Паразиты. Тайный мир - Циммер Карл (электронная книга txt) 📗
Эти эксперименты показали, что Strongyloides предпочли бы размножаться без участия разных полов, но здоровая иммунная система хозяина вынуждает их к половому размножению.
— Наша иммунная система действует как своего рода паразит для паразитов, — говорит Лайвли. — Подобно паразитам, наши Т- и В-клетки образуют множество разных линий, а самые успешные киллеры воспроизводятся в самых больших количествах. Подобно хозяевам, паразиты защищаются тем, что разнообразят свои гены при помощи полового размножения.
Вся работа, проделанная Лайвли и другими учеными по вопросу о происхождении полов, опирается на принцип Черной Королевы, но саму Королеву до сих пор никому увидеть не удалось. Некоторые исследователи, занятые компьютерным моделированием борьбы между хозяином и паразитом, видели ее тень на своих мониторах. Лайвли в своей работе — на карте расселения половых и бесполых улиток — видел только результат ее деятельности на мгновенном снимке. Но со временем данных об улитках у него накопилось столько, что сложилась картина их изменений не только в пространстве, но и во времени.
В течение пяти лет он со своим учеником Марком Дибда- лом ездил ловить улиток на озеро Поеруа. Все улитки там были клонами и в большинстве своем принадлежали к четырем основным генетическим линиям. Каждый год Лайвли и Диб- дал проводили перепись четырех улиточьих кланов и смотрели, как меняется их численность. Представителей самого редкого и самого распространенного кланов они привозили в лабораторию в Университете Индианы, где теперь работает Лайвли, и сажали в бокс с трематодами. Результат получался очень разный: паразиты инфицировали редких улиток с большим трудом, чем обычных. Вообще, это ведь главное предсказание Черной Королевы: принадлежность к редкому генотипу дает организму преимущество, поскольку паразиты лучше приспособлены к более типичным хозяевам.
Через некоторое время ученые проанализировали результаты всех пяти лет наблюдений за улитками озера Поеруа. Если брать каждый отдельный год, то особой связи между количеством инфицированных улиток и численностью соответствующей линии не выявлялось. Обычно самый инфицированный клан вовсе не был самым многочисленным. Но, обработав данные за пять лет, исследователи увидели четкую систему. Самый инфицированный в этом году клан улиток пару лет назад был самым многочисленным, а теперь его численность постепенно уменьшается. Эти улитки когда-то были редкими и быстро размножались, но затем паразиты приспособились к ним и начали уменьшать их число. Поскольку трематодам потребовалось некоторое время, чтобы «догнать» своих хозяев, максимальный успех паразитов пришелся на начало спада численности улиток.
Таким образом — через движение назад во времени—ученым впервые удалось увидеть Черную Королеву за работой. Алиса наверняка одобрила бы такой метод. В какой-то момент своих приключений она потеряла Черную Королеву из виду. И спросила у Розы, как догнать ее, на что Роза ответила: «Я посоветовала бы тебе пойти в другую сторону».
Алисе этот совет показался полной чепухой, но, увидев вдали Королеву, она подумала, что может быть стоит на этот раз попробовать и пойти в противоположном направлении. Все вышло как нельзя лучше. Не прошло и минуты, как она столкнулась с Королевой...
• • •
Высказав предположение, что эволюцией полов управляют паразиты, Уильям Хэмилтон понял, что из этой идеи самым естественным образом вытекает другая. Конечно, половой путь размножения помогает организмам бороться с паразитами, но и он, в свою очередь, создает проблемы. Скажем, вы курица и ваши гены хорошо приспособлены к борьбе с паразитами, которые, по воле Черной Королевы, имеют в данный момент наибольшее распространение. Вы хотите завести цыплят, но для этого вам необходим петух, и половина генов у ваших детей будут от него. Если вы выберете петуха с плохими противопаразитными генами, пострадают цыплята. Вам стоит придирчиво выбирать партнеров и при этом попытаться определить, у какого петуха какие гены. Петуху выбирать не обязательно, сперматозоидов у него миллионы. Вы же, с другой стороны, можете за жизнь вырастить всего дюжину-другую птенцов.
Работая с аспиранткой Марленой Зук в Университете штата Мичиган, Хэмилтон предположил, что самки оценивают парады самцов именно по этому критерию: насколько хорошо данный самец может сопротивляться паразитам. Слабому ухажеру придется тратить на это все свои силы, и больше ни его на что уже не хватит. Но у самца, способного противостоять паразитам, энергии останется достаточно, чтобы гордо демонстрировать свои здоровые гены перед самками. Такая демонстрация, утверждали Хэмилтон и Зук, должна быть зрелищной, экстравагантной и дорогостоящей. Петушиный гребень как раз подходит под это описание. Он не выполняет никакой функции и никак не обеспечивает выживание петуха. Более того, он служит для своего владельца дополнительной нагрузкой: ведь чтобы держать его красным и плотным, петуху приходится накачивать гребень тестостероном. А тестостерон, вообще говоря, угнетает иммунную систему и ставит петухов в невыгодные условия в борьбе с паразитами.
Получается, что за петушиный гребень мы должны благодарить паразитов. В этом случае можно сказать, что они в ответе и за длинные перья в хвостах райских птиц. Не исключено, что именно они сделали красноплечих трупиалов еще краснее, добавили ярких пятен на спину трехиглой колюшке, увеличили в размерах сперматофор сверчка. Любые признаки, по которым самка могла бы выбирать самца, могут быть делом «рук» паразитов.
Хэмилтон и Зук представили свою гипотезу в начале 1980-х гг., приведя в доказательство один простой тест. Логика подсказывает, что, согласно этой гипотезе, чем больше вид носит в себе паразитов, тем необычнее и ярче должны выглядеть его представители-самцы. При этом бактерии и вирусы не должны иметь особого влияния на их вид — они либо убивают носителя, либо терпят поражение; в первом случае самец погибает и не может демонстрировать свою привлекательность, во втором он может полностью оправиться и стать неотличимым от остальных, более сильных самцов.
Хэмилтон и Зук собрали данные по североамериканским певчим птицам и паразитам, которые вызывают у них хронические заболевания, такие как птичья малярия, Toxoplasma, трипаносомы, всевозможные глисты и черви. Затем они составили рейтинг эффектности самцов каждого вида по яркости окраски и песням. Выяснилось, что самые красивые и звонкоголосые самцы у этих видов — носители наибольшего числа паразитов.
За этой работой последовало громадное количество самых разных исследований (даже больше, чем вызвала более общая теория Хэмилтона о происхождении полов). Зоологи проверяли предложенную гипотезу на песнях сверчков, пятнах трехиглых колюшек, горловых мешках заборных игуан. Во многих случаях (особенно в лабораторных экспериментах) гипотеза оправдывалась. К примеру, Зук изучила банкивскую джунглевую курицу из Юго-Восточной Азии, дикого родственника обычных домашних кур. Она следила за тем, каких петушков выбирают курочки этого вида и измеряла у них гребень. Выяснилось, что самки стабильно предпочитают самцов с более длинными гребешками.
В ходе более сложного эксперимента шведские ученые исследовали поведение диких фазанов. У фазанов-самцов на ногах имеются шпоры, и ученые выяснили, что именно по длине шпор самка определяет, с каким самцом ей спариваться. Затем исследователи проверили у самцов гены, отвечающие за иммунную систему, и обнаружили, что у всех фазанов с самыми длинными шпорами имеется определенная комбинация генов. Они пока не знают, как именно эти гены помогают самцам бороться с паразитами, но при исследовании фазанят выяснилось, что птенцы длинношпорых самцов имеют лучшие шансы на выживание, чем птенцы короткошпорых.
Нет причин сомневаться в том, что антипаразитная реклама, живыми носителями которой являются самцы, может распространяться не только на тело птицы, но и на способ ухаживания. По крайней мере с рыбками Copadichromis eucinostomus в озере Малави в Центральной Африке, похоже, происходит именно так. Для привлечения самок самцы строят из песка на дне озера «домики». Часть из них — всего лишь несколько мелких камешков на верхушке валуна, но некоторые представляют собой большие пирамидки высотой в несколько дюймов. Самцы строят свои домики рядом, создавая целые кварталы, причем каждый из них готов яростно защищать свою постройку от конкурентов. Самки большую часть времени кормятся отдельно от самцов, но, когда приходит время спаривания, направляются в «жилые кварталы» и осматривают выстроенные самцами домики. Если самка решает спариться с каким-то самцом, она выпускает яйцо и осторожно берет его в рот. Самец пускает туда же свою сперму, и самка уносит оплодотворенное яйцо с собой.
