Коли нападають зомбі

«Коли нападають зомбі: математичне моделювання спалаху зомбі-інфекції», - так називається стаття, опублікована в журналі Infectious Disease Modelling Research Progress [1]. Зомбі визначаються авторами як «ожилі людські трупи, які харчуються людською плоттю» [2]. Використовуючи системи диференціальних рівнянь і набір загальних уявлень про зомбі, почерпнутих із сучасної культури (з книг, фільмів і комп`ютерних ігор), автори показують, що в разі спалаху зомбі-інфекції неможливо рівновагу: співіснування людей і зомбі протягом тривалого часу. Або ми їх знищимо, або вони нас: настане зомбі-апокаліпсис і кінець цивілізації.

Причому для виживання людства необхідно знищити всіх зомбі як можна швидше. Строгий карантин, швидше за все, не допоможе. Деякі люди зможуть вижити і співіснувати з зомбі, тільки якщо вчасно буде знайдено ліки від зомбі-інфекції. Автори пишуть, що хоча розглянуті ними сценарії мають вкрай мале відношення до реальності, їх робота демонструє гнучкість методів математичного моделювання епідеміологічних процесів. Стверджується, що розроблені моделі можуть бути застосовані для опису більш реалістичних спалахів інфекцій.

Я давно шукав привід поговорити про зомбі. Я люблю фантастику, особливо, сюжет якої намагаються зробити максимально правдоподібним, максимально просоченим сучасними науковими уявленнями. У цій статті я пропоную розглянути питання про те, як виглядає правдоподібний зомбі і правдоподібний зомбі-апокаліпсис. Але спочатку нам потрібно невеликий екскурс про різноманітність біологічних паразитів.

Вольбахія - група паразитичних бактерій, які інфікують, перш за все, комах [3]. Передаються вольбахія через жіночі (але не чоловічі) статеві клітини з покоління в покоління. Тому, щоб ефективно розмножуватися вольбахія використовують такі стратегії модифікації своїх господарів:
- інфіковані самці вмирають на ранніх етапах розвитку, залишаючи більше ресурсів для розвитку інфікованих самок;
- інфіковані самці можуть розвиватися за жіночим типом, стаючи або справжніми самками, або безплідними самками;
- інфіковані самки можуть виробляти здатність до партеногенезу - розмноження без допомоги самців;
- інфіковані самці не можуть запліднити самок, що не були інфіковані даним штамом вольбахія.

Вольбахія - це не просто паразити, а паразити, які можуть змінювати стать своїх господарів, впливати на їх репродуктивні функції та поведінку [3].

Інший приклад паразита, здатного впливати на поведінку живих організмів - ланцетовидная двуустка (Dicrocoelium dendriticum). Цей плоский черв`як за свій життєвий цикл змінює трьох господарів: равлика, мурашки і копитне тварина, наприклад вівцю. Потрапивши всередину мурашки, личинка ланцетовидной двуустки знаходить шлях в його нервову систему. Інфікований мураха днем ​​поводиться нормально, а вночі піднімається на високу травинку і чіпляється за неї своїми щелепами. У такому положенні мурашки з високою ймовірністю з`їсть вівця або корова кінцевий хазяїн паразита.

Третій приклад - токсоплазма. Це найпростіше, здатне паразитувати на більшості теплокровних тварин, включаючи людину. Але основним господарем токсоплазми є кішки. Проте, близько третини населення Землі сьогодні інфіковані токсоплазмой [4]. Сире м`ясо, не дотримання гігієни при догляді за кішками - основні джерела зараження. Як правило, токсоплазмоз не має виражених симптомів, нешкідливий і протікає непомітно, але у людей з сильно ослабленим імунітетом (як при СНІДі) можуть виникати важкі ускладнення, наприклад запалення мозку.

Латентний токсоплазмоз пов`язують з можливим підвищеним ризиком суїцидальної поведінки у людей [5], хоча до кінця не ясно, чи дійсно існує між цими двома явищами причинно-наслідковий зв`язок. Але на гризунах залежність між зараженням токсоплазмой і зміною поведінки відображено. Токсоплазма змінює інфікованих мишей таким чином, щоб вони легше ставали здобиччю кішок і поширювали інфекцію [6]. Зазвичай миші уникають місць, які пахнуть кішкою, негативно реагують на запах котячої сечі. Інфіковані ж миші частково втрачають це відторгнення, а також більше часу проводять в русі, перебуваючи там, де їх можуть зловити.

У наступному прикладі мова не піде про паразит, міняє поведінку. Йому і не треба цього робити: це паразит тасманійських дияволів - тварин дуже агресивних, в популяції яких кровопролитні сутички між особинами - справа буденна. Дивно, що у цих істот виявлена ​​ракова пухлина, яка часто утворюється на морді і може передаватися через укуси [7]. Нагадаю, що ракові пухлини виникають з нормальних клітин організму, в яких відбуваються мутації, що призводять до їх неконтрольованого поділу. Епідемія раку, яка вразила мало не 80% популяції цього виду, мабуть, виникла в результаті ряду мутацій в швановской клітці однієї самки тасманийского диявола [7].

Швановскіе клітини - це допоміжні клітини нервової тканини, клітини, які в нормі формують електроізолюючими оболонку навколо відростків нервових клітин (аксонів). Останній у списку, але не останній по тяжкості наслідків зараження, - вірус сказу. Небезпечний вірус, який може передаватися при укусах, проникати в нервові волокна периферичної нервової системи і повзти по ним протягом декількох місяців, поки не доповзе до центральної нервової системи. Якщо профілактичні заходи не прийняті вчасно, летальний результат практично неминучий. Людина зі сказом, як правило, боїться води, відчуває напади болю, люті, неконтрольованого збудження, депресії, його можуть переслідувати манії і сонливість, поки він не впаде в кому. Крім того, вірус може передаватися від одного виду тварин іншому, наприклад від собаки до людини.

Отже, ми знаємо, що паразитами можуть бути віруси, бактерії, черви, найпростіші і навіть власні, «з`їхали з котушок генетичної програми» клітини організму. Ми знаємо, що паразити можуть проникати в мозок і впливати на поведінку господарів. Більш того, вони можуть передаватися від одного виду до іншого, в тому числі при укусах, робити інфіковані організми як пасивними, так і агресивними, приводити до смерті господаря або ж не робити нічого: дрімати, залишаючись непоміченими. Деякі паразити можуть чинити постійний вплив на поведінку господаря або можуть активуватися в певних умовах, як, наприклад, в разі ланцетовидной двуустки.

Мені здається, що настав момент, коли я готовий запропонувати свою концепцію реалістичного зомбі-апокаліпсису.

Дівчинці Маші було десять років, коли вона підібрала на вулиці пухнастого голодного кошеня, який жалібно нявкав, і принесла його додому, тайком від батьків, щоб погодувати. Це було проявом щирої людської доброти, все рідше зустрічається в наші дні. Маша не знала, що всередині цього маленького кошеняти, всередині його черепа, таїлося, вичікуючи правильного моменту, щось, з чим не стикався ще жодна людина. Щось невдячна і надзвичайно небезпечне. Маша дістала з холодильника шматочок ковбаси. «На, киця-киця! На! Візьми! »- мовила вона, простягаючи їжу кошеняті. Кошеня понюхав ковбасу, нявкнув і раптово вчепився зубами в руку дівчинки. Маша скрикнула, а кошеня скочив на підвіконня і розчинився в світлі літнього сонця.

Минуло два тижні, перш ніж батьки почали помічати дивне в поведінці дочки. Ночами Машу мучили кошмари, вдень вона була надзвичайно тихою, мовчазною, нерухомою. Здавалося, що Маша шкіриться, коли на неї ніхто не дивиться. Потім у Маші піднялася температура. Коли турботлива мати підійшла до ліжка, щоб укрити дочка ковдрою, Маша схопила її за руку і вкусила. Перелякані батьки викликали «швидку», і Машу відправили на обстеження в лікарню.

У лікарні дівчинка поводилася тихо, дивилася по сторонам порожнім поглядом, іноді приходила в себе, але ненадовго. Вона була жива, але вона вже не була Машею. В її дитячому мозку сидів новий вид паразита. Вона була його господарем, але справжнім господарем був він. Його історія була очевидною. Все почалося з звичайних кішок. Предки паразита жили в цих чотириногих істот багато поколінь, їх чисельність налічувала мільйони. Іноді кішки дряпали один одного, билися і кусалися. Тоді еволюція зробила перший маленький крок: частина паразитів перемістилася з нервової системи, де вони вже пристосувалися виживати, до слинних залоз. І стали передаватися через укуси. Укуси діставалися, перш за все, забіякуватим голодним бездомним кішкам і котам. Але іноді і нешкідливим кішкам, які стали жертвами нападу.

Невдовзі було зроблено наступний крок еволюції: навіть спокійну кішку можна зробити агресивної, досить правильно подіяти на її мозок. Короткі і рідкісні напади агресії не викликали підозр у людей. Ніхто не помічав, що милі кішечки раптово ставали агресивними, нападали на родичів, а потім знову ставали спокійними і лагідними. Спокійними, щоб їх погодували, спіймали на вулиці пошкодували. Деякі кішки потрапляли в будинку, іноді в будинках вже були інші кішки або коти, які ставали новими жертвами інфекції. Адаптації паразита йшли одна за одною: коли в будинку не залишалося неінфікованих кішок, інфіковані кішки бігли на вулицю. Побачивши людину - притискалися до нього, вимагаючи турботи і даху над головою. Найбільш привабливими для кішок, що стали господарями паразита, ставали люди, від яких пахло іншими кішками. Залишався останній крок: атакувати саму людину.

Одного разу мама Маші не змогла відвідати дочку в лікарні, батько прийшов один. Він не став розповідати дочки, що її мати покусала сусідів, і тому її забрали в поліцію для роз`яснень обставин. Зрозуміло, це була лише тимчасова міра, адже ніхто серйозно не постраждав. Про початок епідемії ніхто не підозрював.

Найстрашніші зомбі - ті, які майже не відрізняються від здорових людей. Ти не чекаєш від них підступу, дбаєш про них, підставляючи себе під удар. Один укус, і через деякий час ти втрачаєш розуму. Чи не повністю, а лише злегка тупієш, час від часу стаєш агресивним і лізеш кусатися. Таких зомбі не вбиватимуть, проти них не санкціонують екстрені заходи по знищенню з найбільш правильних гуманістичних міркувань, адже, на перший погляд, це все ще люди. А значить, як показують епідеміологічні моделі, зомбі переможуть, причому переможуть досить швидко.

Можливо, не всі покусані стануть інфікованими. Людей на Землі мільярди, хтось стійкий до паразита, хтось не дуже. Але еволюція паразита не стоїть на місці. Можливо, більш сильні і часті укуси впораються з тими, кого не взяв один маленький укус. Можливо, тих, хто стійкий до інфекції, можна з`їсти, особливо якщо всі інші інфіковані, а їжі стає мало. Думаю, що такий перебіг еволюції може піти в такому напрямку. Поїдання людей, яких можна інфікувати, швидше за все, не ввійде в практику, але відкушування шматочків - цілком можливо.

Зазвичай у фільмах, щоб вбити зомбі, їм потрібно відрізати або пробити голову. Я вважаю, що реалістичні зомбі вмирають від усього, що вбило б людини. Голод, спрага, ніж у серце, втрата крові нестача кисню в результаті поранення в легені - все це повинно вбивати зомбі. Можна уявити, що в голодуючому зомбі активуються процеси автофагії, він починає потихеньку перетравлювати свої власні клітини і за рахунок цього живе трохи довше, ніж звичайні люди без їжі, слабея і втрачаючи зовнішню привабливість.

Можливо, зомбі під дією паразита навчаться не відчувати біль. Біль - це механізм, що захищає тіло господаря від подальших ушкоджень. Здоров`я господаря не настільки важливо, як поширення інфекції за всяку ціну. Якщо смерть господаря необхідна для зараження нової особини, його смерть виправдана. У фільмах часто показують, як кульгавий зомбі впевнено переслідує здобич, шкутильгаючи на зламаних кінцівках і ігноруючи гниючу інфіковану руку. Це видається цілком реалістичним. У деяких фільмах, на кшталт «Ходячі мерці», інфіковані люди стають зомбі після смерті. Наприклад після вогнепального поранення в серце. Це не правдоподібно. Чи паразит може оживити мертву людину.

У фільмах зомбі, як правило, не вбивають один одного. Потрібно визнати, що це має певний еволюційний сенс. Приклад з вольбахія показує, що інфіковані та неінфіковані комахи можуть, хоч і не дуже точно, відрізняти один одного і калібрувати свою поведінку відповідним чином. Вважаю, що і інфіковані люди зможуть якось розрізняти своїх від чужих по якимось зовнішніми ознаками. Але навряд чи зомбі можна обдурити: злегка вкусити про всяк випадок вони можуть і своїх, в цьому не буде шкоди.

Я не зустрічав у фільмах вказівок на наявність статевого розмноження у зомбі. Паразита легше розмножуватися укусами на ранніх етапах епідемії, а й втрата репродуктивної функції навряд чи дасть додаткову перевагу. Коли стане нікого кусати, зомбі доведеться шукати інші способи розмноження. Наприклад, створюючи нових людей цілком традиційним шляхом, які будуть інфіковані або від народження, або будуть заражені незабаром після.
Коли не заражених людей не залишиться, можливі два сценарії, які один одного не виключають. Перший -можливі війни між різними утворився штамами паразита, міжвидова конкуренція, яка проявиться як війна між їх господарями. У тебе не ті паразити? Отримуй! Може бути і такий сценарій - гармонійне життя паразитів з поневоленими людьми. Люди живуть, не знаючи, що вони зомбі, розводять кішечок, яких вони дуже люблять, але не можуть толком пояснити чому. І Боже збав того, хто скаже, що кішечки несвятістю. Нічого не нагадує?

Список джерел:
1. P. Munz, I. Hudea, J. Imad and R.J. Smith. When zombies attack !: mathematical modeling of an outbreak of zombie infection pp. 133-150 Infectious Disease Modelling Research Progress.
2. Brooks, Max, 2003 The Zombie Survival Guide - Complete Protection from the Living Dead, Three Rivers Press, pp. 2-23. 2009.
3. Wiwatanaratanabutr I, Allan S, Linthicum K, Kittayapong P. J Am Mosq Control Assoc. 2010 Sep- 26 (3): 265-73. Strain-specific differences in mating, oviposition, and host-seeking behavior between Wolbachia-infected and uninfected Aedes albopictus.
4. Montoya JG, Liesenfeld O. Lancet. 2004 Jun 12-363 (9425): 1965-76. Toxoplasmosis.
5. Marianne G. Pedersen, Preben Bo Mortensen- Bent Norgaard-Pedersen- Teodor T. Postolache. Toxoplasma gondii Infection and Self-directed Violence in Mothers. Jama Psychiatry Nov 2012 Vol 69, No. 11.
6. Folia Parasitol (Praha). 2010 Jun- 57 (2): 95-104. Toxoplasma gondii-altered host behaviour: clues as to mechanism of action. Webster JP, McConkey GA.
7. Bostanci, A. (2005). «A Devil of a Disease». Science 307 (5712): 1035.

Автор:
Олександр Панчина
Троїцький варіант

Поділися в соціальних мережах: