Поразительные паразиты: как одни многоклеточные организмы живут за счет других

Строго говоря, этим термином называют особую форму симбиоза, при которой один организм выступает для другого и пищей, и средой обитания. С такой точки зрения неясно, можно ли считать паразитом комара – ведь он присаживается на кожу лишь ненадолго, пока не напьется крови. И не стоит ли объявить паразитом корову, которая пасется на лугу, постепенно объедая траву. Тем не менее есть множество живых существ, относительно которых никаких сомнений нет.

В самом деле, среди хордовых животных паразитов почти не встречается, за исключением некоторых видов рыб и круглоротых, таких как миноги. Архитектура их тела настолько сложна и сбалансирована, что из нее невозможно «вынуть» целый блок и заменить новым, превратив свободно живущий организм в симбионта. Беспозвоночные тоже не все обладают столь неприятной склонностью – например, среди моллюсков и книдарий (кишечнополостных) паразитов крайне мало. Зато среди других беспозвоночных их предостаточно. У каждой из групп имеются свои важные особенности, облегчившие переход к такому образу жизни. Например, у плоских червей нет жесткого скелета, что позволяет им проникать практически в любую щель.

Проницаемые покровы ленточных червей дают им возможность впитывать пищу всем телом прямо из чужого организма, не расходуя ресурсов на выращивание собственного кишечника. А у круглых червей (нематод) есть чрезвычайно прочный панцирь, который делает их неуязвимыми и для желудочного сока, и для атак иммунной системы хозяина.

«Исключительно удачным с точки зрения паразитизма оказалось строение насекомых и ракообразных, – объясняет Алексей Миролюбов. – У них хороший панцирь, а членистые конечности легко приспосабливаются под самые разные нужды, превращаясь хоть в челюсти, хоть в чувствительные антенны. А заодно позволяют уцепиться за кого-то, чтобы начать его есть, постепенно переходя ко все более и более глубокому симбиозу. Поэтому среди членистоногих полно высокоспециализированных паразитов».

«Такие организмы особенно интересны, – продолжает Алексей, – есть в них своя красота: то, как они адаптировались к новому образу жизни, как научились манипулировать хозяевами. Очень много паразитов среди раков, хотя для людей почти все они совершенно безопасны. Эти животные слишком привязаны к водной среде, поэтому обычно они поражают рыб, других ракообразных и морских млекопитающих, в частности китов».

Некоторые раки перешли к паразитизму еще в палеозойскую эру, около 400 млн лет назад. За прошедшее с тех пор время они изменились до неузнаваемости. Корнеголовые – далекие родственники омаров и крабов – на обычных раков не похожи даже отдаленно. Поселившись в теле того же краба, они оплетают его внутренние органы густой сетью разветвленных нитей, напоминающих мицелий гриба. Лишь половая система паразита пробивается наружу под брюшком, образуя вырост (экстерну) именно там, где в норме самки ракообразных хранят и переносят икру. За миллионы лет эволюции корнеголовые раки научились манипулировать хозяевами не менее тонко, чем кордицепс – прототип грибка в сериале «Последние из нас» – муравьями.

«К появлению экстерна зараженная самка относится как к собственному потомству: защищает его, омывает свежей водой, – говорит Алексей Миролюбов. – А когда личинкам пора вылупиться, паразит заставляет ее забраться на возвышенность и трясти брюшком, рассеивая их во все стороны».

Но самое удивительное происходит, если личинка заражает самца. Брюшко таких крабов слишком узко и не приспособлено ни для своей икры, ни для чужой экстерны. Поэтому «умный» паразит проводит над ним принудительную операцию по смене пола, феминизируя организм хозяина. Брюшко самца расширяется, половые ножки (гоноподы), нужные для спаривания, отваливаются, мужские гормоны перестают вырабатываться. Краб начинает выглядеть и вести себя как беременная самка.

«В норме крабы довольно агрессивны, часто дерутся и регулярно отрывают друг другу конечности, – отмечает Алексей. – Для паразита это слишком опасно, ведь можно потерять экстерну с личинками. В итоге корнеголовый рак превращает хозяина в "транс- сексуала": самец становится спокойным и миролюбивым, старается поменьше двигаться и побольше есть».

«Мы как раз и пытаемся понять, что происходит в этом клубке, – добавляет Алексей. – Возможно, паразит выделяет в нервную ткань хозяина серотонин, который снижает агрессию и повышает прожорливость. Применительно к человеку серотонин называют гормоном счастья, но я не знаю, становится ли счастливее зараженный краб. Разве что считать счастьем покой и обильную пищу. Во всяком случае, заметных признаков стрессированности такие крабы действительно не проявляют».

Корнеголовые относятся к своим хозяевам с исключительной осторожностью. Это долгоживущие паразиты, способные жить в чужом теле десятки лет, проходя множество циклов собственного размножения. Такая стратегия распространена среди симбионтов очень широко, поскольку обеспечивает репродуктивный успех. Но она же требует и тончайшей адаптации к сосуществованию, которая вырабатывается лишь миллионами лет «совместной жизни». Селясь в чужом теле и питаясь его соками, нужно не слишком вредить хозяину, мягко избегать атак его иммунитета, а в идеале и приносить какую-никакую пользу. А отсюда уже рукой подать до полноценного взаимовыгодного сотрудничества.

«В природе практически нет животных, не зараженных паразитами, – подчеркивает Алексей Миролюбов. – Чем более развита и стабильна экосистема, тем больше в ней незваных участников. Можно даже сказать, что такие симбионты – маркер здоровья: если что-то идет не так, то паразиты страдают первыми, поскольку находятся на высших уровнях пищевых цепочек. Там, где среда загрязнена, их будет немного. Но если внимательно рассмотреть какой-нибудь девственный коралловый риф, там паразитов будет едва ли не столько же, сколько всех остальных видов, вместе взятых. В норме симбионты должны быть везде».

Люди жили бок о бок с паразитами миллионы лет. Мы стали избавляться от нежелательных соседей только в последние пару веков благодаря развитию медицины и появлению представлений о гигиене. Однако изменение образа жизни не всегда шло гладко. Например, жители Крайнего Севера, которые постоянно едят строганину из сырого мяса и рыбы, оставались сильно «запаразитированными» вплоть до недавнего времени. Чтобы избавиться от проблемы, в СССР были запущены специальные государственные программы. Но вскоре выяснилось, что при резком снижении привычного количества симбионтов северяне начинают испытывать серьезные трудности с пищеварением, сопротивляемостью инфекциям и т.п. По-видимому, организм привыкает находиться в балансе с определенной паразитной нагрузкой.

Если избавление от непрошенных жильцов происходит постепенно, за несколько поколений, то тело успевает адаптироваться. Но если провести такую процедуру резко, могут начаться проблемы. Недаром существует гипотеза, согласно которой умеренно вредные паразиты, которыми наши предки заражались в самом раннем детстве, помогали формированию здорового иммунитета, снижали распространенность аллергий и других нарушений, связанных с работой иммунной системы. Возможно, когда-нибудь нам придется намеренно впускать таких – одновременно вредных и полезных – симбионтов внутрь. Во всяком случае, чем дольше мы изучаем природу, тем больше понимаем, что с ними «не все так однозначно».

«Меня искренне возмущает, когда паразитов называют вредными и примитивными, – говорит Алексей. – Да, по мере адаптации к такому образу жизни общая архитектура их тела действительно становится проще: утрачиваются скелетные элементы, большая часть пищеварительной и выделительной систем. Но ведь взамен возникают новые, часто очень сложные приспособления, включая инструменты для борьбы с иммунитетом и манипуляции хозяином». С этой точки зрения можно сказать, что паразиты просто перекладывают многие функции на «стороннего подрядчика», чтобы заняться более сложными задачами управления.