Паразиты: Тайный мир - Карл Циммер

Работая с аспиранткой Марленой Зук в Университете штата Мичиган, Хэмилтон предположил, что самки оценивают парады самцов именно по этому критерию: насколько хорошо данный самец может сопротивляться паразитам. Слабому ухажеру придется тратить на это все свои силы, и больше ни его на что уже не хватит. Но у самца, способного противостоять паразитам, энергии останется достаточно, чтобы гордо демонстрировать свои здоровые гены перед самками. Такая демонстрация, утверждали Хэмилтон и Зук, должна быть зрелищной, экстравагантной и дорогостоящей. Петушиный гребень как раз подходит под это описание. Он не выполняет никакой функции и никак не обеспечивает выживание петуха. Более того, он служит для своего владельца дополнительной нагрузкой: ведь чтобы держать его красным и плотным, петуху приходится накачивать гребень тестостероном. А тестостерон, вообще говоря, угнетает иммунную систему и ставит петухов в невыгодные условия в борьбе с паразитами.

Получается, что за петушиный гребень мы должны благодарить паразитов. В этом случае можно сказать, что они в ответе и за длинные перья в хвостах райских птиц. Не исключено, что именно они сделали красноплечих трупиалов еще краснее, добавили ярких пятен на спину трехиглой колюшке, увеличили в размерах сперматофор сверчка. Любые признаки, по которым самка могла бы выбирать самца, могут быть делом «рук» паразитов.

Хэмилтон и Зук представили свою гипотезу в начале 1980-х гг., приведя в доказательство один простой тест. Логика подсказывает, что, согласно этой гипотезе, чем больше вид носит в себе паразитов, тем необычнее и ярче должны выглядеть его представители-самцы. При этом бактерии и вирусы не должны иметь особого влияния на их вид — они либо убивают носителя, либо терпят поражение; в первом случае самец погибает и не может демонстрировать свою привлекательность, во втором он может полностью оправиться и стать неотличимым от остальных, более сильных самцов.

Хэмилтон и Зук собрали данные по североамериканским певчим птицам и паразитам, которые вызывают у них хронические заболевания, такие как птичья малярия, Toxoplasma, трипаносомы, всевозможные глисты и черви. Затем они составили рейтинг эффектности самцов каждого вида по яркости окраски и песням. Выяснилось, что самые красивые и звонкоголосые самцы у этих видов — носители наибольшего числа паразитов.

За этой работой последовало громадное количество самых разных исследований (даже больше, чем вызвала более общая теория Хэмилтона о происхождении полов). Зоологи проверяли предложенную гипотезу на песнях сверчков, пятнах трехиглых колюшек, горловых мешках заборных игуан. Во многих случаях (особенно в лабораторных экспериментах) гипотеза оправдывалась. К примеру, Зук изучила банкивскую джунглевую курицу из Юго-Восточной Азии, дикого родственника обычных домашних кур. Она следила за тем, каких петушков выбирают курочки этого вида и измеряла у них гребень. Выяснилось, что самки стабильно предпочитают самцов с более длинными гребешками.

В ходе более сложного эксперимента шведские ученые исследовали поведение диких фазанов. У фазанов-самцов на ногах имеются шпоры, и ученые выяснили, что именно по длине шпор самка определяет, с каким самцом ей спариваться. Затем исследователи проверили у самцов гены, отвечающие за иммунную систему, и обнаружили, что у всех фазанов с самыми длинными шпорами имеется определенная комбинация генов. Они пока не знают, как именно эти гены помогают самцам бороться с паразитами, но при исследовании фазанят выяснилось, что птенцы длинношпорых самцов имеют лучшие шансы на выживание, чем птенцы короткошпорых.

Нет причин сомневаться в том, что антипаразитная реклама, живыми носителями которой являются самцы, может распространяться не только на тело птицы, но и на способ ухаживания. По крайней мере с рыбками Copadichromis eucinostomus в озере Малави в Центральной Африке, похоже, происходит именно так. Для привлечения самок самцы строят из песка на дне озера «домики». Часть из них — всего лишь несколько мелких камешков на верхушке валуна, но некоторые представляют собой большие пирамидки высотой в несколько дюймов. Самцы строят свои домики рядом, создавая целые кварталы, причем каждый из них готов яростно защищать свою постройку от конкурентов. Самки большую часть времени кормятся отдельно от самцов, но, когда приходит время спаривания, направляются в «жилые кварталы» и осматривают выстроенные самцами домики. Если самка решает спариться с каким-то самцом, она выпускает яйцо и осторожно берет его в рот. Самец пускает туда же свою сперму, и самка уносит оплодотворенное яйцо с собой.

Судя по всему, по домикам самки определяют, кто из самцов лучше всего защищен от паразитов (таких как ленточные черви). Эксперименты показали, что самки предпочитают тех самцов, которые строят большие домики правильной формы, и именно эти самцы несут в себе меньше всего ленточных червей. Самец, несущий в себе много паразитов, тратит на еду слишком много времени и просто не успевает строить и поддерживать дом. Таким образом, для Copadichromis eucinostomus домики что-то вроде медицинской карты или, скажем, генетического профиля.

Но гипотеза Хэмилтона — Зук выдержала не все испытания. К примеру, самцы пустынных жаб привлекают самок пением, но громкий зов ничего не говорит о способности иммунной системы самца справиться с Pseudodiplorchis — паразитом, который живет в мочевом пузыре и пьет кровь. У некоторых видов заборных игуан самцы имеют на шее яркие кожистые складки, которые самки просто обожают, но никакой связи между их окраской и паразитами (к примеру, Plasmodium) обнаружить не удалось.

Эти и другие неудачи привели ученых к мысли, что они неправильно подошли к проверке гипотезы Хэмилтона — Зук. Паразит может приносить хозяину много вреда, а может существовать с ним более или менее мирно; возможно, поэтому он может оказывать влияние — и немалое — на уровень привлекательности самцов, а может и не оказывать. Если у вас есть данные по исследованию самых разных паразитов, сложно сделать по ним какой-то общий вывод. Может быть, вместо того чтобы считать паразитов, надежнее оценивать состояние самой иммунной системы? Иммунная система реагирует на множество разных паразитов, так что ее состояние может быть более показательным. Конечно, считать лейкоциты в крови куда труднее, чем гигантских ленточных червей, но оказывается, что этот метод продуктивнее. Иммунные исследования неизменно и недвусмысленно подтверждают гипотезу Хэмилтона — Зук. Самки павлинов, к примеру, выбирают самцов с самыми яркими и роскошными хвостами, и ученые обнаружили, что иммунная система именно этих самцов способна наиболее энергично сопротивляться паразитам.

Еще одна причина, по которой данные эксперимента могут расходиться с гипотезой Хэмилтона — Зук, состоит в том, что ученые, возможно, ищут не те сигналы. Они увлекаются измерением петушиных гребней и фазаньих шпор, поскольку это очевидно и просто. Но среди коммуникационных каналов между полами зрение, возможно, играет не такую уж большую роль. Мыши, к примеру, способны по запаху мочи потенциального партнера определить, есть у него паразиты или нет; если самец болен, самка будет держаться от него подальше. Возможно даже, что самцы могут при помощи запаха сообщить самке о своей устойчивости к паразитам — скажем, посредством необычного запаха, устоять перед которым невозможно. «Запах самца мыши, — написал кто-то из биологов, — представляет собой химический эквивалент павлиньего хвоста».

Даже если для других животных гипотеза Хэмилтона — Зук не подтвердится, это не значит, что паразиты не могли сформировать их половую жизнь, хотя уже по другим причинам. Как обычно, все сводится к тому, как данное животное передает свои гены. У пчел, к примеру, молодые самки в конце лета покидают родной улей со свитой самцов. После спаривания самцы погибают, но самка переживает зиму и весной выползает, чтобы положить начало новой пчелиной колонии при помощи яиц, оплодотворенных еще осенью. Иными словами, каждый вид пчел постоянно проходит через «бутылочное горлышко» немногочисленных маток и полностью зависит от них.

Изучив ДНК пчел, ученые выяснили, что царица за время брачного полета может спариться с десятью или даже двадцатью самцами. Если оставить в стороне удовольствие, становится очевидно, что такое количество половых сношений может дорого обойтись: во время спаривания царица является легкой мишенью для хищника, да и энергия, затраченная при этом, очень пригодилась бы ей зимой.

Не исключено, что это тоже предосторожность против паразитов, как показал эксперимент швейцарского биолога Пауля Шмида-Хемпеля. Он искусственно вводил маткам сперму и выращивал из полученных яиц колонии. Одни царицы при этом получали сперму лишь нескольких близкородственных самцов, а другие — настоящий коктейль с вчетверо ббльшим генетическим разнообразием. Когда отложенные царицей яйца начинали проклевываться, Шмид-Хемпель вынес колонии на цветущий луг под Базелем и оставил их там до конца сезона, а затем отловил и проверил.