego, niektóre spośród naszych najważniejszych funkcji życiowych zostały nabyte w wyniku infekcji wirusowych sprzed setek milionów lat.

Zawirusowany świat

Wirusy zazwyczaj nie są umieszczane na „drzewie życia”, ponieważ zajmują one niejednoznaczny obszar pomiędzy światem istot żywych i martwych. W przeciwieństwie do bakterii, archeonów i eukariontów nie są zbudowane z komórek, czyli podstawowych części składowych organizmów żywych zdolnych do wytwarzania energii i rozmnażania się. Wirusy składają się z materiału genetycznego – w postaci DNA lub jego siostrzanej cząsteczki RNA – okrytego płaszczem białkowym. Na swój sposób stanowią one bezwładny układ materii. Gdy jednak zdołają się przedostać do komórki żywego organizmu – zdołają ją zainfekować – przejmują jej mechanizm i za jego pomocą reprodukują kolejne swoje kopie. Ten proces nierzadko kończy się dla ich gospodarza śmiercią.
Wirusy, nawet jak na drobnoustroje, są bardzo małe. Niektóre bywają setki razy mniejsze od przeciętnej bakterii. Wirusy są tak maleńkie, że nie pozostawiły po sobie nawet śladów w skamieniałościach. Ich pochodzenie wciąż pozostaje niewyjaśnione. Mogły wyłonić się tuż przed narodzinami życia jednokomórkowego albo zaraz po jego powstaniu, albo z samych pierwszych organizmów jednokomórkowych. W każdym razie wirusy przez większość – jeśli nie całość – swojego liczącego trzy i pół miliarda lat istnienia potrafiły infekować żywe komórki. Można je znaleźć wszędzie tam, gdzie występuje materia ożywiona, i znacznie przewyższają liczebnie wszystkie formy życia na Ziemi – łącznie z bakteriami. Litr wody morskiej zawiera ponad sto miliardów cząsteczek wirusów, a w jednym kilogramie suchej gleby mieści się ich w okolicach biliona21. Całkowitą ich liczbę na naszej planecie szacuje się na około 1031 – czyli jeden z trzydziestoma jeden zerami22. Ale jedynie dwieście dwadzieścia rodzajów wirusów jest w stanie zainfekować organizm człowieka23. W większości są to bakteriofagi, inaczej fagi – nazwa pochodzi od greckiego słowa oznaczającego „pożerać”. Fagi każdego dnia zabijają od dwudziestu do czterdziestu procent wszystkich bakterii i w ten sposób utrzymują równowagę w różnych ekosystemach, od oceanów po nasze ciała, gwarantując, że żaden szczep bakterii nie stanie się zbyt liczny24.
Retrowirusy są specyficznym typem wirusów, które reprodukują się, umieszczając kopię własnego DNA w genomie komórki gospodarza. Gdy jednak retrowirus infekuje komórkę jajową lub plemnik, dzieje się coś niezwykłego: zawirusowany DNA zostaje przekazany każdej komórce w każdym kolejnym pokoleniu. Ludzki genom składa się w ośmiu procentach z takich właśnie genów25. Wiele z tych sekwencji DNA zdaje się nie mieć większego wpływu na ludzkie ciało, ale infekcje retrowirusowe pozwoliły naszym odległym przodkom nabyć zdolności, które okazały się fundamentalne dla istnienia gatunku ludzkiego. Jednym z takich niezwykłych przykładów jest gen odziedziczony po infekcji retrowirusowej sprzed około czterystu milionów lat, odgrywający kluczową rolę w formowaniu się wspomnień. Koduje on bowiem maleńkie pęcherzyki białka, które pomagają przenosić informacje pomiędzy neuronami w sposób przypominający to, jak wirusy przenoszą swoją informację genetyczną z komórki do komórki26. Myszy laboratoryjne, którym usunięto ten gen, nie są w stanie tworzyć żadnych wspomnień.
Kolejnym zadziwiającym przykładem zdolności, jaką nasi przodkowie nabyli od retrowirusów, jest żyworództwo. Pierwsze zwierzęta rozmnażały się, składając jaja, i większość stworzeń w królestwie zwierząt dalej tak robi. Ale gdzieś pomiędzy dwieście a sto milionów lat temu podobne do ryjówki stworzenie rozwinęło zdolność noszenia swoich młodych wewnątrz własnego ciała – była to nadzwyczajna przewaga ewolucyjna, ponieważ rozwijający się płód jest w ciele matki o wiele bezpieczniejszy. Jest to możliwe jedynie dzięki łożysku, przejściowemu narządowi, który przyczepia się do macicy i pozwala na transport substancji odżywczych oraz tlenu od matki do dziecka, w przeciwnym kierunku zaś odprowadza dwutlenek węgla i zbędne produkty, nie wywołując zarazem niebezpiecznej reakcji ze strony układu odpornościowego matki. Nigdzie indziej w naszym ciele nie napotkamy podobnego sprzęgnięcia, jakie zachodzi pomiędzy łożyskiem a macicą. Kiedy genetycy przyjrzeli się genowi odpowiadającemu za powstanie tej współpracy, odkryli, że wygląda on niemal tak samo jak geny wykorzystywane przez retrowirusy do tworzenia białek, które następnie przyczepiają się do atakowanych komórek bez wywołania odpowiedzi immunologicznej27. Naukowcy doszli do wniosku, że zasadnicza funkcja łożyska nie wykształciła się stopniowo w procesie ewolucji drogą doboru naturalnego, ale została nabyta w chwili, gdy retrowirus umieścił swój DNA w genomie jednego z naszych przodków. Gdyby więc przed setkami milionów lat któryś z naszych odległych przodków nie zaraził się tym maleńkim wirusem, ludzie zapewne dalej rozmnażaliby się poprzez składanie jaj.

Przerysowywanie drzewa życia

Gatunek ludzki pojawił się na planecie, którą zamieszkiwała już olbrzymia liczba bakterii i wirusów. Ludzie mogli przetrwać i rozwijać się tylko dzięki temu, że nabyli zdolność obrony przed potencjalnie szkodliwymi dla nich drobnoustrojami. W sumie choroby zakaźne zabiły przez wieki tylu ludzi, że stanowią one jeden z najsilniejszych czynników kształtujących ewolucję człowieka. Szacuje się, że wirusy – w tych częściach komórek, na które oddziałują – odpowiadają za trzydzieści procent wszystkich mutacji genetycznych od czasu, kiedy nasz gatunek odłączył się od szympansów28. Czarna śmierć – wywołana przez pałeczkę dżumy, Yersinia pestis – zgładziła nawet do sześćdziesięciu procent całej ówczesnej populacji, a wielu z tych, którzy przetrwali, udało się to jedynie dlatego, że mieli geny wzmacniające reakcję immunologiczną29. W Afryce Subsaharyjskiej malaria zabiła tyle osób, że nazywa się ją „najpotężniejszą znaną siłą doboru naturalnego w historii najnowszej ludzkiego genomu”30. A zatem to wcale nie najsilniejsi ani najbardziej inteligentni przedstawiciele naszego gatunku przetrwają na tyle długo, żeby przekazać swój DNA następnemu pokoleniu; będą to raczej ludzie posiadający najbardziej skuteczny układ odpornościowy, który pozwala uporać się z atakami chorób zakaźnych, lub osoby obdarzone mutacjami, które sprawiają, że ich komórki są bezużyteczne dla drobnoustrojów. Wiele z tych mutacji nie tylko zapewnia odporność na patogeny, ale ma również pozytywny wpływ na funkcjonowanie komórek. To zaś sugeruje, że człowiek toczył walkę o przetrwanie z zarazkami, a nie z samcami alfa czy drapieżnikami stojącymi na szczycie łańcucha pokarmowego.
Nasze ciało wręcz roi się od mikroskopijnych form życia. Każdy z nas gości u siebie około czterdziestu bilionów bakterii – to znaczy, że nieco przewyższają one całkowitą liczbę ludzkich komórek31. Wirusy? Tych jest co najmniej dziesięć razy więcej. Ogółem ludzki mikrobiom – czyli wszystkie drobnoustroje żyjące w naszym ciele – waży od jednego do dwóch kilogramów, tyle samo co nasz mózg32. Ogromna większość tych wirusów i bakterii nie powoduje u nas żadnych chorób. Wiele z nich zresztą ewoluowało przez miliony lat wraz z naszymi przodkami, tworząc z nimi ścisłą i opartą na wzajemnych współzależnościach relację. Innymi słowy, ludzie przerzucili na mikroby część zasadniczych zadań. A to dlatego, że bakterie potrafią przystosowywać się do nowych sytuacji szybciej niż ludzie. Podczas gdy nasze komórki zawierają dwadzieścia–dwadzieścia pięć tysięcy genów, mikrobiom liczy ich około pięciuset razy więcej33. Olbrzymia liczba genów, a także fakt, że bakterie rozmnażają się o wiele szybciej niż bardziej złożone formy życia i są zdolne przekazywać geny „horyzontalnie”, pomiędzy różnymi gatunkami, pozwala im ewoluować znacznie szybciej od ludzi. Współpraca między drobnoustrojami a ludźmi najlepiej się sprawdza w jelitach, gdzie bakterie mają pod dostatkiem pożywienia w postaci białka, tłuszczów i węglowodanów, a w zamian pomagają nam uporać się z tak istotnymi procesami jak trawienie pokarmów oraz produkcja witamin i minerałów. Wirusy ponadto utrzymują nas w zdrowiu, zwłaszcza fagi, które zabijają w naszych organizmach szkodliwe bakterie.
Pojawia się coraz więcej dowodów na to, że mikrobiom jelitowy ma duży wpływ na mózg człowieka. Sami zresztą od dawna to przeczuwaliśmy. Rozmaite wyrażenia językowe łączą bowiem nasze mózgi z brzuchami: można mieć na przykład przeczucie (gut feeling) albo instynkt (gut instinct) w jakiejś sprawie; można mieć motyle w brzuchu, niekiedy strach ściska nam żołądek, a czasem przewracają się w nas flaki; można też przeżuwać jakiś problem. Niedawno w komentarzu redakcyjnym w czasopiśmie „Nature” stwierdzono: „Jeszcze dziesięć lat temu pogląd, że mikroorganizmy w jelitach człowieka mogą oddziaływać na nasz mózg, często odrzucano jako absurd. […] Ale to już przeszłość”. Inspiracją do napisania tego tekstu było badanie bakterii znajdujących się w próbkach odchodów przeszło dwóch tysięcy Belgów34. Z ponad pięciuset przeanalizowanych szczepów bakterii więcej niż dziewięćdziesiąt procent było w stanie wytworzyć takie neuroprzekaźniki jak dopamina czy serotonina, które odgrywają kluczową rolę w regulowaniu nastroju. Jako że umiejętność ta jest rzadko spotykana u bakterii żyjących w ciałach zwierząt, wygląda na to, że szczepy występujące u człowieka ewoluowały przez miliony lat, by wytworzyć przekaźniki chemiczne pozwalające im komunikować się ze swoim gospodarzem i wpływać na jego funkcjonowanie. Jak z ewolucyjnego punktu widzenia wyjaśnić, dlaczego bakterie produkują substancje chemiczne poprawiające nam nastrój? Może chodzi o to, że dzięki nim stajemy się bardziej towarzyscy i tym samym dostarczamy bakteriom sposobności do skolonizowania innych organizmów.
Następnie badacze porównali mikrobiomy uczestników eksperymentu, u których rozpoznano depresję, z tymi, którzy nie mieli takiej diagnozy, i odkryli dwa rodzaje bakterii – Coprococcus i Dialister – występujące powszechnie u osób zdrowych, za to nieobecne u osób chorujących. Obie bakterie wytwarzają substancje o właściwościach przeciwdepresyjnych. Nie jest to wprawdzie ostateczny dowód na związek pomiędzy mikrobiomem jelitowym a ludzkim umysłem, ale stanowi dość interesujący punkt wyjścia – zwłaszcza jeśli weźmiemy pod uwagę liczne badania na temat powiązań mózgu z bakteriami jelitowymi u „wolnych od drobnoustrojów” myszy i szczurów35. Odkrycia te rozbudziły nadzieję, że pobrane od ludzi ze zdrowymi mikrobiomami przeszczepy kału zapewnią w przyszłości bardziej skuteczne leczenie depresji niż prozac czy psychoterapia.
Konsekwencje tego wszystkiego są zdumiewające. Okazuje się, że nie tylko wyewoluowaliśmy z bakterii, a niezbędne do życia odcinki naszego genomu nabyliśmy od wirusów. Wiemy już teraz, że nasze ciała, a nawet nasze mózgi są w stanie funkcjonować w taki, a nie inny sposób dzięki niezbędnemu współudziałowi drobnoustrojów, które ewoluowały wraz z naszymi przodkami wewnątrz ich organizmów. Odkrycie, że bakterie obecne w naszych jelitach mogą wpływać na nasze uczucia i zachowania w niedostrzegalny, lecz istotny sposób, wskazuje, że ludzie nie są nawet zdolni w pełni kontrolować własnych umysłów. Skoro natomiast bakterie i wirusy w tak znacznym stopniu decydują o tym, kim jesteśmy na poziomie indywidualnym, to jaką rolę odgrywają na płaszczyźnie zbiorowej? Albo, ujmując rzecz inaczej, w jaki sposób drobnoustroje wpłynęły na rozwój ludzkich społeczeństw i sferę polityki? Jak wpłynęły na bieg naszej historii?

Historia widziana z dołu, nie z góry

Kolejne odkrycia w naukach przyrodniczych ukazują, jak mało znaczący i bezsilny w ogólnym rozrachunku jest gatunek ludzki. Pomimo tego ludzie dość wolno reagują na te wszystkie rewelacje. Większość z nas wciąż zachowuje antropocentryczny pogląd na świat. W dalszym ciągu wyobrażamy sobie, że nasz gatunek sprawuje władzę nad przyrodą, choć wszelkie dowody temu przeczą. Nasza planeta nadal jest postrzegana jako rodzaj sceny, na której ludzie odgrywają najważniejsze role. Takie podejście najbardziej uwidacznia się w sposobie, w jaki większość z nas traktuje historię.
Tradycyjnie za główną siłę napędową historii uważa się charyzmatyczne, odważne, wizjonerskie jednostki, w dodatku w większości są to mężczyźni. Jak w połowie XIX wieku napisał szkocki filozof i historyk Thomas Carlyle: „Historia świata nie jest niczym innym, jak biografią wybitnych ludzi”36. Teorię tę obwiniano o to, że przyczyniła się do narodzin totalitarnych dyktatorów w rodzaju Hitlera i Stalina, i od połowy XX wieku stała się niemodna wśród zawodowych historyków. Pomimo tego wielu z bohaterów Carlyle’a wciąż było czczonych: i to dosłownie, jak w przypadku Jezusa, Mahometa i – w pewnym sensie – Marcina Lutra, a także w przenośni, jako bohaterowie narodowi, tacy jak Aleksander Wielki[2], Jerzy Waszyngton, Napoleon czy „założyciel Europy” Karol Wielki. XX wiek dostarczył nowy poczet „wybitnych ludzi”, a częściej po prostu złoczyńców: Lenin, Stalin, Churchill, Roosevelt, Hitler, Mao, de Gaulle i tak dalej. Do grona współczesnych bohaterów zaliczają się również kobiety, jak chociażby Eva Perón czy Margaret Thatcher. Dział historii w waszej lokalnej bibliotece oraz dokumentalne filmy historyczne, jakie w najbliższych dniach pojawią się w telewizji, będą niewątpliwie zdominowane właśnie przez te postacie37.
Główną alternatywą dla teorii o wybitnych jednostkach jest koncepcja, którą francuski historyk Lucien Febvre określił na początku lat trzydziestych jako histoire vue d’en bas et non d’en haut, czyli „historię widzianą z dołu, nie z góry”38. Wyznający ją badacze skupiają się na masach zwykłych kobiet i mężczyzn, nierzadko zmagających się z wyzyskiem i uciskiem. W tym ujęciu to właśnie skumulowana energia ich wysiłków przyczynia się do postępowych zmian w wymiarze społecznym, politycznym i ekonomicznym. Klasyczną ilustrację tego podejścia można znaleźć w takich książkach jak The Making of the English Working Class [Narodziny angielskiej klasy robotniczej] E. P. Thompsona z 1963 roku czy Ludowa historia Stanów Zjednoczonych Howarda Zinna z 1980 roku. Idea historii widzianej z dołu jest znacznie bardziej inkluzywna niż ta oparta na składaniu hołdów kilku bohaterskim jednostkom, aczkolwiek wciąż skupia się ona na ludziach jako głównej sile napędowej historii.
Niniejsza książka proponuje nowy sposób postrzegania świata z wykorzystaniem przedstawionych w tym rozdziale odkryć naukowych: nie tylko ogólnego stwierdzenia Freuda, że ludzie zajmują w świecie o wiele mniej istotną pozycję, niż kiedyś sądziliśmy, ale też przyznania, że drobnoustroje odgrywają w życiu ludzi o wiele ważniejszą rolę, niż skłonni bylibyśmy uwierzyć jeszcze kilka lat temu. W medycynie patogeneza opisuje powstawanie i rozwój (génesis lub γένεσις) choroby (páthos lub πάθος) ze szczególnym uwzględnieniem sposobu, w jaki patogeny wnikają do naszych komórek, i wpływu, jaki to wywiera na nasze organizmy. Na następnych stronach przyjrzymy się temu, jak wirusy, bakterie i inne drobnoustroje oddziałują na różne skupiska ludzi w sferze politycznej, gospodarczej i społecznej. Jest to historia widziana z bardzo niskiej perspektywy. Zamiast tysiącom lub milionom „małych” ludzi pracujących wspólnie na rzecz zmiany świata przyjrzymy się roli, jaką zupełnie nieświadomie w dziejach odegrały miliardy lub biliony mikroskopijnych wirusów i bakterii.
Prawie pięć dekad od swojego pierwszego wydania w 1976 roku książka Williama McNeilla Plagues and Peoples [Zarazy i ludzie] pozostaje najczęściej czytaną i najważniejszą publikacją na temat wpływu epidemii na społeczeństwa, politykę i gospodarkę. Ale w tym czasie tyle się zmieniło, że należy przyjrzeć się temu zagadnieniu na nowo. W latach siedemdziesiątych głównym materiałem dowodowym były relacje naocznych świadków, którzy przeżyli okresy pandemii. Dostarczały one nieocenionych informacji na temat przeszłości, ale były jednak dość skąpe, a ponadto dotyczyły głównie najnowszej historii oraz społeczeństw piśmiennych. Na pierwszych stronach zresztą McNeill przyznaje, że „brak dokładnych danych pozwalających stworzyć historię ludzkich infekcji”. W źródłach historycznych istnieje tyle luk, że McNeill, próbując zbudować w Plagues and Peoples spójną i przekonującą narrację, w równej mierze opierał się na faktach, co na własnej wyobraźni. Jeszcze w 2017 roku amerykański politolog i antropolog James C. Scott ubolewał nad niedostatkiem dowodów naukowych w tej sferze: „Osobiście uważam, że choroby zakaźne są »najgłośniejszą« ciszą w neolitycznym zapisie archeologicznym”39.
Mniej więcej w tym samym czasie, kiedy powstała książka Plagues and Peoples, archeolodzy i antropolodzy próbowali przeanalizować szkielety ludzi pierwotnych pod kątem oznak chorób zakaźnych. Niestety nie zdołali ustalić zbyt wiele, ponieważ ogromna większość patogenów nie pozostawia w kościach widocznych śladów. W wielu przypadkach jedyną możliwością, żeby dowiedzieć się czegokolwiek na temat stanu zdrowia ludzi prehistorycznych, było oszacowanie ich wzrostu. W tamtym czasie musiało się wydawać, że wiemy już wszystko, co tylko możliwe, na temat zależności pomiędzy chorobami zakaźnymi a historią. Jednak rozwój badań DNA w ostatnich kilku latach zrewolucjonizował nasze rozumienie patogenów oraz przeszłości, a szkielety sprzed tysięcy lat zaczęły odsłaniać przed nami liczne zadziwiające sekrety. W książce tej zbieram te przełomowe odkrycia, o których w większości pisano jedynie na łamach specjalistycznych czasopism naukowych i poza światem akademickim nie są one szeroko znane. Umieszczam je zarazem w kontekście badań z innych dyscyplin naukowych, takich jak archeologia, historia, antropologia, ekonomia i socjologia.
Epidemie chorób zakaźnych pochłonęły w przeszłości miliony istnień i zdziesiątkowały całe cywilizacje, ale spowodowane przez nie spustoszenia stworzyły możliwości do wyłonienia się nowych społeczeństw oraz idei. W ten sposób patogeny odegrały istotną rolę w wielu z najważniejszych w dziejach przemian społecznych, politycznych i gospodarczych: przejściu od planety zamieszkiwanej przez wiele gatunków człowieka do takiej, która została zdominowana przez Homo sapiens; zastąpieniu nomadycznego społeczeństwa zbieracko-łowieckiego przez osiadłą kulturę rolniczą; upadku wielkich imperiów świata antycznego; przekształceniu chrześcijaństwa i islamu z niewielkich sekt religijnych w Palestynie i Hidżazie w religie na skalę światową; przejściu od feudalizmu do kapitalizmu; dewastacji dokonanej przez europejski kolonializm; rewolucjach rolniczej i przemysłowej, a także w narodzinach nowoczesnego państwa opiekuńczego. Mam nadzieję, że gdy skończycie lekturę tej książki, zmienicie sposób myślenia o historii i roli, jaką odgrywa w niej nasz gatunek – że przekonam was do tego, iż współczesny świat w równym stopniu co przez ludzi został ukształtowany przez żyjące w nim drobnoustroje.