25

Bốn loại sốt rét mà các tuyên bố này nhắc tới là do nguyên sinh vật của các loại Plasmodium vivax, Plasmodium falciparum, Plasmodium ovale và Plasmodium malariae, tất cả chúng thuộc cùng một chi, Plasmodium, bao gồm khoảng hai trăm loài . Hầu hết những loại khác lây nhiễm cho chim, bò sát hoặc động vật có vú không phải con người. Bốn loại được biết đến nhắm tới con người được muỗi Anopheles truyền từ người sang người. Bốn loại ký sinh trùng này có vòng đời phức tạp một cách kỳ lạ, bao gồm nhiều biến thể và các dạng khác nhau theo chuỗi: giai đoạn vô tính được gọi là thoa trùng, xâm nhập vào da người khi bị muỗi đốt và di chuyển đến gan người; một giai đoạn vô tính khác được gọi là ký sinh trùng non, xuất hiện từ gan và sinh sản trong các tế bào hồng cầu; một giai đoạn được gọi là thể tự dưỡng, nuôi dưỡng và phát triển bên trong các tế bào máu, mỗi tế bào này sẽ béo lên như một thể phân liệt và sau đó bùng phát, giải phóng nhiều ký sinh trùng non hơn nữa để nhân lên trong máu, và gây ra sốt cao; một giai đoạn hữu tính được gọi là thể giao bào, được phân biệt thành các phiên bản đực và cái, xuất hiện từ một đợt hồng cầu bị nhiễm bệnh sau đó, đi vào dòng máu hàng loạt, và tiếp tục với lần hút máu của con muỗi tiếp theo; giai đoạn hữu tính thụ tinh được gọi là noãn, nằm trong niêm mạc ruột của muỗi, mỗi noãn chín thành một loại túi trứng chứa đầy thoa trùng; và sau đó lại xuất hiện các thoa trùng, bung ra khỏi túi trứng và di chuyển đến tuyến nước bọt của muỗi, nơi chúng ẩn náu, sẵn sàng phóng theo vòi của muỗi vào vật chủ khác. Nếu bạn hiểu tất cả những điều đó, sau khi đọc qua, bạn có tiềm năng về sinh học đấy.

Sự kết hợp phức tạp này của các dạng sống và chiến lược tuần tự này có tính thích nghi cao và, đối với muỗi và vật chủ, rất khó kháng cự. Nó cho thấy sức mạnh của sự tiến hóa, trong một khoảng thời gian dài, để tạo ra cấu trúc, chiến thuật và sự biến đổi phức tạp một cách hùng vĩ. Ngoài ra, bất kỳ ai ủng hộ Thiết kế Thông minh thay vì sự tiến hóa có thể dừng lại để tự hỏi tại sao Đức Chúa Trời dành rất nhiều trí tuệ của Ngài để thiết kế các ký sinh trùng sốt rét.

Plasmodium falciparum là loại tồi tệ nhất trong số 4 loại trong phương diện tác động của nó đối với sức khỏe con người, chiếm khoảng 85% các trường hợp sốt rét được báo cáo trên khắp thế giới – và còn chiếm một tỷ lệ lớn hơn trong số các trường hợp tử vong. Dạng bệnh này, được gọi là sốt rét falciparum hoặc sốt rét ác tính, giết chết hơn nửa triệu người hàng năm, hầu hết là trẻ em ở châu Phi hạ Sahara. Một số nhà khoa học cho rằng độc lực cao của P. falciparum phản ánh thực tế là loài này tương đối mới đối với con người, chuyển sang nhắm tới chúng ta gần đây từ một vật chủ động vật khác. Gợi ý đó đã khiến các nhà nghiên cứu tìm hiểu lịch sử tổ tiên của nó.

Tất nhiên, mọi thứ đều xuất phát từ đâu đó, và bởi vì bản thân con người chúng ta là một loài linh trưởng tương đối mới, do đó luôn luôn hợp lý khi cho rằng những căn bệnh truyền nhiễm lâu đời nhất đã đến với chúng ta – ít nhất là đã bị biến đổi một chút do quá trình tiến hóa – từ các vật chủ khác. Thật dễ hiểu khi nhận ra rằng sự khác biệt giữa các bệnh lây truyền từ động vật và các bệnh không lây truyền từ động vật có phần nhân tạo, liên quan đến phương diện thời gian. Chỉ xét về mặt định nghĩa, mầm bệnh lây truyền từ động vật (chiếm khoảng 60% các bệnh truyền nhiễm của chúng ta, như tôi đã đề cập) là những bệnh lây truyền hiện hữu và liên tục giữa người và các động vật khác, trong khi nhóm bệnh truyền nhiễm khác (40%, bao gồm đậu mùa, sởi và bại liệt) gây ra bởi các mầm bệnh có nguồn gốc từ các hình thái hẳn đã thực hiện bước nhảy sang tổ tiên loài người ở một thời điểm nào đó trong quá khứ.. Có thể hơi quá khi nói rằng tất cả các bệnh của chúng ta cuối cùng đều là bệnh lây truyền từ động vật sang người, nhưng bệnh truyền nhiễm từ động vật là bằng chứng về sự liên kết ghê gớm, nguyên sơ giữa chúng ta và các loại vật chủ khác.

Bệnh sốt rét là minh chứng cho điều này. Trong cây phả hệ Plasmodium, như được tiết lộ bởi phát sinh loài phân tử trong hai thập kỷ qua, bốn loại gây hại cho con người không tập hợp trên một nhánh. Chúng có liên quan mật thiết hơn với các loại Plasmodium khác, lây nhiễm sang vật chủ không phải con người hơn là lây nhiễm cho nhau. Theo ngôn ngữ của các nhà phân loại học, chúng là đa nguyên. Điều đó cho thấy, bên cạnh sự đa dạng về chi của chúng, là mỗi loài trong số chúng hẳn đã có bước nhảy vọt sang con người một cách độc lập. Một trong số những câu hỏi tiếp tục làm đau đầu các nhà nghiên cứu về bệnh sốt rét là: Chúng đã nhảy từ loài động vật nào, và khi nào?

Bệnh sốt rét Falciparum, vì tác động toàn cầu của nó về số ca tử vong và khốn khổ quá cao, đã nhận được sự quan tâm đặc biệt. Nghiên cứu về chuột chũi ban đầu cho thấy P. falciparum có chung tổ tiên gần gũi với hai loại plasmodia ở chim khác nhau, và do đó, ký sinh trùng này hẳn đã lây sang người từ chim. Suy ra từ ý tưởng đó, dựa trên suy luận hợp lý nhưng không có nhiều bằng chứng, việc chuyển giao có lẽ chỉ xảy ra cách đây 5 hoặc 6 nghìn năm, trùng hợp với sự phát minh ra nông nghiệp, hình thành nên các khu định cư – các cánh đồng hoa màu và làng mạc – tạo nên các khu vực tập trung lớn và dày đặc đầu tiên của con người. Những sự tập trung đông người như vậy là cần thiết để duy trì sự lây nhiễm mới, bởi vì bệnh sốt rét (giống như bệnh sởi, nhưng vì những lý do khác nhau) có một kích thước tới hạn của cộng đồng và có xu hướng chết cục bộ nếu số lượng vật chủ quá ít. Các công trình thủy lợi đơn giản, chẳng hạn như mương và cống rãnh, có thể làm tăng khả năng lây bệnh bằng cách tạo môi trường sinh sản tốt cho muỗi Anopheles. Sự thuần hóa gà, khoảng tám nghìn năm trước ở Đông Nam Á, có thể là một yếu tố góp phần khác, vì một trong hai dạng bệnh plasmodia ở chim đang được đề cập là Plasmodium gallinaceum, được biết đến để lây nhiễm cho gia cầm.

Quan điểm về nguồn gốc gia cầm của bệnh sốt rét do falciparum đó đã được đưa ra vào năm 1991, một thời gian tương đối dài trước đây trong lĩnh vực này, và gần đây nó không còn sức thuyết phục nữa. Một nghiên cứu gần đây hơn cho rằng họ hàng gần nhất được biết đến của P. falciparum là P. reichenowi, một loại ký sinh trùng sốt rét lây nhiễm cho tinh tinh.

Plasmodium reichenowi đã được tìm thấy ở tinh tinh hoang dã và những con bị bắt (sinh ra trong tự nhiên) ở cả Cameroon và Bờ Biển Ngà, điều này cho thấy rằng nó phổ biến trên khắp môi trường sống của tinh tinh ở Trung và Tây Phi. Nó chứa một mức độ đa dạng di truyền tương đối lớn – nhiều hơn P. falciparum trên toàn thế giới – cho thấy rằng nó có thể là một sinh vật lâu đời, hoặc dù sao cũng lâu hơn P. falciparum. Hơn nữa, tất cả các biến thể đã biết của P. falciparum dường như là các cành trong nhánh P. reichenowi của cây phả hệ Plasmodium. Những hiểu biết này xuất phát từ dữ liệu được thu thập bởi một nhóm các nhà nghiên cứu do Stephen M.

Rich, thuộc Đại học Massachusetts đứng đầu, người đã đề xuất rằng P. falciparum đã có nguồn gốc từ P. reichenowi sau khi lan truyền từ tinh tinh sang người. Theo Rich và nhóm của ông, hiện tượng lan truyền có lẽ chỉ xảy ra một lần, sớm nhất là 3 triệu năm trước hoặc khoảng mười nghìn năm trước. Một con muỗi nào đó đã cắn một con tinh tinh (con côn trùng do đó bị nhiễm các tế bào giao tử P. reichenowi) và sau đó cũng cắn một con người (truyền thoa trùng). Dòng P. reichenowi được cấy ghép, mặc dù nằm trong một loại vật chủ lạ, đã tồn tại và sinh sôi. Nó lại phát triển từ các thoa trùng tử thành ký sinh trùng non vào các thể giao bào, lấp đầy dòng máu của nạn nhân con người đầu tiên đó, và sau đó lại chui vào một con muỗi khác. Từ con côn trùng đó, nó di chuyển tiếp, xa hơn theo véc tơ, sang những người khác khi họ kiếm ăn trong rừng. Trên đường đi, nó đã bị thay đổi do đột biến và để thích nghi: P. reichenowi trở thành P. falciparum.

Kịch bản này ngụ ý rằng các khu định cư nông nghiệp lớn đó không phải điều kiện cần thiết để dịch bệnh xâm nhập vào con người, vì không có khu định cư nào như vậy tồn tại ở những vùng này của Châu Phi cách đây mười nghìn (chưa nói đến 3 triệu) năm. Nhóm Rich rõ ràng coi yếu tố văn hóa nông nghiệp là không cần thiết. Bằng chứng di truyền mà họ đưa ra rất thuyết phục. Trong số các đồng tác giả của Rich có một số ít người nổi tiếng trong các lĩnh vực nhân chủng học, tiến hóa và bệnh tật. Bài báo của họ xuất hiện vào năm 2009. Nhưng đó không phải là lời cuối cùng.

Một nhóm khác, do một nhà nhân chủng học người Pháp tên là Sabrina Krief và nhà di truyền học sốt rét Ananias A. Escalante dẫn đầu, đã công bố một quan điểm khác vào năm 2010. Đúng vậy, họ đồng ý rằng P. falciparum có thể có quan hệ họ hàng gần với P. reichenowi hơn bất kỳ plasmodium nào khác đã biết. . Và đúng, nó dường như đã truyền vào con người trong quá khứ tương đối gần. Nhưng hãy nhìn vào đây, họ nói, chúng tôi đã tìm thấy một vật chủ khác của chính P. falciparum – một vật chủ mà ký sinh trùng đó dường như đã tiến hóa trước khi lây sang người: vượn bonobo.

Bonobo (Pan paniscus) đôi khi còn được gọi là tinh tinh lùn. Nó là một loài quái thú khó nắm bắt, có số lượng và phân bố hạn chế, không thường được trưng bày trong các vườn thú phương Tây và (mặc dù được đánh giá cao, than ôi, như một món ẩm thực của người Mongo ở lưu vực nam Congo) có quan hệ rất gần với con người. Phạm vi bản địa của nó là dọc theo tả ngạn sông Congo, trong các khu rừng của Cộng hòa Dân chủ Congo, trong khi loài tinh tinh thông thường (Pan troglodytes), vạm vỡ và quen thuộc hơn, chỉ sống ở hữu ngạn của con sông lớn. Sàng lọc mẫu máu của 42 con vượn bonobo cư trú tại một khu bảo tồn ở ngoại ô Kinshasa, nhóm Krief đã tìm thấy bốn con vật mang ký sinh trùng mang cấu trúc gen giống hệt với P. falciparum. Lời giải thích hợp lý nhất, nhóm của Krief viết, là bệnh sốt rét do falciparum ban đầu đã lan truyền từ vượn bonobo sang người, có thể là vào một thời điểm nào đó trong khoảng 1,3 triệu năm qua. (Một lời giải thích khác, được các nhà nghiên cứu khác đưa ra trong một bình luận phê bình về bài báo của Krief, là những con vượn bonobo trong khu bảo tồn nhỏ của họ, gần Kinshasa, đã bị muỗi mang vi khuẩn P. falciparum lây nhiễm từ con người – vào một thời điểm nào đó trong những năm hoặc thập kỷ gần đây.) Những con vượn bonobo được xét nghiệm dương tính với P. falciparum không có dấu hiệu bệnh tật rõ ràng và lượng ký sinh trùng trong máu của chúng thấp, điều này dường như phù hợp với một mối liên hệ cổ xưa. Đối với các kết quả dựa trên dữ liệu và mô tả này, nhóm của Krief đã thêm một giả thuyết và một cảnh báo.

Giả thuyết của họ: Nếu vượn bonobo mang một dạng P. falciparum rất giống với những gì con người mang theo, những ký sinh trùng đó có thể vẫn truyền qua lại giữa vượn bonobo và chúng ta. Nói cách khác, bệnh sốt rét do falciparum có thể là bệnh truyền nhiễm từ động vật sang người – theo nghĩa đen của từ này, không chỉ là nghĩa bóng. Con người trong các khu rừng của DRC có thể thường xuyên bị nhiễm P. falciparum từ máu của vượn bonobo và ngược lại.

Lời cảnh báo của họ: Nếu đúng như vậy, giấc mơ lớn về xóa sổ bệnh sốt rét càng trở nên khó đạt được. Krief và đồng nghiệp không nhấn mạnh vấn đề nhưng bạn có thể đọc điều đó đề hiểu là: Chúng ta không thể hy vọng tiêu diệt được ký sinh trùng cuối cùng cho đến khi tiêu diệt (hoặc chữa khỏi) con vượn bonobo cuối cùng.

Nhưng đợi đã! Vẫn còn một nghiên cứu khác về nguồn gốc P. falciparum, được công bố vào cuối năm 2010, chỉ ra một ứng cử viên khác là vật chủ trước con người của nó: khỉ đột phương tây. Công trình này xuất hiện dưới dạng một câu chuyện trang bìa trên tạp chí Nature, với Weimin Liu là tác giả đầu tiên và những đóng góp lớn từ phòng thí nghiệm của Beatrice H. Hahn, sau đó tại Đại học Alabama ở Birmingham. Hahn nổi tiếng trong giới nghiên cứu về AIDS nhờ vai trò của cô ấy trong việc truy tìm nguồn gốc của HIV-1 ở tinh tinh và phát triển các kỹ thuật “không xâm lấn” để lấy mẫu vi rút ở động vật linh trưởng mà không cần bắt giữ động vật. Nói một cách đơn giản: Bạn không cần một ống tiêm chứa đầy máu nếu chỉ có một chút phân. Các mẫu phân đôi khi có thể mang lại bằng chứng di truyền cần thiết, không chỉ đối với vi rút mà còn đối với sinh vật nguyên sinh. Áp dụng những kỹ thuật đó để tìm kiếm DNA plasmodium, Liu, Hahn và các đồng nghiệp của họ đã có thể thu thập nhiều dữ liệu hơn so với những nhà nghiên cứu trước đây. Trong khi nhóm Krief đã xem xét các mẫu máu của bốn mươi chín con tinh tinh và bốn mươi hai con vượn bonobo, hầu hết trong số chúng đều bị nuôi nhốt hoặc nhốt trong một khu bảo tồn, nhóm của Liu đã kiểm tra mẫu phân của gần ba nghìn con vượn hoang dã, bao gồm cả khỉ đột, vượn bonobo và tinh tinh.

Họ phát hiện ra rằng khỉ đột phương tây có tỷ lệ nhiễm plasmodium cao (khoảng 37% số lượng trong quần thể bị nhiễm bệnh) và một số loài ký sinh trùng khỉ đột đó gần giống với P. falciparum. “Điều này cho thấy,” họ viết một cách tự tin, “rằng P. falciparum ở người có nguồn gốc từ khỉ đột, chứ không phải tinh tinh, vượn bonobo hay loài người cổ đại.”

Hơn nữa, họ nói thêm, toàn bộ phạm vi di truyền của P. falciparum ở người tạo thành “một dòng dõi đơn ngành trong nhánh P. falciparum của khỉ đột.” Nói một cách dễ hiểu: Phiên bản ở người là một nhánh bên trong một nhánh ở khỉ đột, cho thấy rằng nó đến từ một sự lan truyền duy nhất. Đó là một con muỗi cắn một con khỉ đột bị nhiễm bệnh, trở thành vật mang mầm bệnh và sau đó cắn một con người. Bằng cách đưa ký sinh trùng vào vật chủ mới, vết cắn thứ hai đó đã là đủ để gây nên chứng bệnh lây truyền từ động vật vẫn giết chết hơn nửa triệu người mỗi năm.