Сергей Кашников - Старение как побочный эффект эволюции

Французские биологи, работавшие в якутской тундре, искали тушу со спермой, чтобы генным путём получить живое ископаемое от индийской слонихи. Материал для эксперимента они ещё не нашли, но зато в желудках откопанных туш обнаружили много остатков пищи. Значит версия голодной смерти (см. выше данный раздел) отпадает. Полное уничтожение животных охотниками тоже нереально: их стада насчитвали сотни тысяч. Значит, при наступлении холодов их скосила простуда. Скопления туш находят на берегах рек, куда больные особи уходили в свой последний час. К суровым условиям они приспособились, обросли шерстью, а вот против вирусов оказались бессильными (Урусова В. И., 2015).

С незапамятных времён арктические холода и вечные льды сдерживали распространение болезней на Крайнем Севере. Животные, обитающие там, привыкли к естественной «стерильности» этих мест, равно как и к отсутствию неожиданных гостей из других широт. Некоторые учёные даже предполагают, что ежегодные миграции птиц в Арктику возникли как эволюционное приспособление, направленное на то, чтобы тратить летом энергию на размножение, а не на борьбу с паразитами и болезнями, обычными на юге. Теперь же за Северным полярным кругом происходит «реорганизация экосистем». Хворающая Арктика – одно из последствий куда более масштабных процессов; весь наш мир обременён новыми болезнями, спровоцированными меняющимся климатом. Вирусы, бактерии, грибы, паразитические животные наводняют не только северные широты, но и экваториальные области, проникая в тропические леса и на коралловые рифы. Тропические же болезни, в свою очередь, прорываются в умеренные климатические пояса – так, тропическая лихорадка денге внезапно появилась во Флориде и в Техасе. Учёные чуть ли не ежемесячно выявляют в северных широтах всё новые и часто необычные заболевания – облысение белых медведей, птичью холеру и многое другое (Соломон К., 2015).

Один из механизмов, способствующих распространению болезней на далёком Севере, – это ускорение жизненного цикла паразитических беспозвоночных. Наглядный пример тому – круглый червь Umingmakstrongulus pallikuukensis, паразитирующий в лёгких мускусных быков, этих длинношерстных (как и мамонты, – прим. автора), кривоногих и резко пахнущих живых ископаемых, сохранившихся на крайнем северо-западе Канады со времён ледникового периода. Цикл развития лёгочного червя вполне характерен для всей группы нематод, к которой он относится. Женские особи (они могут достигать в длину 65 см) откладывают яйца в виде крупных цист внутри лёгких овцебыка. Из яиц выходят личинки, раздражая дыхательные пути хозяина. Овцебык кашляет и тут же проглатывает личинок, которые невредимыми проходят через его желудочно-кишечный тракт и выходят наружу с помётом. Затем они внедряются в организм промежуточных хозяев – брюхоногих улиток и слизней, которые нередко кормятся на бычьем помёте. В организме улиток личинки растут, пока не повзрослеют, и тогда они снова попадают в организм овцебыков, которые вместе с травой глотают и улиток.

Более чем скромное тепло арктического лета до сих пор было хорошим сдерживающим фактором в распространении этого паразита. Однако потепление в Арктике достигло наконец критической стадии. Тёплый период в тундре теперь длится так долго, что личинки лёгочного червя достигают зрелости за одно лето. В результате на Арктическом архипелаге каждый бык заражён U. Pallikuukensis. Но высокая активность паразитов – это лишь часть куда более серьёзной проблемы. Если овцебыки страдают от перегрева, а их лёгкие – от множества цист паразитов, животные легко могут ослабеть и стать восприимчивыми к самым различным заболеваниям. В конечном счёте, ухудшение условий становится для этого вида вопросом жизни и смерти.

По утверждению ученых (Чугунов А. и др., 2013) биологическая эволюция – это общая форма существования живой материи. При детальном рассмотрении оказывается, что виды почти никогда не эволюционируют поодиночке. Обычно в этом принимают участие их экологические партнеры. Таким образом, изменение происходит в парах: паразит – хозяин, хищник – жертва. Эволюционное изменение одного вида неизбежно приводит к изменению другого («Наука в фокусе» № 11, 2013).

При этом установлено, что у эволюции нет воли и цели: живые организмы меняются, чтобы оставить максимальное потомство, а не чтобы достигнуть абстрактного совершенства. По утверждению кандидата физико-математических наук Антона Чугунова и кандидата химических наук Александра Василевского (2013) эволюционно прогрессивным признаком считается тот, который позволяет лучше приспособиться к окружающим условиям в данный момент, а не красота или сложность устройства сами по себе. Так степень упрощения строения паразитических организмов поражает воображение, причем в случае микроорганизмов это приводит к кардинальному упрощению всего генетического аппарата: например, геном микоплазмы – бактерии, не имеющей клеточной стенки, содержит всего около 500 генов. А у Candidatus Carsonella ruddii – бактерии, живущей внутри клеток листоблошек, и вовсе 182 гена. А у паразитирующих в человеке вирусов и того меньше. И всё перечисленное – прогрессивные признаки, поскольку они позволили упомянутым организмам максимально пластично адаптироваться к обстановке, в которой обитают. При этом происходит процесс коэволюции (совместной эволюции) двух видов, связанных друг с другом.

Поэтому происходящая в процессе коэволюции адаптация к изменившимся внешним условиям не всегда дает эволюционные преимущества: может произойти утрата признаков того или иного вида организма, то есть имеет место процесс видоизменения.

Гомпелом Н. и другими учёными (2008), занимавшимися исследованием роли регуляторных последовательностей ДНК в формировании морфологических признаков животных, было установлено, что утрата признаков не всегда дает эволюционные преимущества, однако нередко имеет важное адаптивное значение, позволяя организму приспособиться к изменившимся внешним условиям и выработать новый «стиль жизни».

При этом адаптация сложноустроенных организмов к изменившимся условиям среды осуществляется почти всегда (см. выше данный раздел) за счет их совместной эволюции с микроорганизмами – коэволюции.

Количество бактерий, обитающих в теле человека, по крайней мере, в десять раз превышает число клеток самого тела. Это сообщество, называемое микробиомом, возможно, причастно к ожирению, астме и аллергии. А некоторые исследователи полагают, что микробиом участвует даже в более сложных процессах – естественном отборе и, следовательно, эволюции (Кэрри Арнольд, 2012). Наиболее убедительные свидетельства на этот счёт получены при изучении насекомых. В 2010 г. Юджин Розенберг (Eugene Rosenberg) из Телль-Авивского университета обнаружил, что у плодовых мушек, различающихся по характеру питания, неодинаковы половые предпочтения: они спариваются только с особями, находящимися на такой же диете. Введение в рацион антибиотиков нивелировало данные предпочтения – мушки возвращались к обычному характеру спаривания. Из этого следует, что именно изменения в их микрофлоре стёрли особенности, обусловленные различиями в питании.