Паразиты. Тайный мир - Циммер Карл (электронная книга txt) 📗
Существуют также миллионы видов насекомых и других животных, живущих на растениях, но до 1980 г. мало кто из экологов воспринимал их как паразитов. Их считали просто травоядными — эдакими крохотными беспозвоночными козочками. Однако Питер Прайс, эколог из Университета Северной Аризоны, показал, что между этими животными и травоядными существует принципиальная разница. Травоядные для растений — то же, что хищники для своих жертв: это животные, способные поедать множество разных видов. Летучая мышь, кролик или кошка на обед вполне устроит койота. Овца тоже особенно не привередничает; оказавшись на лугу, она с равным удовольствием будет есть клевер, тимофеевку или дикую морковь. Некоторые насекомые, такие как тигровая гусеница, пасутся как овцы, откусывая по кусочку от растений разных видов и двигаясь дальше. Но многие насекомые — по крайней мере на определенной стадии своего развития — ограничены в пище лишь одним видом растений. Гусеница, которая вылупляется из яйца, живет и превращается в куколку на одном-единственном кусте молочая, не слишком отличается от ленточного червя, способного во взрослом состоянии жить только в кишечнике человека. Очень многие растительноядные насекомые также проводят всю жизнь на одном растении, приспосабливая свою жизнь к жизни хозяина.
Одна из самых наглядных иллюстраций к доводам Прайса — нематоды, живущие в корнях растений. Эти паразиты — страшные вредители, уничтожающие 12% всего мирового урожая. Одна из разновидностей — корневые галловые нематоды рода Meloidogyrte — представляют собой к тому же интересный ботанический эквивалент трихинеллы. Каждая нематода вылупляется из яйца в почве и направляется к кончику корня растения. Во рту у нее имеется специальный пустотелый шип, который нематода и вонзает в корень. Слюна червя заставляет наружные клетки корня лопнуть, освобождая проход, куда может проскользнуть нематода. Она протискивается между клетками внутри корня, пока не достигнет его сердцевины.
После этого нематода протыкает несколько клеток вокруг себя и вводит в них яд. Под его воздействием клетки начинают дублировать свою ДНК, а лишние гены — производить протеины, При этом в корнях активизируются такие гены, которые в нормальных условиях никогда бы не включились в работу. Задача корневой клетки — всосать в себя воду и питательные вещества из почвы и перекачать их в «сосудистую систему» растения — сеть трубочек и пустот, по которым пища разносится во все его части. Однако под воздействием колдовских чар нематоды корневая клетка начинает работать наоборот— выкачивать пищу из растения. Клеточная стенка становится достаточно проницаемой, чтобы сквозь нее легко проходил поток питательных веществ; кроме того, она выпускает внутрь клетки пальцевидные отростки, в которых пища накапливается. Нематода впрыскивает в измененную клетку особые молекулы, которые образуют своеобразную межклеточную соломинку — через нее нематода всасывает пищу, поступающую из других частей растения. По мере того как измененная клетка распухает от избытка пищи, возникает опасность разрыва корня. Стремясь обезопасить корень и себя, нематода заставляет окружающие клетки многократно делиться. Образуется плотный корневой узелок, способный противостоять избыточному давлению. Если трихинелла в совершенстве освоила генетический «язык» млекопитающих, то корневые нематоды сумели изучить язык растений.
• • •
Паразиты живут в своеобразной среде, не слишком похожей на привычный нам окружающий мир. Это место, где действуют свои законы навигации, свои правила поиска пищи и обустройства дома. Если барсук роет себе нору, а птица вьет гнездо, то паразиты часто выступают в роли архитекторов: при помощи биохимических «заклинаний» они заставляют плоть и кровь изменяться и принимать нужную им форму. Представьте: груда бревен и досок взмывает в воздух и самостоятельно складывается в дом. Кроме того, внутри тела хозяина паразитов окружает собственная причудливая экология.
Экологи всего мира изучают, как миллионы видов живых существ уживаются на Земле. При этом рассматривают обычно не всю планету разом, а отдельные экосистемы — к примеру, прерию, приливную равнину или песчаную дюну. Даже в этих рамках возникают бесчисленные трудности — размытые границы, прилетающие издалека (с расстояния в десятки километров) семена, стаи волков, которые иногда заглядывают в долину с другого склона горы. В результате самые серьезные, самые впечатляющие эксперименты экологам приходится проводить на островах, которые за миллионы лет заселялись, возможно, всего несколько раз. Острова — изолированные лаборатории природы. Именно на островах экологи определили, почему и как размеры ареала определяют количество видов, способных существовать в данной экосистеме. Позже ученые использовали полученные знания на материке, показав, что фрагментированная экосистема превращается как бы в архипелаг, где видам в любой момент угрожает исчезновение.
Для паразита хозяин—что-то вроде живого острова. В среднем, чем больше хозяин, тем больше в нем может разместиться видов паразитов: продолжая аналогию с островами, на Мадагаскаре обитает куда больше видов живых существ, чем на Сейшелах. Но, как и острова, хозяева обладают индивидуальными особенностями. Паразиты могут найти в каждом из них множество экологических ниш: ведь в теле так много различных мест, к которым можно адаптироваться. Так, на жабрах одной- единственной рыбы может с удобством разместиться сотня паразитических видов, и каждый найдет себе отдельную экологическую нишу. Непосвященному кишка может показаться просто трубкой, но для паразита каждый участок кишечника характеризуется уникальным сочетанием кислотности, содержания кислорода и пищи. Паразит может быть адаптирован к жизни на поверхности кишки, внутри выстилающей кишечник пленки или среди его пальцевидных выростов. В пищеварительном тракте утки могут обитать четырнадцать видов паразитических червей (их суммарная численность в среднем составляет двадцать две тысячи особей), причем каждый вид выбирает в качестве дома вполне конкретный участок кишечника; иногда их ареалы частично перекрываются, но чаще нет. Паразиты способны поделить на сферы влияния даже человеческий глаз: один вид червей живет в сетчатке, другой—в камере глаза, один — в склере, другой — в глазнице.
В тех хозяевах, где достаточно экологических ниш, паразиты не конкурируют между собой: каждый вид занимает собственный участок плоти. Но, если случается так, что все кандидаты претендуют на одну и ту же экологическую нишу, дело, как правило, кончается плохо. К примеру, каждый из десятка с лишним видов трематод может обитать в одной и той же улитке, но всем им, чтобы выжить, нужна именно пищеварительная железа. Вскрывая панцирь улитки, паразитологи, как правило, обнаруживают там не десять видов трематод, а несколько особей одного вида. Трематоды могут поглотить своих конкурентов или выпустить химические вещества, которые сделают проникновение в улитку более сложным для опоздавших. Другие паразиты в других животных тоже могут конкурировать друг с другом. Когда в кишечнике крысы появляются колючеголовые черви, ленточным червям приходится отступать из самых богатых пищей участков вниз, в те зоны кишечника, где добывать пищу гораздо труднее.
Но самым злодейским и недобрососедским поведением, пожалуй, отличаются некоторые паразитические осы, которые в свое время произвели на Дарвина сильное впечатление. Это не слишком удивительно, учитывая то, как страшно эти осы обходятся со своими хозяевами. Сначала оса-мать разведывает окрестности, вынюхивая растение, на котором кормится ее хозяин — чаще всего гусеница, но иногда и другое насекомое, такое как тля или муравей. Обнаружив такое растение, она подлетает поближе и начинает поиски самой гусеницы или ее помета. Затем паразитическая оса зависает над хозяином и вонзает свое жало в мягкий промежуток между пластинами экзоскелета гусеницы. Однако это вовсе не жало; на самом деле это яйцеклад, через который оса откладывает яйца — иногда всего несколько штук, иногда сотни. Некоторые осы одновременно вводят в тело гусеницы яд, парализующий хозяина, другие ограничиваются откладыванием яиц; их хозяева возвращаются к привычному занятию —поеданию листьев и стеблей. В любом случае из яиц осы в полости тела гусеницы вылупляются личинки. Некоторые виды только пьют кровь хозяина; другие поедают и его плоть. Осы сохраняют хозяина живым столько времени, сколько им требуется для развития; личинки не трогают жизненно важных органов гусеницы. Через несколько дней или недель личинки покидают гусеницу, затыкая за собой выходные отверстия, и сплетают себе коконы, которыми утыкано тело умирающего хозяина. Они созревают до взрослых ос, выходят из кокона и улетают, и только после этого гусеница испускает наконец свой энтомологический дух.
