В популярной культуре летучие мыши традиционно ассоциируются с сверхъестественными силами зла и вызывают у многих страх. Но 2020 год, похоже, нанес по их репутации по-настоящему сокрушительный удар. Не так давно выяснилось, что рукокрылые являются природным резервуаром для огромного числа опасных вирусов. Среди которых и SARS-CoV-2, вызвавший пандемию COVID-19. Все это послужило поводом для полной демонизации летучих мышей. Из-за страха распространения смертельных инфекций люди в разных уголках мира принялись даже истреблять этих животных, поставив под угрозу исчезновения некоторые виды.
В чем уникальность рукокрылых
Сегодня в мире насчитывается более 1,2 тыс. рукокрылых. Это примерно 20-25% от всего разнообразия млекопитающих. Летучие мыши встречаются на всех континентах Земли, кроме Антарктиды. Однако большая их часть проживает в тропических регионах. Несмотря на то, что популяция рукокрылых столь огромна, они остаются одними из самых загадочных и малоизученных животных. Но даже то немногое, что сегодня ученые знают о них, удивляет.
Летучие мыши очень долго живут. В среднем, семиграммовая особь может прожить до 43 лет, что равно приблизительно 1 тыс. лет жизни человека. Ни одно животное в мире, имеющее похожие размеры и скорость метаболизма, не живет так долго.
Рукокрылые — единственные крылатые, способные к очень длинным и скоростным горизонтальным полетам. Самки летучих мышей весом 11-12 грамм могут развивать скорость до 160 км/ч и выше. Например, максимальная скорость горизонтального полета черного стрижа — около 120 км/ч.
Несмотря на долгожительство и высокую численность, рукокрылые остаются очень сложным объектом для изучения. И не только потому, что большинство видов проживает на труднодоступных территориях. Прежде всего, их очень трудно содержать в неволе. В отличие от бесчисленных вивариев для грызунов по всему миру, подобных заведений для летучих мышей очень мало. И если фруктоядные виды еще относительно легко прокормить, то насекомоядные куда более требовательны. Приученные к охоте, они не воспринимают мертвых насекомых в тарелке как добычу. Поэтому исследователям приходится устраивать целые представления, чтобы их накормить.
Стивен Гудман, полевой биолог Департамента зоологии в Полевом музее естественной истории Чикаго, США:
«Мы часто используем длинные щипцы, в которые помещаем маленьких червячков и других насекомых. В процессе кормления мы размахиваем ими перед летучими мышами, имитируя полет. Только так они соглашаются есть. Еще одна сложность заключается в том, что у некоторых рукокрылых искажено пространственное восприятие. Находясь в клетках, они продолжают думать, что могут без ограничений летать — поэтому часто врезаются в клетку и получают серьезные травмы. Нередко приходится использовать клетки меньшего размера, но это очень ограничивает активность животных, и, как следствие, затрудняет изучение их метаболизма и вообще физиологии. Но и это не все. Изучение каждой новой колонии рукокрылых представляет собой совершенно уникальную задачу. Потому что все летучие мыши очень разные: как генетически, так и иммунологически. По этой причине опыт по изучению одного вида может дать крайне ограниченное представление о другом виде».
Но, пожалуй, самая яркая их особенность — это уникальная иммунная система. Рукокрылые — природный резервуар для огромного числа вирусов. Некоторые исследователи предполагают, что виром этих млекопитающих — то есть общее количество всех вирусов — самый большой в мире животных и может исчисляться тысячами. Впрочем, любые современные представления об общем количестве вирусов летучих мышей — лишь модели и экстраполяции, точных данных у науки по-прежнему нет.
Какие вирусы переносят и передают летучие мыши
Первая попытка подсчитать и систематизировать все вирусы рукокрылых была предпринята учеными в 2006 году. Этим занялась международная группа из пяти исследователей под руководством вирусолога Чарльза Кэлишера. Чтобы собрать все известные на тот момент данные о вирусах летучих мышей, группа ученых работала несколько месяцев без выходных. Конечно, сегодня этот список существенно дополнен. Но 12 лет назад данные о количестве переносимых рукокрылыми инфекций впечатлили многих ученых. При этом сами рукокрылые лишь иногда болеют и погибают от бешенства: с остальными инфекциями их иммунная система удивительным образом справляется. Как именно, до конца ученым неизвестно. Все предположения о том, какие особенности иммунной системы позволяют им избегать инфицирования многими опасными вирусами, лежат сегодня лишь в поле гипотез.
Чарльз Кэлишер, вирусолог, почетный профессор Колорадского Государственного Университета, США:
«Пока нам известно, что в организме летучих мышей поддерживается относительно высокий уровень интерферонов — сигнальных молекул, которые вызывают первоначальную иммунную защиту от инфекции и обычно генерируются только после того, как иммунные клетки хозяина обнаруживают вирус.
Такие особенности приводит к тому, что некоторые вирусы, которые умудряются выживать в организме летучих мышей, начинают новый путь эволюции: вырабатывают интерферон-блокирующие белки и становятся более опасными. При передаче человеку такие вирусы способны существенно сокрушать иммунную систему, прежде чем она успевает хоть как-то отреагировать.
Одна из самых распространенных гипотез, объясняющих уникальные особенности их иммунитета, связана с адаптацией организма летучих мышей к длительным горизонтадьным полетам. В такие моменты температура их тела может приближаться к 38-42 °C (в зависимости от вида). А частота сердечных сокращений может доходить до 1 тыс. ударов в минуту. К примеру, у человека такая продолжительная активность могла бы вызвать серьезный стресс, впрочем, как и у любых других организмов. Вероятно, поэтому летучие мыши имеют гораздо более эффективную и более точно настроенную иммунную систему».
Из всех вирусов, которые носят в себе рукокрылые, зоонозными (то есть передающимися человеку) являются:
- вирус бешенства;
- вирус Марбурга;
- вирус Эболы;
- генипавирусы (а именно вирусы Нипах и Хендра);
- коронавирусы (SARS-CoV и SARS-CoV-2).
Если от бешенства можно спастись, поставив прививку, то, например, от вирусов Хендра и Нипах нет ни лекарства, ни вакцины. Они передаются от человека к человеку через промежуточных хозяев: свиней, лошадей, коз, овец, собак — то есть домашних животных. У людей генипавирусы вызывают острые респираторные болезни, а также менингиты и тяжелые энцефалиты с лихорадкой. Летальность очень высокая: от 30 до 85% случаев.
Чарльз Кэлишер:
«Первая зарегистрированная вспышка вируса Нипах, поразившая Малайзию, произошла в 1999 году. 105 из 265-ти зараженных человек погибли. Распространение инфекции началось на свинофермах, которые располагались близко к лесистой части, где обитали плодовые летучие мыши. Точно неизвестно как именно произошла передача инфекции, но есть две версии. Либо летучие мыши сбрасывали остатки своей пищи с деревьев вниз, где разгуливали свиньи и подбирали ее, либо рукокрылые и свиньи как-то соперничали за еду. Но так или иначе, вирус передался оральным путем, то есть через пищу или воду, всем фермерским свиньям. Чтобы остановить распространение смертельной инфекции, пришлось забить сотни тысяч этих животных, потому что они не только сами умирали от вируса Нипах, но и передавали его людям, которые ухаживали за свиньями на ферме. Сегодня вспышки вируса Нипах нередко случаются в Бангладеш. Около 70% зараженных людей обычно погибает — это очень много».
Как и другие РНК-вирусы, генипавирусы отличаются высоким уровнем мутаций. Если какой-то из штаммов того же вируса Нипах окончательно адаптируется к человеку, это может стать началом новой пандемии. С последствиями куда более страшными, чем от COVID-19.
Дополнительным фактором, повышающим вероятность такой вспышки ученые считают непрерывную урбанизацию и расширение сельскохозяйственных угодий. Такая деятельность только подталкивает человека и рукокрылых к более тесным контактам. А, значит, и к передаче опасных зоонозных инфекций. Собственно, благодаря подобным событиям в 2019 году и началось распространение нового коронавируса SARS-CoV-2.
Как вирус SARS-COV-2 перешел от летучих мышей к человеку
Коронавирусы — это огромное семейство вирусов. У некоторых из них есть название, у других — нет. Некоторые из них обнаруживаются только у летучих мышей, другие есть и у летучих мышей, и у других млекопитающих. Например, верблюдов. Впрочем, разные коронавирусы обнаруживаются у китов, дельфинов и даже ящериц.
Пока ученым известно о трех наиболее заразных и смертельно-опасных для человека коронавирусах. Это SARS, MERS и SARS-CoV-2, который спровоцировал пандемию COVID-19. И если хозяином вируса MERS считается одногорбый верблюд дромадер, то постоянным природным резервуаром и для SARS, и для SARS-CoV-2 являются именно летучие мыши. Предположительно, из семейства подковоносых.
Группа вирусов SARS крайне разнообразна. В популяции разных видов рукокрылых, в частности тех же подковоносых, циркулирует огромное количество генетических вариантов этих вирусов. Они постоянно мутируют внутри многочисленной популяции летучих мышей.
Чарльз Кэлишер:
«Когда два различных коронавируса вируса попадают в одну клетку, они обмениваются частями генома. Таким образом и возникают новые и удивительно разнообразные генетические типы. Вот эта гигантская популяция коронавирусов, циркулирующая в летучих мышах, существует, вероятно, многие миллионы лет. Они непрерывно рециркулируют, ведут свою жизнь и свою эволюционную историю».
Одна из популярных гипотез, которая объясняет неожиданно высокую заразность SARS-CoV-2, такая: благодаря переходу на промежуточного хозяина, у вируса начался новый виток эволюции. В его РНК произошла очередная рекомбинация генов, в результате которой SARS-CoV-2 и получил уникальную способность крайне эффективно проникать в клетки человека. По мнению ученых, подобная же цепочка событий стояла и за распространением вируса SARS-1, вызвавшего вспышку атипичной пневмонии в 2002 году. Тогда промежуточным хозяином между летучими мышами и человеком стали млекопитающие хищные животные — гималайские циветы.
В случае с новым коронавирусом SARS-CoV-2, который получил распространение в китайском городе Ухань, вероятнее всего (ученые еще спорят) промежуточным хозяином были ящеры панголины.
Панголины обитают в Африке и Юго-Восточной Азии. Это единственные на планете млекопитающие, полностью покрытые чешуей. Панголины широко используются в восточной медицине: принято считать, что кожные чешуи этих ящеров обладают лечебным эффектом против многих заболеваний, в том числе онкологических.
Мясо панголинов считается редким деликатесом. И это несмотря на то, что представители всех родов панголинов занесены в международную Красную книгу. Но именно черный рынок этих животных является в азиатских странах наиболее активным и массовым. По мнению многих ученых, на диком рынке в Ухани как раз незаконно торговли панголинами.
На таких рынках и птицы, и мелкие млекопитающие, и грызуны продаются в одном месте. Ни в одной точке земного шара нет такого интенсивного популяционного взаимодействия между разными видами в одном месте. При этом все животные традиционно продаются живыми. Вероятно, панголины могли заразиться от летучих мышей, которые также продаются на таких рынках. В результате поедания зараженного мяса панголинов инфицировались и люди.
Но далеко не все ученые поддерживают эту гипотезу. В конце концов, летучие мыши и сами считаются не меньшим лакомством. Их мясо, как и мясо панголинов, тоже готовят и подают в ресторанах при диких рынках. Поэтому такой способ передачи вируса SARS-CoV-2 человеку вполне мог иметь место.
Стивен Гудман:
«Люди с большим удовольствием едят летучих мышей в некоторых странах Юго-Восточной Азии. Чтобы прекратить распространение опасных инфекций, нужно пресекать попадание этих животных на дикие рынки, и конечно же, прекратить их поедание. Сегодня зоологи наблюдают, как по всему миру люди ожесточились против рукокрылых и даже начали разорять их колонии. Это чудовищная ошибка. Летучие мыши — это не те животные, которые могут уничтожить человечество. Летучие мыши — чрезвычайно полезные. Они поедают огромное количество насекомых, которые, в свою очередь, являются переносчиками опасных болезней. Как бы это парадоксально не прозвучало — рукокрылые играют критически важную роль в ограничении распространении заболеваний. Помимо этого, фруктоядные летучие мыши едят и распространяют семена фруктов и других растений, что способствует восстановлению лесов и деревьев. В широком смысле, летучие мыши — важнейший компонент экосистемы».
Проблема — в человеческой деятельности: рынках диких животных и вырубке лесов
Проблема в том, что рынки диких животных распространены по всей Азии, не только в Китае. Сегодня ученые подозревают, что абсолютно все они могут быть гигантскими рассадниками вирусов — в том числе и коронавирусов. Это, кстати, уже удалось доказать группе зоологов, которая работала в 2013 и 2014 годах в четырех провинциях Вьетнама. Ученые собирали образцы биологического материала животных, которые продавались на диких рынках или выращивались для продажи на фермах. В общей сложности было собрано 2164 пробы от некоторых видов полевых крыс, летучих мышей и дикобразов. В результате различные штаммы коронавирусов были обнаружены на всех исследуемых рынках. Ученые предполагают, что распространение вирусов происходит через смешивание продуктов жизнедеятельности животных, либо через прямую передачу от одного вида к другому.
Пандемия COVID-19 привлекла внимание общественности к торговле дикими животными, но закрыть все дикие рынки в Азии разом пока вряд ли удастся. По оценкам ученых и защитников природы эта отрасль ежегодно приносит около $20 млрд. Чтобы снизить риск будущих пандемий, власти азиатских стран должны на государственном уровне принять решение об ограничении торговли и употребления в пищу диких животных, которые могут быть переносчиками опасных высокопатогенных вирусов.
И все же, по мнению многих ученых, эта отрасль лишь часть большой проблемы. Не менее важный фактор, способствующий распространению в человеческой популяции зоонозных вирусов — вырубка лесов. По мере того, как люди сокращают биоразнообразие за счет расширения сельскохозяйственных угодий и строительства дополнительной инфраструктуры, они увеличивают и риск возникновения новых пандемий.
Многие экологи считают, что именно те виды, которые имеют тенденцию к выживанию и процветанию в любых условиях (прежде всего — грызуны и летучие мыши) с большей вероятностью будут оставаться на освоенных человеком территориях. Это значит, что опасные патогены, переносчиками которых эти животные являются, будут неизбежно передаваться людям.
На сегодняшний день ученые не могут предсказывать где, когда и по вине какого зоонозного вируса возникнет новая вспышка болезни. И невозможно спрогнозировать заранее, насколько опасной для человека будет эта болезнь.
Больше информации и новостей о том, как «зеленеет» бизнес, право и общество в нашем Telegram-канале. Подписывайтесь.