Джордж Пойнар - Кто кусал динозавров?

Так когда и как возникают возбудители болезней? Учёные полагают, что предшественники жизни зародились в первобытном океанском иле в виде простых органических молекул, которые полимеризовались в сложные аминокислоты – строительные кирпичики жизни. Они объединялись в абиотические протоклетки, а когда в этом бурлящем котле созидания образовались нуклеиновые кислоты, сформировались настоящие клетки. Эти самые первые дожизненные формы были, вероятно, похожи на двух необычных патогенов. Самые простые из них – прионы, которые состоят всего лишь из единственного белка. Вироиды немного сложнее, они сложены из короткой цепочки голой РНК. Их элементарная структура указывает на то, что они были древнейшими возбудителями заболеваний 263,264.

Если следовать этой линии рассуждений, то это означало бы, что первые болезни, вероятно, возникли у бактерий. Эти прокариоты, клетки без ядер и большинства органелл, впервые появились в ископаемом состоянии 3,5 миллиарда лет назад. После этого у них было ещё 2 миллиарда лет, чтобы поэкспериментировать с разнообразием и выработать сложные способы обмена веществ. В течение этого отрезка времени у вирусных патогенов вроде бактериофагов было достаточно возможностей для возникновения, расселения и коэволюции с бактериями, формируя таким образом одну из самых ранних ассоциаций болезни и её жертвы.

Около 1,5 млрд. лет назад на сцену вышли ископаемые эукариоты – организмы с оформленными ядром и органеллами. Существует чёткое свидетельство в пользу того, что два вида их органелл, митохондрии и хлоропласты, представляют собой мелкие симбиотические бактерии, которые пробрались внутрь крупных эукариотических клеток и остались в них. Если внедрение эндосимбионтов стало причиной переломного перехода от прокариотной к эукариотной жизни, то это событие было чрезвычайно важным. В конце концов, в своём функционировании большая часть всей жизни на Земле зависит от митохондрий, а растениям, которые закладывают основу нашей цепи питания, необходимы хлоропласты! Есть сведения, указывающие на то, что митохондрии из высших растений настолько сильно отличаются от таковых у всех прочих эукариот, что их внедрение должно было происходить как особое отдельное событие. Это означает, что, как минимум, три различных симбионта были способны извлекать пользу из постоянного нахождения внутри примитивных клеток. Кроме того, первыми эукариотами, вероятно, были простейшие, и многие из их, как известно, являются хозяевами эндосимбиотических бактерий, а также других, более мелких простейших. Если допускать, что существовали эти мутуалистические ассоциации, то почему наряду с ними не могло быть паразитических? Одни и те же механизмы внедрения легко могли работать как у полезных, так и у вредных симбионтов. Многие из болезнетворных микроорганизмов, а также многоклеточные паразиты эволюционировали из свободноживущих предков, которые жили как сапрофиты, хищники или эктопаразиты других организмов. На протяжении целых геологических эпох вирусы, бактерии, грибы, простейшие и нематоды образовали эндосимбиотические ассоциации с более высокоорганизованными формами жизни, в том числе с позвоночными. По мере того, как возбудители заболеваний экспериментировали с использованием тел позвоночных в качестве источника пищи и укрытия, они вызывали возникновение различных ответов со стороны хозяина, крайним проявлением которых была смерть. Каждое инфицированное животное вырабатывало способы борьбы с этими захватчиками. Когда именно у эукариот возник иммунный ответ, неизвестно, но в какой-то момент у позвоночных возник целый арсенал защитного оружия общего и специального действия для использования против чужеродных тел. Первая линия в общей защите – это защитный наружный покров, чтобы удерживать эти организмы вне тела. Однако, если этот барьер преодолён, или если проникновение происходит через пищеварительную или дыхательную систему, то в таком случае паразитов могут поглощать и уничтожать клетки крови. Защитные белки, в том числе комплемент и интерферон, также борются против захватчиков. Когда это не срабатывает, запускается более специфичная реакция, и иммунный ответ, запущенный антигенами на поверхности захватчиков, стимулирует выработку антител. Если хозяин переживёт этот первый контакт, у него появится приобретённая устойчивость к этому патогену, которая может быть полной или лишь частичной 265.

Когда иммунная система подавлена или работает с нарушениями из-за взаимодействия со слишком большим количеством инфекций, хозяин может погибнуть. Сможет ли позвоночное животное пережить заражение, зависит от количества попавших в него паразитов (инфицирующая доза), ответа иммунной системы (подвергалась ли она этому воздействию ранее) и условий окружающей среды 266. На протяжении всей письменно зафиксированной истории смертельные эпидемии у людей зачастую вызывали возбудители заболеваний, с которыми ранее не приходилось сталкиваться. Эти «новые» или «находящиеся на пути становления» возбудители болезней обычно являются мутированными штаммами ранее существовавших организмов, или же результатом передачи болезнетворного агента от животных, являющихся резервуарными хозяевами (зооноз). Какого рода сопротивляемостью к болезням обладали динозавры, и возможно ли, что их иммунная система не была подготовлена к некоторым патогенным организмам? Оказались ли динозавры неспособными производить антитела, критически важные для защиты болезнетворных простейших и вирусов? 267Имеются некоторые свидетельства существования патогенов и паразитов, связанных с ископаемыми остатками динозавров. Помимо присутствия желудочно-кишечных паразитов в копролитах динозавров 135(цветные вкладки 16B, 16C, 16D), некоторые наблюдения могли относиться к болезнетворным микробам в кровеносных сосудах динозавров. В микропрепарате кости зауропода из Вайоминга Муди 268наблюдал образования овальной формы на периферии полостей сосудов. Хотя некоторые из этих образований напоминали клетки крови рептилий, другие были неправильной формы и выглядели как склеенные частицы. Рой Муди упоминал, что подобного рода маленькие круглые образования также наблюдались в гаверсовых каналах игуанодона. Возможно ли, что некоторые из них были болезнетворными микроорганизмами? Более современные исследования показали предполагаемые кровяные клетки в кровеносном сосуде T. rex, содержащие разбросанные образования серого цвета, которые могут представлять собой места развития паразитов – возбудителей малярии или лейшманий 269.

Сегодня наибольшее количество инфекционных заболеваний, передаваемых через переносчика, встречается в тропическом или субтропическом климате, и это даёт основание полагать, что возбудители болезней, хозяева и переносчики возникли в похожих условиях. В течение мелового периода, предполагаемого нами времени коэволюции болезнетворных микроорганизмов и их носителей, климат был преимущественно тропический и субтропический 180.