Карл Циммер - Паразиты: тайный мир
— Тюлень-крабоед? — рявкнул он на банку с ленточными червями, подхватил ее на руки и повернул, пытаясь прочесть надпись на плавающей в жидкости этикетке. Он поднял очки на лоб и всмотрелся внимательнее. — Это, вероятно, из последней экспедиции Бёрда в Антарктику.
Наткнулись мы и на банку с личинками овода. Когда лошади ходят по полям, взрослые оводы откладывают яйца на их шкуру, и лошади, вылизывая шкуру, проглатывают их. В теплом рту лошади из яиц вылупляются личинки; они впиваются в язык лошади и прогрызают себе путь дальше, в желудок, где закрепляются и пьют кровь хозяина. Через некоторое время, повзрослев, они отцепляются и через пищеварительный тракт покидают тело хозяина. На земле личинки превращаются во взрослых мух. В банке перед нами лежал кусок конского желудка с личинками оводов — кластером маленьких «камешков». Я обомлел, а Хоберг поморщился:
— Вот без этого зрелища я легко мог бы обойтись.
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 на с. 186). 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 В, С и Е 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.
Тем не менее ленточные черви живут в ближайших родственниках этих рыб — в наземных позвоночных. Более того, они живут почти в любых земноводных, птицах, млекопитающих и пресмыкающихся. Но сухопутные виды не унаследовали этих паразитов от своих морских предков. Должно быть, паразиты колонизировали наземных животных, выйдя из воды вместе с какой-нибудь лучеперой рыбой. Примерно через 50 миллионов лет после того, как позвоночные вышли на сушу, какая-то рептилия, съев рыбу, подхватила от нее ленточного червя, — и возникла новая линия эволюции. С тех пор «сухопутные» ленточные черви развивались вместе с хозяевами и при этом продолжали прыгать с ветки на ветку: так, из млекопитающих они перебрались в земноводных и птиц.
Около 300 млн лет назад позвоночные на суше разделились на рептилий и предков млекопитающих. Около 200 млн лет назад ветвь рептилий породила динозавров, которые стремительно завоевали господство среди сухопутных животных. Жили ли в динозаврах ленточные черви? Никто не может сказать наверняка, но трудно предположить, что их там не было: ведь они живут в ближайших родственниках динозавров — птицах и крокодилах. Трудно предположить, что черви не воспользовались возможностями, которые давали им внутренности этих гигантов, и не выросли до длины в 100 футов и больше. Одна мысль об этом вызывает у паразитологов улыбку. Паразитолог из Санта-Барбары Арманд Курис попробовал порассуждать о том, какая экосистема могла существовать внутри гигантских рептилий. Самыми крупными были растительноядные динозавры с длинными шеями — зауроподы, весившие до 100 тонн и больше. Трудно представить, как какой бы то ни было хищник, хотя бы даже Tirannosaurus rex, мог взять над ним верх. Может быть, он питался только павшими гигантами, а может быть, ему кто-то помог. Курис предположил, что ленточный червь мог связать зауроподов и тираннозавра отношениями, напоминающими нынешние отношения между волками и лосями. Зауроподы съедали яйца червей вместе с листьями растений, и паразиты образовывали внутри них огромные цисты, которые, разрывая легкие или мозг, ослабляли гигантскую рептилию в достаточной степени, чтобы Tirannosaurus rex мог поймать ее и дать червю возможность перебраться в окончательного хозяина. Вообще, паразиты динозавров вполне могли оставить следы и в каменной «летописи веков». Современные цисты некоторых ленточных червей вырастают настолько большими и растут с такой силой, что могут расколоть человеческий череп. Если динозавры носили в себе цисты, для перевозки которых нам потребовался бы подъемник, палеонтологи, возможно, сумеют обнаружить в окаменелостях их следы.
За более чем 400 млн лет существования ленточных червей-паразитов по Земле прокатилось четыре крупных волны массового вымирания видов. Последняя из них имела место 65 млн лет назад и была связана, скорее всего, с падением астероида в Мексиканский залив. Эта волна была достаточно мощной, чтобы уничтожить динозавров, а вместе с ними и половину всех видов на Земле. Но ленточные черви уцелели. Возможно даже, что в некоторых частях света эти паразиты и сегодня живут так, как жили во времена динозавров. В лесах Боливии встречаются сумчатые животные, такие как мышевидный опоссум, — носители редкой группы ленточных червей, известных как линстовииды. Этим червям в качестве промежуточного хозяина необходимо членистоногое. Кроме Боливии, линстовииды живут еще только в Австралии, причем в сходных сумчатых видах. Сегодня этих паразитов разделяют тысячи миль тихоокеанской воды, но 70 млн лет назад Австралия, Южная Америка и Антарктида составляли одну континентальную массу. Предок австралийских и боливийских ленточных червей возник в каком-то сумчатом животном именно на этом исчезнувшем континенте; и хозяев, и паразитов постепенно разделил континентальный дрейф. Но за 70 млн прошедших лет экосистема, поддерживающая цикл этого паразита в млекопитающих, совершенно не изменилась.
