Паразиты: Тайный мир - Карл Циммер

Паразиты живут в своеобразной среде, не слишком похожей на привычный нам окружающий мир. Это место, где действуют свои законы навигации, свои правила поиска пищи и обустройства дома. Если барсук роет себе нору, а птица вьет гнездо, то паразиты часто выступают в роли архитекторов: при помощи биохимических «заклинаний» они заставляют плоть и кровь изменяться и принимать нужную им форму. Представьте: груда бревен и досок взмывает в воздух и самостоятельно складывается в дом. Кроме того, внутри тела хозяина паразитов окружает собственная причудливая экология.

Экологи всего мира изучают, как миллионы видов живых существ уживаются на Земле. При этом рассматривают обычно не всю планету разом, а отдельные экосистемы — к примеру, прерию, приливную равнину или песчаную дюну. Даже в этих рамках возникают бесчисленные трудности — размытые границы, прилетающие издалека (с расстояния в десятки километров) семена, стаи волков, которые иногда заглядывают в долину с другого склона горы. В результате самые серьезные, самые впечатляющие эксперименты экологам приходится проводить на островах, которые за миллионы лет заселялись, возможно, всего несколько раз. Острова — изолированные лаборатории природы. Именно на островах экологи определили, почему и как размеры ареала определяют количество видов, способных существовать в данной экосистеме. Позже ученые использовали полученные знания на материке, показав, что фрагментированная экосистема превращается как бы в архипелаг, где видам в любой момент угрожает исчезновение.

Для паразита хозяин — что-то вроде живого острова. В среднем, чем больше хозяин, тем больше в нем может разместиться видов паразитов: продолжая аналогию с островами, на Мадагаскаре обитает куда больше видов живых существ, чем на Сейшелах. Но, как и острова, хозяева обладают индивидуальными особенностями. Паразиты могут найти в каждом из них множество экологических ниш: ведь в теле так много различных мест, к которым можно адаптироваться. Так, на жабрах одной-единственной рыбы может с удобством разместиться сотня паразитических видов, и каждый найдет себе отдельную экологическую нишу. Непосвященному кишка может показаться просто трубкой, но для паразита каждый участок кишечника характеризуется уникальным сочетанием кислотности, содержания кислорода и пищи. Паразит может быть адаптирован к жизни на поверхности кишки, внутри выстилающей кишечник пленки или среди его пальцевидных выростов. В пищеварительном тракте утки могут обитать четырнадцать видов паразитических червей (их суммарная численность в среднем составляет двадцать две тысячи особей), причем каждый вид выбирает в качестве дома вполне конкретный участок кишечника; иногда их ареалы частично перекрываются, но чаще нет. Паразиты способны поделить на сферы влияния даже человеческий глаз: один вид червей живет в сетчатке, другой — в камере глаза, один — в склере, другой — в глазнице.

В тех хозяевах, где достаточно экологических ниш, паразиты не конкурируют между собой: каждый вид занимает собственный участок плоти. Но, если случается так, что все кандидаты претендуют на одну и ту же экологическую нишу, дело, как правило, кончается плохо. К примеру, каждый из десятка с лишним видов трематод может обитать в одной и той же улитке, но всем им, чтобы выжить, нужна именно пищеварительная железа. Вскрывая панцирь улитки, паразитологи, как правило, обнаруживают там не десять видов трематод, а несколько особей одного вида. Трематоды могут поглотить своих конкурентов или выпустить химические вещества, которые сделают проникновение в улитку более сложным для опоздавших. Другие паразиты в других животных тоже могут конкурировать друг с другом. Когда в кишечнике крысы появляются колючеголовые черви, ленточным червям приходится отступать из самых богатых пищей участков вниз, в те зоны кишечника, где добывать пищу гораздо труднее.

Но самым злодейским и недобрососедским поведением, пожалуй, отличаются некоторые паразитические осы, которые в свое время произвели на Дарвина сильное впечатление. Это не слишком удивительно, учитывая то, как страшно эти осы обходятся со своими хозяевами. Сначала оса-мать разведывает окрестности, вынюхивая растение, на котором кормится ее хозяин — чаще всего гусеница, но иногда и другое насекомое, такое как тля или муравей. Обнаружив такое растение, она подлетает поближе и начинает поиски самой гусеницы или ее помета. Затем паразитическая оса зависает над хозяином и вонзает свое жало в мягкий промежуток между пластинами экзоскелета гусеницы. Однако это вовсе не жало; на самом деле это яйцеклад, через который оса откладывает яйца — иногда всего несколько штук, иногда сотни. Некоторые осы одновременно вводят в тело гусеницы яд, парализующий хозяина, другие ограничиваются откладыванием яиц; их хозяева возвращаются к привычному занятию — поеданию листьев и стеблей. В любом случае из яиц осы в полости тела гусеницы вылупляются личинки. Некоторые виды только пьют кровь хозяина; другие поедают и его плоть. Осы сохраняют хозяина живым столько времени, сколько им требуется для развития; личинки не трогают жизненно важных органов гусеницы. Через несколько дней или недель личинки покидают гусеницу, затыкая за собой выходные отверстия, и сплетают себе коконы, которыми утыкано тело умирающего хозяина. Они созревают до взрослых ос, выходят из кокона и улетают, и только после этого гусеница испускает наконец свой энтомологический дух.

Когда осы нескольких видов конкурируют из-за одной гусеницы, борьба может быть весьма жестокой. Личинки, если их в одном хозяине окажется слишком много, могут остановиться в росте и даже погибнуть от голода; такая опасность особенно серьезна для тех видов ос, у которых личинки должны особенно долго развиваться в гусенице. Так, личинкам осы Copidosoma floridanum требуется целый месяц, чтобы полностью созреть в гусенице капустницы. Это чрезвычайно недружественный паразит.

Как правило, Copidosoma откладывает в тело хозяина всего два яйца, одно мужское и одно женское. Как любые другие яйца— эти начинают развиваться и делиться из одной-единственной клетки, но затем происходит неожиданное: эти яйца отходят от пути развития, по которому следует большинство животных. Вместо того чтобы развиваться дальше в один организм, кластер осиных клеток делится на несколько сотен более мелких кластеров, каждый из которых затем развивается в отдельную особь. Внезапно из одного яйца возникает двенадцать сотен клонов. Некоторые из получившихся кластеров развиваются заметно быстрее остальных и превращаются в полностью развитые личинки всего через четыре дня после того, как яйцо было отложено. Эти двести личинок, известных как «солдатики», представляют собой длинных тонких самок с коническим хвостом и острыми мандибулами. Они странствуют по телу гусеницы в поисках одной из трубок, которыми та пользуется для дыхания. Личинки цепляются за дыхательную трубку хвостами и, подобно морским конькам, закрепившимся на коралловом рифе, спокойно покачиваются в потоке крови хозяина.

Задача солдатиков проста: они живут только для того, чтобы уничтожать остальных ос. Заметив проплывающую мимо личинку осы — той же Copidosoma floridanum или любого другого вида — солдатик отцепляется от дыхательной трубки, хватает личинку своими мандибулами, высасывает из нее внутренности и отпускает пустую оболочку плыть дальше. Пока идет это безжалостное уничтожение, остальные зародыши копидосомы медленно развиваются; в конце концов из них вырастает еще тысяча личинок осы. Эти личинки называются репродуктивными и выглядят совершенно иначе, чем солдатики. Вместо рта у них всего лишь сифон, а сами они настолько толсты и пассивны, что могут передвигаться только с током крови хозяина-гусеницы. Репродуктивные личинки беззащитны перед любой атакой, но благодаря личинкам-солдатикам могут спокойно пить живительные соки хозяйского тела, тогда как сморщенные трупы потенциальных конкурентов проплывают мимо.

Через некоторое время солдатики оборачиваются против своих родичей — конкретно, против братьев. Мать-копидосома откладывает одно мужское и одно женское яйцо; после их многократного деления соотношение полов тоже получается пятьдесят на пятьдесят. Однако солдатики вполне эффективно уничтожают мужские личинки, так что среди уцелевших особей подавляющее большинство составляют женские особи. Как-то раз энтомологам довелось наблюдать, как из одной гусеницы вышли две тысячи сестер и один-единственный брат осы Copidosoma.

Солдатики набрасываются на собственных братьев по вполне разумным с эволюционной точки зрения причинам. Самцы ничего не делают для своего будущего потомства — только обеспечивают сперму. Хозяев для своих личинок копидосоме найти непросто: они — как острова, разделенные многими милями океана, поэтому самцы, вышедшие из гусеницы, скорее всего, спарятся здесь же со своими сестрами. В подобной ситуации достаточно всего нескольких самцов: если их будет больше, то меньше останется самок и меньше, соответственно, будет отпрысков следующего поколения. Убивая репродуктивных личинок-самцов, самки-солдатики заботятся о том, чтобы гусеница-хозяин смогла прокормить как можно больше самок, которые смогут передать будущим поколениям гены, общие для всех сестер.