Паразиты: Тайный мир - Карл Циммер

У людей тоже нет никакой особой защиты от паразитов, которые могут в любой момент появиться из потревоженных дождевых лесов. И не врачи должны выяснять, откуда появляется вирус Эбола, а зоологи, которым, может быть, удастся обнаружить в африканском дождевом лесу животное, на котором этот вирус обычно паразитирует.

Но Брукс не рассматривает свой будущий каталог как перечень смертей и разрушений. Он считает, что такой каталог поможет ученым в оценке экологического здоровья лесов Гуанакасте и других похожих лесов. Экосистема немного напоминает человека. В здоровом организме все части взаимодействуют так, как должны: легкие поглощают кислород, желудок усваивает питательные вещества, кровь доставляет все это в ткани, почки удаляют отходы, а мозг обдумывает мировые проблемы или меню ближайшего обеда. В больном организме некоторые части перестают правильно работать, и этот сбой подрывает деятельность всего тела, иногда вынуждая остальные его части тоже прекратить работу. Экосистема может существовать тысячи или миллионы лет, потому что ее части хорошо работают вместе: черви насыщают почву воздухом, грибница, переплетенная с корнями дерева, снабжает их питательными веществами и получает взамен углеводы и т. д. Вода, минеральные вещества, углерод и энергия циркулируют по экосистеме, как кровь по организму. Мало того, экосистемы, оказывается, тоже болеют. Стоит ввести в экосистему паразита, убивающего древесного клопа Coleotichus blackburniae, и поражение разойдется волнами, как круги на воде, и может затронуть основу леса — деревья.

Врачи не ждут, чтобы пациент умер, прежде чем объявить, что с ним что-то не так. Они ищут ранние, легко определяемые признаки болезни, даже если пока не знают, о какой болезни может идти речь. Если где-то в теле пациента обосновалась потенциально опасная колония бактерий, не обязательно выслеживать эти микробы в буквальном смысле, достаточно измерить температуру пациента. Экологи тоже хотели бы иметь верный критерий, по которому болезнь экосистемы можно было бы заметить раньше, чем поражение затронет все ее составные части и разойдется по паутине внутренних взаимоотношений. Ученые проверяли самые разные виды экосистем в надежде найти один, который мог бы служить чем-то вроде показателя температуры тела. Одни смотрели на муравьев и других насекомых, другие — на певчих птиц, которые гнездятся на лесной подстилке. По тем или иным причинам ни один из кандидатов не подошел. Сравнительно несложно заметить, что в упадок приходят хищники высшего звена, такие как волки — в конце концов это крупные животные, и их относительно мало. Но к тому моменту, когда результат какого-то экологического стресса поднимется по пищевой цепи до ее верхнего звена — волков, помочь экосистеме, вероятно, будет уже невозможно.

Некоторые ученые, к которым принадлежит и Брукс, считают показателем экологического здоровья именно паразитов, но не в том смысле, о каком могло бы подумать большинство людей. До недавнего времени большинство экологов видели в паразитах всего лишь показатель экологического упадка. Они рассуждали так: если какое-то загрязняющее вещество отрицательно влияет на иммунную систему местных обитателей, они становятся более восприимчивы к болезням. Судя по всему, в некоторых случаях так и происходит, но обобщения здесь были бы слишком простыми и неверными. Вообще, такая мысль подошла бы Ланкестеру: расцвет паразитов есть признак дегенерации. Но лягушки, которых мы с Бруксом собрали в долинных лесах, выглядели здоровыми и было их так много, что они буквально кидались нам под ноги; в то же время в них кишели паразиты. На самом деле паразиты — признак нетронутой спокойной экосистемы. Так что, как ни странно это звучит, верно противоположное: если из среды обитания исчезают паразиты, экосистема, скорее всего, в беде.

Жизненный цикл паразита часто делает его уязвимым для отравления загрязняющими веществами. Трематода, к примеру, вылупляется из яйца нежным существом, покрытым мягкими ресничками, похожими на волоски, и плавает в поисках улитки; через пару поколений церкарии выходят из улитки на поиски хозяина-млекопитающего. На обеих этих стадиях паразиту для выживания нужна чистая вода. По крайней мере такова теория, но имеются и конкретные факты, ее подтверждающие. Из-за расположенных с наветренной стороны угольных предприятий и загрязнения воздуха вода в реках Новой Шотландии приобрела повышенную кислотность. Канадские экологи добавили в исток одной особенно сильно пострадавшей реки известь и затем несколько лет отлавливали в ней угрей; этих рыб они сравнивали с угрями из другой, не обработанной известью реки, которая ниже по течению впадала в первую. Угри из реки, где кислотность была погашена, несли в себе гораздо более многочисленных и разнообразных ленточных червей, трематод и других паразитов. Затем экологи расширили зону своего исследования на реки вдоль всего побережья Новой Шотландии и обнаружили, что самые свободные от паразитов угри водятся в самых пострадавших (т. е. кислых) реках.

Существует еще одна причина, по которой паразиты могут служить хорошими экологическими маркерами: они находятся на самой верхушке многих экологических сетей. Если вы сбросите в реку никелевые отходы, мелкие животные получат небольшую дозу яда и не слишком пострадают; но по мере того как никель будет подниматься по пищевым цепочкам — рачков съедят мелкие рыбешки, их в свою очередь съедят рыбы покрупнее, тех съедят птицы — загрязняющее вещество будет достигать все более высоких концентраций. Паразиты, которые живут даже в хищниках высшего звена, собирают в своих телах максимальные концентрации ядов. В ленточных червях может скапливаться в сотни раз больше свинца или кадмия, чем в рыбах-хозяевах, и в тысячи раз больше, чем в окружающей воде.

В отличие от свободноживущих организмов, паразиты за жизненный цикл успевают побывать на нескольких уровнях экосистемы и могут рассказать о встреченных в пути нарушениях. Каждый из промежуточных и окончательных хозяев паразита занимает в экосистеме собственную нишу. Трематоды солончаковых болот Карпинтерии живут какое-то время в улитках, которые питаются водорослями на берегах каналов; затем они находят себе хозяев-рыб, которые, чтобы выжить, должны питаться фитопланктоном; после этого паразит, чтобы полностью созреть, должен оказаться в кишечнике здоровой птицы. Если любой из этих хозяев исчезнет, пострадает и паразит. В 1997 г. Кевин Лафферти обнаружил, что в деградирующей части болот Карпинтерии обитает вдвое меньше видов паразитов, чем в здоровой их части, и общая численность паразитов здесь тоже вдвое меньше. В настоящее время часть болот восстанавливается, и к 1999 г. численность паразитов в улитках тоже восстановилась до нормального уровня.

Именно поэтому Брукс в Коста-Рике препарирует лягушек.

— Эти ребята прыгают вокруг, у каждого по девять-десять паразитов, и они здоровы и счастливы. Если ты знаешь всех лягушачьих паразитов и вдруг замечаешь, что кто-то из них пропал, значит что-то случилось либо с самими лягушками, либо с промежуточным хозяином. Теряя паразита, ты теряешь кусочек экосистемы.

Возможно, когда Брукс закончит свой каталог, паразитов в экосистеме можно будет узнавать по яйцам или личинкам и не надо будет приносить в жертву хозяев.

Не исключено, что паразиты не просто служат индикаторами экологического здоровья; очень может быть, что они жизненно важны для него. Если скотоводы при выпасе коров и овец чрезмерно стравливают пастбища, экология региона может не выдержать. В этом месте формируется пустыня. Насколько известно экологам, такие изменения по существу необратимы, потому что пустынные кустарники так преобразуют почву, что травы не могут на ней расти. Очень трудно, в том числе и по политическим соображениям, принять решение о том, сколько именно скота можно пасти на данном участке земли.

Как правило, скотоводы прививают своих животных лекарствами, стараясь максимально избавить их от кишечных паразитов, но не исключено, что как раз паразиты способны поддерживать тонкое равновесие между скотом и травой на пастбище. Личинки некоторых паразитов, чтобы попасть в хозяина, прикрепляются к травинкам. Оказавшись в кишечнике овцы, червь созревает и начинает отсасывать часть съеденной овцой пищи. Овца, вынужденная бороться с паразитом, меньше живет и приносит меньше ягнят. Так паразит уменьшает размеры стада.

Взлеты и падения численности характерны для любой экосистемы. Если скотовод выгоняет на полузасушливое пастбище слишком много овец, овцы плодятся, а травы приходят в упадок. Одновременно меняются и паразиты: когда вокруг полно овец, они плодятся в неимоверных количествах и буквально усеивают редеющие стебельки травы, т. е. вероятность заражения возрастает. Иными словами, истощение пастбищ автоматически запускает вспышку численности паразитов и уменьшает стадо, позволяя травяному покрову восстановиться. Вскоре численность овец тоже восстанавливается, но благодаря контролю со стороны паразитов она никогда не достигает уровня, при котором засушливое пастбище может превратиться в пустыню. Может быть, если бы скотоводы не пичкали своих животных противопаразитными лекарствами, а позволили бы паразитам контролировать численность стад, пастбища не превращались бы в пустыни.