Пьер Кернер - Я, паразит

И наконец, мы особо гордимся нашим вкладом в тесную связь плода с матерью у живородящих видов, в том числе у млекопитающих. У этих животных эмбрион развивается в матке, к внутренней стенке которой плотно прилегает плацента, обеспечивающая обмен веществ между матерью и плодом. Чтобы облегчить получение питательных веществ, плод формирует вокруг себя особую зону — синцитиотрофобласт. Здесь клетки не просто соприкасаются друг с другом, а буквально сливаются, создавая вокруг эмбриона среду, где его собственные клетки встречаются с клетками матери. Для образования этого священного места используются специальные белки, синцитины, способные разжижать мембраны соседних клеток, создавая единое пространство, включающее их ядра. Вирусы обладали этим умением сотни миллионов лет назад, но у далеких предков млекопитающих такой способности не было. Именно древние вирусные инфекции позволили предкам нынешних живородящих воспользоваться свойствами синцитинов для образования синцитиотрофобласта.

Этот процесс проходил параллельно много раз у разных линий млекопитающих и даже у немлекопитающих, например у некоторых ящериц. Хотя большинство ящериц яйцекладущие, около 20 процентов, включая ящерицу мабую, — живородящие и имеют своего рода плаценту. Как и люди, они получили синцитины в подарок от вирусов. Здесь мы наблюдаем феномен эволюционной конвергенции, когда разные виды приобретают схожие черты в ходе независимой эволюции (что произошло, к примеру, с крыльями летучих мышей и птиц — инновационными органами, приобретенными независимым образом, но выполняющими одинаковую функцию). Синцитии вирусного происхождения могут использоваться и по-другому: так, самцы мышей применяют их для построения мышечных волокон, а не для создания плаценты!

Ваше сознание обеспечивается работой мозга и базируется на связях между нейронами, осуществляемых посредством нейромедиаторов. Эти небольшие молекулы секретируются в синапсах, в месте соприкосновения двух нейронов. Передача нейромедиаторов — основа ваших рефлексов, мыслей и восприятия. Но похоже, что долговременная память требует взаимодействия единственных в своем роде нейронов, использующих белок Arc , который, вероятно, имеет ретровирусное происхождение. В клетках нейронов белки Arc находятся в везикулах, внутри которых имеются структуры, очень похожие на маленькие вирусы. Пока непонятно, как это помогает сохранять воспоминания, но, судя по всему, ваши нейроны умеют говорить на языке вирусов, и именно это позволит вам надолго запомнить мои наставления.

Если вклад вирусов в вашу эволюцию вас уже впечатляет, вы, возможно, близки к просветлению, и, чтобы помочь вам достичь нирваны, я коснусь животрепещущей темы — происхождения сексуальности. В предыдущей главе спайник поведал вам, как разнообразны обычаи и предпочтения некоторых организмов, в том числе тех, которые предпочитают размножаться бесполым путем. Оставим в стороне плотский аспект, захвативший воображение спайника, и сосредоточимся на самих понятиях пола и асексуальности. Генетическая информация организма — единственное, что преодолевает пространство и время. Передача потомкам всего своего генетического материала — наиболее эффективный способ полностью использовать эволюционную трансцендентность. Такова логика бесполого размножения. Напротив, секс — это слияние двух неполных геномов для создания организма, который, по сути, не может быть идеальной копией ни одного из своих родителей. Метафизическая загадка, которая терзает умы многих биологов-эволюционистов, заключается в том, почему в ходе эволюции был сделан выбор в пользу секса, хотя он представляется наименее выгодным с точки зрения передачи своего генетического наследия.

Чтобы частично ответить на этот вопрос, мы должны приоткрыть завесу над тайной механизмов эволюции. Долгое время считалось, что давление естественного отбора, формировавшего морфологию и физиологию видов в процессе эволюции, зависит только от окружающей среды. Казалось логичным предположить, что виды все лучше адаптируются к условиям окружающей среды, из поколения в поколение сохраняя и накапливая инновации, благоприятствующие выживанию. Но при этом упускался из виду важнейший элемент: влияние, которое виды оказывают друг на друга в процессе взаимодействия! Мутуализм, эксплуатация, конкуренция — все эти отношения также создают давление эволюционного отбора и чаще всего порождают изменчивую среду, способствующую удивительному феномену — коэволюции. При взаимодействии паразитического вида и его хозяина коэволюция приводит к гонке оборонительного и наступательного вооружения. Каждый лагерь подвергается постоянному давлению эволюционного отбора, сравнимого с постоянно меняющейся средой и ведущего не к отдельным улучшениям, а к усилиям по выживанию и размножению.

В 1973 году эволюционист Ли Ван Вален утверждал, что на протяжении геологических периодов виды регулярно сталкивались с риском вымирания. Он пришел к выводу, что сохранение вида в изменчивой среде возможно только благодаря постоянным адаптивным усилиям. Лучше всех эту эволюционную философию в забавной форме сформулировал британский писатель-абсурдист. В «Алисе в Зазеркалье» (1871) Льюис Кэрролл рассказывает об удивительных приключениях своей любимой героини Алисы. В какой-то момент она во весь дух мчится по дороге, взявшись за руки с Черной Королевой, одним из самых колоритных персонажей в образе шахматной фигуры. Во время этой безумной гонки Алиса с изумлением замечает, что окружающий ландшафт совсем не изменился, и Черная Королева объясняет ей: «Ну, а здесь , знаешь ли, приходится бежать со всех ног , чтобы только остаться на том же месте!» [5]В процессе противостояния хозяина и паразита глобальный адаптивный ландшафт остается неизменным: каждая выгодная адаптация компенсируется адаптивным ответом противника, а если мы перестаем бежать, то обречены на вымирание. Эта философия известна как эффект Черной Королевы и стала мантрой современных эволюционистов. Они считают, что Черная Королева — эволюционный отвлекающий фактор, мешающий видам достичь совершенства. Но эффект Черной Королевы может привести к неожиданным последствиям, в частности в том, что касается сексуальности.

У вида с двумя типами размножения (сексуальным и бесполым) коэволюция хозяина и паразита может обеспечить давление отбора, способствующее сохранению полового размножения. Секс обеспечивает большее генетическое разнообразие по сравнению с бесполым размножением. А перемешивание геномов увеличивает вероятность появления конкурентоспособных версий. Было проведено множество экспериментов — естественных, путем наблюдения за брюхоногими моллюсками, на которых паразитировали двуустки, и лабораторных, когда червячков-нематод подвергали губительному воздействию бактерий-паразитов. Эти исследования показали, что в контексте коэволюции вероятность выживания хозяев зависит от способа размножения, практикуемого на протяжении поколений: в долгосрочной перспективе бесполое размножение не обеспечивает эволюционного преимущества и популяции, размножающиеся половым путем, выживают лучше. Я считаю, что настало время поблагодарить паразитов, сыгравших важную роль в эволюции моделей размножения!