Паразиты: Тайный мир - Карл Циммер

Постепенно становится ясно, что паразиты, возможно, и хозяев своих подтолкнули к видовому разнообразию. Дело в том, что паразиты почти никогда не действуют на весь вид одинаково. Так, паразиты какого-то конкретного региона могут специализироваться только на местной популяции вида, приспособившись к местному варианту генотипа. Хозяева в ответ развиваются: но только местные хозяева, а не весь вид в целом. Именно такие «бои местного значения» были причиной примеров самой быстрой эволюции, зарегистрированных учеными: будь то моли-чехлоноски и цветы, в которые они откладывают яйца, улитки и трематоды или лен и грибок. Отбиваясь от специализированных паразитов, эти популяции хозяев генетически выделяются из своего вида.

Но это лишь один из многочисленных способов, которыми паразит может помочь своим хозяевам превратиться в новый вид. К примеру, генетические паразиты способны ускорять эволюцию своих хозяев. Вообще, чтобы эволюция имела место, гены должны вбирать в себя новые цепочки. Это может произойти при обычной мутации — достаточно случайного попадания космической частицы в молекулу ДНК или небольшого сбоя при делении клетки. Но с участием генетического паразита это может произойти быстрее. Прыгая из хромосомы в хромосому внутри одной клетки или перескакивая из одного вида в другой, паразит может втиснуться в середину нового гена. Как правило, подобное грубое вторжение порождает проблемы — точно так же, как породит проблемы случайно вставленная в середину компьютерной программы последовательность команд. Но изредка нарушение оборачивается эволюционной пользой. Разорванный ген вдруг обретает способность производить новый полезный протеин. Похоже, что когда-то случайный прыжок генетического паразита дал нам способность более эффективно бороться с паразитами. По некоторым признакам гены, отвечающие за рецепторы на Т- и В-лейкоцитах, возникли буквально на пустом месте в результате случайного вторжения генетического паразита.

А если генетическому паразиту удается обосноваться в новом хозяине, он может нарушить целостность и единство вида. Как правило, в следующих поколениях генетический паразит буквально наводняет геном потомков своего первого хозяина; он втискивает свой код в тысячи разных мест. Со временем хозяева, несущие его в генах, сами по себе разделяются на отдельные популяции — еще не виды, но уже группы, которые предпочитают спариваться между собой. А паразит продолжает прыгать с места на место в их ДНК, причем в каждой популяции по-своему, делая различие генов разных популяций все более явным. Однажды, когда какие-нибудь Ромео и Джульетта из разных популяций встретятся и попытаются спариться, может оказаться, что разные наборы генетических паразитов сделали их несовместимыми. Затрудняя спаривание представителей разных популяций, генетические паразиты способствуют расщеплению видов.

Еще один путь к созданию нового вида — вмешательство в половую жизнь хозяев. Так, бактерия под названием Wolbachia обитает в 15 % всех насекомых Земли и во многих других беспозвоночных. Она живет в клетках хозяина и может колонизировать нового хозяина лишь одним способом: поселившись в яйцах самки. Когда яйца с Wolbachia внутри оплодотворяются и из них развивается взрослое животное, оно с самого рождения становится носителем паразита.

У такого образа жизни есть один недостаток: если из яйца с Wolbachia вырастет самец, паразит окажется в тупике — ведь нет яиц, которые он мог бы инфицировать. В результате Wolbachia научилась контролировать половую жизнь своих хозяев. Во многих видах-носителях она умеет изменять сперму зараженных самцов так, что после этого тот может успешно спариваться только с зараженными вольбахией самками. Если инфицированный самец спарится со здоровой самкой, все детеныши погибнут. В некоторых видах ос Wolbachia пользуется иной тактикой: если в обычных условиях осы рождаются самцами и самками и размножаются половым путем, то при заражении вольбахией эти осы становятся сплошь самками и порождают тоже одних только самок. Превратив всех хозяев в самок, бактерия сильно расширяет для себя поле деятельности.

В обоих случаях Wolbachia генетически изолирует инфицированных хозяев от здоровых представителей вида. Новые особи будут рождаться либо от двух инфицированных родителей, либо от двух здоровых. Гибридов того и другого просто не будет. Создание такой репродуктивной стены может стать началом формирования нового вида. Wolbachia — самый известный, но далеко не единственный паразит, способный менять половую жизнь хозяев, так что этот путь возникновения новых видов может оказаться довольно обычным.

Дарвин всегда отличался острым чувством иронии, но это, наверное, было слишком даже для него. Его умирающие дети могли подсказать ему, как жизнь меняет форму, как и почему движется эволюция, как возникают новые виды. Там, где речь идет о полотне жизни, паразиты — это рука, управляющая ткацким станком.

Глава 7. Двуногий хозяин

У человечества всего три врага: лихорадка, голод и война; величайший и ужаснейший из них — лихорадка.

Красота паразитов — нечеловеческая. И не потому, что паразиты — это пришельцы с другой планеты, которые хотят поработить нас, а потому, что на этой планете они появились намного раньше, чем мы с вами. Я иногда думаю о Джастине Калесто, суданском мальчике, который был так измучен сонной болезнью, что мог только тихонько плакать в постели. Ему было двенадцать, и в одиночку он наверняка не справился бы с династией паразитов, которым смогли устроиться едва ли не во всех видах млекопитающих, в рептилиях, птицах, динозаврах и амфибиях. Они жили в любых позвоночных с того самого момента, когда на берег выбралась первая рыба, и были теми, кто жил в рыбе, пока на суше никого не было, кто сумел заселить внутренности насекомых и способен жить припеваючи даже в деревьях. По сравнению с ними вся человеческая раса — всего лишь ребенок, как Джастин: юный вид, которому от роду всего-то несколько сотен тысяч лет; нежный и свежий хозяин, которого трипаносомы и другие паразиты с удовольствием осваивают.

Несомненно, паразитам никогда ранее не попадался такой хозяин, как мы. Люди могут сражаться с ними с помощью таких изобретений, как лекарства и канализация, которыми до нас не владело ни одно животное. Кроме того, мы изменили планету вокруг себя. После миллиардов лет блистательных успехов паразиты теперь должны жить в созданном нами мире — мире вырубаемых лесов и дурно пахнущих трущоб, мире исчезающего снежного барса и бурно плодящихся цыплят. Тем не менее они так хорошо умеют адаптироваться, что в целом чувствуют себя неплохо. Нам следует беспокоиться об исчезновении кондоров и лемуров: их вымирание демонстрирует, насколько плохо мы заботимся о своей планете. А вот о вымирании паразитов беспокоиться не приходится. Конкретные виды клещей, которые живут на черных носорогах, скорее всего, вымрут вместе с их хозяевами в наступившем столетии. Но нет опасности исчезновения с Земли паразитов как таковых на протяжении жизни нашего вида; скорее всего, почти все они останутся, когда нас уже не будет.

Хотя паразитам приходится жить в мире, который создали мы, верно и обратное! Это они задали структуру экосистем, от которых мы зависим, и они же миллиарды лет формировали гены хозяев, включая и нас самих.

Поразительно, насколько детально они задали нашу форму. Когда иммунологи начали изучать антитела, оказалось, что их можно рассортировать на несколько типов. У одних были выступы, похожие на дверцы, другие напоминали пятиконечные звезды, и каждая группа антител эволюционировала таким образом, чтобы эффективно работать против определенного сорта паразитов. Так, иммуноглобулин А справляется с вирусом гриппа и почти ни с чем более, а звездовидный иммуноглобулин М вонзает свои лучи в бактерии наподобие Streptococcus и Staphylococcus.

Кроме них существуют странные маленькие антитела, называемые иммуноглобулин Е (IgE). Впервые столкнувшись с этими структурами, ученые долго не могли понять, для чего они предназначены. В большинстве людей IgE присутствовал в едва заметном количестве, за исключением случаев приступа сенной лихорадки, астмы или некоторых других аллергических реакций, когда его количество в организме внезапно и резко увеличивалось. Иммунологам удалось понять, как IgE помогает запускать эти реакции. Когда в тело попадает определенное — совершенно безвредное — вещество, такое как пыльца амброзии, кошачья перхоть или волокна шелка, В-клетки производят антитела типа IgE соответствующей формы. Эти антитела затем прикрепляются к специфическим иммунным клеткам, известным как мастоциты, или тучные клетки, которые присутствуют в коже, в легких и в кишечнике. Позднее безвредное вещество, ради которого были выпущены эти антитела, попадает в организм вновь. Если оно захватывается одним антителом IgE на мастоците, этим все и заканчивается. Но оно может прикрепиться сразу к двум антителам, сидящим рядом на тучной клетке, и тогда безвредная субстанция запускает иммунную систему в работу! Внезапно мастоцит испускает целый поток химических веществ, которые заставляют мышцы сжиматься, вызывая приток жидкости, и место событий заполняют другие иммунные клетки. Так возникает чиханье при сенной лихорадке, одышка при астме и покраснение ткани вокруг места пчелиного укуса.