Паразиты: Тайный мир

Я был рад увидеть, что даже у паразитолога могут быть свои слабые места.

Для Хоберга лучшая часть коллекции — это, безусловно, слайды. Он подхватил на ходу несколько коробок и унес их с собой наверх, в офис, где почетное место занимал большой сложный микроскоп. Он показал мне несколько слайдов: секции ленточных червей из птицы-топорика, из бородатого тюленя, из касатки. Различить виды ленточных червей очень трудно. Иногда единственным отличительным признаком является форма камеры, в которой размещаются половые органы червя. А иногда только гены скажут вам, что эти два червя принадлежат к разным видам. Тем не менее, изучая отношения между видами, Хоберг сумел без единой окаменелости воссоздать историю этих паразитов на протяжении 400 млн лет. Для этого он ищет необычные закономерности в отношениях паразитов и их хозяев. Почему, задал себе вопрос Хоберг, эти ленточные черви — Tetrabothriids — живут только в морских птицах и млекопитающих? Почему никто из них не живет в людях или в акулах? Почему другой тип ленточного червя можно обнаружить только в двух местах: в Австралии и в тропических лесах Боливии? Ответы на эти вопросы помогают восстановить историю ленточных червей — настоящую эпопею, связанную с тайнами их позвоночных хозяев, дрейфа континентов и ледников.

Сто лет назад биологи считали эту историю простой и скучной. Отказавшись от свободной жизни и удалившись в глубины организма, паразиты оказались в эволюционном тупике: ведь больше нигде они жить уже не могли. Если они и развивались немного, то только потому, что развивались их хозяева. Хозяева, оказавшись в изоляции на острове или горной гряде, образовывали новые виды; и паразит, отрезанный от родичей, тоже образовывал собственный новый вид.

Если бы это было правдой, то можно было ожидать, что при сравнении эволюционного древа близкородственных хозяев и их паразитов выявятся определенные закономерности: одно древо будет зеркальным отражением другого. Скажем, вскрыли вы птиц четырех близкородственных видов и обнаружили в них ленточных червей. При этом птица, предки которой раньше всего отделились от общего эволюционного ствола, должна быть носителем червя, который первым среди паразитов отклонился от общей линии развития. И так каждая последующая ветвь на эволюционном древе птиц должна нести в себе аналогичную ветвь древа глистов.

Только в конце 1970-х гг. биологи, такие как Дэниел Брукс из Университета Торонто, попробовали сравнить таким образом эволюционное древо хозяина и паразита. И быстро поняли, что эта сдвоенная история на самом деле гораздо сложнее, чем можно было предположить. Иногда эволюционные древа выглядели как зеркальные копии друг друга (схема выше). В других случаях они были похожи на древо, изображенное на этой странице.

Иногда паразиты действительно попадали в новые виды вслед за хозяевами, но нередко случалось и так, что они могли перекинуться на совершенно другие виды (как ленточные черви B, C и E в приведенном на этой странице примере). Иногда один вид паразитов делился на два в одном и том же хозяине, а с хозяином ничего подобного не происходило. Иногда какой-нибудь вид паразитов бесследно исчезал из вида-хозяина. Другими словами, эволюционная история паразитов столь же беспокойна и сложна, как история их свободноживущих родичей.

Важнейшие подсказки к первоначальной истории ленточных червей можно извлечь из самых глубоких корней их эволюционного древа. Принадлежащие к ним примитивные черви живут исключительно в рыбах. В настоящее время на Земле обитает две группы рыб: хрящевые, такие как акулы и скаты, и костистые. Разошлись они около 420 млн лет назад. Около 400 млн лет назад линия костистых рыб разделилась на две собственные ветви. Одна из них привела к возникновению лучеперых костистых рыб: лосося, форели, саргана и тысяч других видов. Вторая — лопастеперых костистых рыб, таких как двоякодышащие рыбы и целаканты. Именно от этих рыб с мясистыми грудными плавниками произошли со временем позвоночные с ногами, которые смогли уже выбраться на берег: иными словами, именно они стали нашими предками.

Ленточные черви впервые появились, вероятно, в древних лучеперых рыбах. Этот участок их истории нашел свое отражение в том факте, что самые примитивные глисты обитают в самых примитивных кистеперых, таких как осетр и амия. Именно в этих хозяевах ленточные черви сменили листовидную форму на длинное сегментированное тело. Отсюда глисты позже колонизировали акул и других хрящевых рыб. Но, судя по всему, они никогда не приближались к лопастеперым. Не известно ни одного случая, чтобы двоякодышащие рыбы или целаканты были носителями этих паразитов.