Паразиты: Тайный мир

Вирусы и бактерии, как правило, работают быстро; они стремительно размножаются и вызывают болезни, которые либо убивают жертву, либо терпят поражение от ее иммунной системы. Паразиты-эукариоты тоже могут быть стремительными и фатальными — свидетелями тому сонная болезнь и малярия, но они могут причинять и другой вред. Клещи и вши, хотя и живут только на коже, могут довести своего хозяина до полного истощения. Черви, живущие в кишечнике, нередко позволяют хозяину прожить многие годы, но останавливают его рост и мешают производить потомство. Трематоды, которых изучал Лафферти в солончаковых болотах Карпинтерии, сами не убивают своих хозяев-фундулюсов: они просто превращают рыбок в танцующий корм для птиц. Краб, зараженный Sacculina, может прожить долгую жизнь, но он не передаст никому свои гены, потому что кастрирован паразитом. В эволюционном отношении это живой труп.

Паразиты не позволяют хозяевам передавать потомству свои гены и тем самым создают мощнейший механизм естественного отбора. Паразиты причинили лично Дарвину немало страданий, и этот факт, возможно, помешал ему признать, что они могут играть в своих хозяевах роль творческой эволюционной силы. Большая часть изменений, возникающих под действием этой силы, происходит именно там, где можно ожидать: в иммунной системе, защищающей животное от чужаков. Но помимо этого происходят и другие изменения, не имеющие на первый взгляд никакого отношения к болезням. Появляются все новые свидетельства того, что именно благодаря паразитам мы, как и многие другие животные, занимаемся сексом. Петушиный хвост и другие приспособления, при помощи которых самцы привлекают самок, возникли, возможно, тоже из-за паразитов. Не исключено также, что именно паразиты определили форму сообщества у самых разных животных — от муравьев до обезьян.

Вероятно, паразиты с начала времен являются движителем эволюции хозяев. Четыре миллиарда лет назад, когда гены только начали объединяться в свободные «конфедерации», паразитические гены легко брали над ними верх и заставляли воспроизводить себя быстрее, чем остальные гены. В ответ ранние организмы, вероятно, «разработали» способ постоянной проверки собственных генов. Такого рода мониторинг и сегодня идет в наших с вами клетках: в них есть специальные гены, которые ничего больше не делают, только ищут генетических паразитов и пытаются подавить их.

Многоклеточные организмы с самого момента своего появления стали для паразитов любимой мишенью: ведь каждый из них представлял собой просторное жилище, богатое пищей. Кроме того, многоклеточным организмам пришлось бороться с паразитизмом нового типа, при котором часть собственных клеток организма пыталась воспроизводиться быстрее других за счет остальной его части (эта проблема существует до сих пор в форме раковых заболеваний). Давление извне и изнутри привело к возникновению первых иммунных систем. Но на каждый шаг, предпринимаемый хозяевами против паразитов, паразиты вольны отвечать своими мерами. Скажем, иммунная система изобретает особую бирку, которую можно навешивать на паразитов, чтобы делать их более узнаваемыми; такого «меченого» паразита куда легче убить. Но после этого паразит может изобрести инструмент, при помощи которого можно избавиться от навешенной бирки. Иммунная система в ответ становится еще более изощренной: так, 500 млн лет назад позвоночные развили у себя способность распознавать при помощи Т- и В-клеток конкретные типы паразитов и производить антитела к ним.

Не стоит думать, что эти эволюционные догонялки имели место лишь в далеком прошлом, в глубинах времени. Эти процессы происходят и сегодня; поставив правильный эксперимент, биологи могут даже наблюдать их в действии. Один такой эксперимент (с плодовыми мушками и осами, которые на них паразитируют) провел А. Крайевельд из Имперского колледжа в Англии. Для эксперимента он выбрал осу-паразита и два вида носителя: плодовых мушек Drosophila subobscura и Drosophila melanogaster. Он вырастил ос на мушках D. subobscura, а затем поместил несколько десятков паразитов в камеру с D. melanogaster. Осы инфицировали новых хозяев и убили девятнадцать из каждых двадцати D. melanogaster. Однако одной из каждых двадцати дрозофил D. melanogaster удалось мобилизовать свою иммунную систему и уничтожить личинки осы. Крайевельд взял этих резистентных мушек и получил от них следующее поколение D. melanogaster.

Тем временем Крайевельд продолжал выращивать ос-паразитов на мушках другого вида, D. subobscura. Когда следующее поколение D. melanogaster выросло, он вновь выпустил в их камеру несколько ос. Осы вновь атаковали мушек D. melanogaster, а Крайевельд вновь взял выживших как производителей и вырастил новое поколение.