Эволюция: Триумф идеи - Карл Циммер

Сегодня, когда человечеству приходится сталкиваться с таким множеством новых болезней, врачам, возможно, придется искать новые способы борьбы с паразитами. Одним из таких способов может стать их укрощение и даже приручение. Когда болезнетворный паразит попадает в тело хозяина, перед ним всегда стоит выбор. С одной стороны, он может сразу же приступить к бешеному размножению, питаться тканями хозяина и отравлять его отходами жизнедеятельности, пока тот не умрет. Несмотря на то, что при этом паразит успеет скопировать себя не один триллион раз, он рискует вымереть, если убьет хозяина прежде, чем сможет заразить нового. С другой стороны, он может подойти к делу более осторожно, размножаясь так медленно, что хозяева даже не замечают, что больны. Не исключено, что у такого паразита гораздо больше шансов передаться через вилку или рукопожатие — ведь его хозяин остается в живых достаточно долго, чтобы дать ему такую возможность. Но если рядом у него найдется более агрессивный собрат, способный к тому же размножаться быстрее, то наш умеренный паразит может не выдержать конкуренции.

Пол Эвальд, биолог из Колледжа Амхерста, изучает, как разные паразиты совершают этот выбор. Как правило, выясняется, что если паразиту для передачи нужен мобильный хозяин, то паразит будет деликатен. Риновирусы, вызывающие простуду, передаются только через чихание или прикосновение, так что им необходим относительно здоровый хозяин, способный общаться с другими людьми. «Так что нет ничего удивительного в том, что риновирусы принадлежат к самым мягким из всех известных нам вирусов, — говорит Эвальд. — Более того, насколько мы можем судить, никто и никогда не умирал от риновируса, чего нельзя сказать о подавляющем большинстве прочих болезнетворных организмов».

С другой стороны, если паразиту для попадания в нового хозяина прежний не нужен, он может себе позволить более жесткую стратегию. Малярию, к примеру, переносят комары, и порождаемая ей жестокая лихорадка часто укладывает больного в постель.

Эвальд отмечает, что не каждый патоген следует этому правилу. Оспа, к примеру, не имеет посредников для переноски и должна самостоятельно искать себе нового хозяина. Тем не менее это одна из самых смертельных болезней, известных человеку. Она может позволить себе быть вирулентной, потому что, в отличие от вирусов простуды и других мягких болезней, может долгое время — десятилетиями — существовать вне хозяина, дожидаясь, пока ее подхватит случайный человек. Попав в тело нового хозяина, она бешено размножается, пока не убьет его, а затем начинает ждать следующего шанса.

Все эти паразиты непрерывно эволюционируют в ответ на воздействие окружающей среды, и Эвальд предсказывает: если вдруг паразиту станет легче или тяжелее распространяться, он приспособится. Он даже проверил свои выводы на нескольких разных болезнях, в том числе холере. Холера выделяет в организм хозяина токсины, которые вызывают у того диарею и тем самым дают возможность паразиту покинуть тело. После этого другой человек может подхватить бактерию в туалете, и если он будет прикасаться к пище, то потом от этой пищи может заразиться еще кто-нибудь. С другой стороны, холера может распространиться, если канализационные стоки попадут в питьевую воду. Для первого пути распространения необходим относительно здоровый хозяин, который мог бы контактировать с другими людьми; для второго — лишь плохое водоснабжение. Согласно теории Эвальда, там, где заражение идет через питьевую воду, холера должна развиваться в направлении большей токсичности.

Свидетелем именно такого развития событий Эвальд стал в 1991 г. во время вспышки холеры в Южной Америке. «Холера пришла в Перу, а затем быстро, за пару лет, распространилась по всей Южной и Центральной Америке, — объясняет он. — Попадая в страны с хорошими источниками чистой воды, микроорганизмы становились более безвредными». Так, в Чили, где чистой воды достаточно, микроб эволюционировал в мягкую форму; в Эквадоре, где с водой значительно хуже, он стал более опасным.

Эвальд считает, что вместо того, чтобы пытаться уничтожить болезнь, мы могли бы попытаться в каком-то смысле приручить ее. Это не было бы первым случаем в истории, когда человек одомашнил своих естественных врагов. «Волки представляли опасность для человека на протяжении всей его эволюционной истории, — говорит Эвальд, — но есть волки, которые давно живут вместе с нами и эволюционировали в собак. Вместо того чтобы конкурировать с нами, они теперь помогают нам. Я думаю, что мы могли бы проделать то же самое с болезнетворными микробами».

«Одомашнить» паразитов не так сложно, как кажется на первый взгляд. К примеру, чтобы приручить Plasmodium, паразита, который вызывает малярию, достаточно, может быть, всего лишь натянуть на окна противомоскитные сетки. Комары не смогут свободно залетать в окна и соответственно не смогут укусить за одну ночь много людей; скорость распространения инфекции уменьшится. Если какая-то разновидность плазмодий «привыкла» убивать хозяев быстро, сетки на окнах поставят ее в эволюционно невыгодное положение — ведь хозяева будут умирать раньше, чем плазмодиев сможет заразить еще кого-нибудь. В конкурентной борьбе победят более мягкие разновидности, и люди станут реже умирать от малярии.

Там, где речь идет о болезнях, эволюция работала против нас тысячи лет. И все это время мы обуздывали их.

10. Логика страсти

Жизнь — это танец партнеров — вирусов простуды и их сопливых хозяев, орхидей и насекомых-опылителей, подвязочных змей и ядовитых орегонских тритонов. Но ни один список партнеров по жизненному танцу не был бы полным без мужского и женского начал. Для громадного большинства видов животных танец полов — обязательная и принципиально важная часть существования.

Конечно, секс — необходимая часть жизни, но кроме того это таинственная и завораживающая загадка. Зачем павлины таскают за собой такие шикарные тяжелые хвосты — и почему вы не найдете ничего подобного у самок павлина? Почему во время спаривания австралийских красноспинных пауков самец бросается на ядовитые клыки самки, становясь в конце полового акта пищей для нее? Почему в гнездах муравьев тысячи стерильных самок — рабочих муравьев и все они служат единственной плодовитой царице? Почему сперматозоиды у самцов всегда мелкие и подвижные, а яйцеклетки у самок гигантские и неподвижные? Почему вообще существуют самцы и самки?

Ответы на эти вопросы можно найти в эволюции. В настоящее время биологи полагают, что пол сам по себе является эволюционным приспособлением. Он дает двуполым организмам конкурентное преимущество перед теми, кто размножается без участия самцов и самок. Но двуполость, хотя и приносит пользу обоим полам, и самцам, и самкам, одновременно порождает между ними конфликт интересов. Наилучшая репродуктивная стратегия для самца совсем не такая, как для самки. На протяжении бесчисленных поколений этот конфликт постепенно формирует животных во всех отношениях — от анатомии до поведения. И он не заканчивается после спаривания. Борьба продолжается везде, где только можно — в матке и в семье, — и формирует все вплоть до формы животных сообществ.

Биологи-эволюционисты выяснили, что хвост павлина, стерильные муравьи и пауки-самоубийцы обретают очевидный смысл, стоит только распознать суть конфликта между полами. А понимание роли секса в формировании животных приводит нас, естественно, к довольно щекотливому вопросу: не являются ли некоторые аспекты человеческой психологии также результатом эволюционного давления секса?

Вопрос о том, почему мы занимаемся сексом, большинству людей даже не приходит в голову. Мы делаем это, потому что хотим детей, или потому что это приятно, или по обеим причинам. Но многие организмы вполне способны размножаться и без секса. Бактерии и многие простейшие умеют просто делиться надвое без участия какого бы то ни было партнера. Бесполых животных немного, но они все же существуют. У некоторых видов хлыстохвостых ящериц на западе США, к примеру, нет самцов. Одна самка забирается на другую, кусает ее за шею, оборачивается вокруг нее, как живой бублик, и всячески изображает те действия, какие обычно производит самец во время спаривания. Герпетологи считают, что вся эта пантомима нужна для того, чтобы ящерица, играющая в ней роль самки, могла овулировать. Но сперма ей для оплодотворения яиц не требуется. Они просто начинают делиться и вырастают в эмбрион. Начинается развитие клона, а мать тем временем оказывает своей псевдопартнерше ответную услугу — играет роль самца. Рождаются у таких ящериц тоже только самки, и все они совершенно идентичны матерям.

Мало того, что в сексе нет жесткой необходимости; по идее, он должен прокладывать виду кратчайший путь к эволюционной катастрофе. Во-первых, как способ размножения он малоэффективен. В популяции бесполых хлыстохвостых ящериц каждая особь может производить на свет собственных детенышей; в двуполой популяции этим занимается лишь половина особей. Если бы бесполые особи и особи того же вида, имеющие пол, жили рядом, бесполые должны были бы смести двуполых благодаря хотя бы вдвое большей скорости размножения. Но секс несет с собой и другие издержки. Самцы, состязаясь за самок при помощи крепких рогов или сладкоголосого пения, тратят громадное количество энергии и иногда забываются настолько, что подпускают к себе хищника. «Половое размножение обходится слишком дорого», — говорит Роберт Вриенхок из Исследовательского института при Аквариуме бухты Монтерей.