Карл Циммер - Паразиты: тайный мир
— Похоже, что все прежние представления людей о паразитах неверны, так что мы начинаем с нуля, — сказал мне Сухдео.
Сухдео заслужил уважение коллег-паразитологов. Он показал, что поведение паразитов преследует определенную цель, когда они прокладывают себе путь в уникальной экологической системе, существующей внутри тела хозяина, и что правила, которым они подчиняются, можно понять. Недавно он даже получил премию за свою работу. Показывая соответствующий сертификат гостям, он всегда смотрит на него с искренним изумлением.
— Когда мне это дали, я спросил себя: «За что я это получаю? Ведь столько летя был в "черном списке"».
Забавно, но в голосе Сухдео, рассказывающем о временах, когда его высмеивали и не принимали всерьез, звучат нотки ностальгии. Однажды он послал статью в журнал о поведении животных. Статья была отвергнута. Когда он спросил редактора почему, тот перечитал статью и принял ее со словами: «Мне
и в голову не приходило, что у паразитов может быть поведение. Пожалуйста, простите мой позвоночный шовинизм». Давний научный руководитель Сухдео был не единственным паразитологом, считавшим, что тот совершает серьезную ошибку.
— На одной встрече, когда я начал говорить, что при рассмотрении паразитов мы должны пользоваться экологическими концепциями, один старый паразитолог встал и крикнул на весь зал, брызгая слюной: «Ересь!» Я — еретик!
Это слово вызвало у Сухдео улыбку, и в этот момент его эспаньолка показалась мне положительно дьявольской. А ученый продолжил:
— Это была высшая точка моей карьеры!
• • •
Добравшись до места своего постоянного обитания, паразит, тем не менее, не может сидеть сложа руки и наслаждаться жизнью. Во-первых, ему необходимо средство, при помощи которого он будет удерживаться в своем новом доме. Взрослая печеночная двуустка способна жить только в печени; поместите ее в сердце или легкое, и она погибнет. Для каждого места или органа в теле, где приходится жить паразитам, эволюция придумала средство, которое позволяет им там удерживаться. К примеру, паразитические веслоногие рачки живут в теле рыбы в самых разных местах. Есть рачки, которые живут в глазу гренландской акулы. Есть рачки, которые живут на чешуе акулы-мако, и есть те, что живут на ее же жаберных дугах. Есть рачки, живущие в носу синей акулы. А есть рачки, которые внедряются в бок рыбы-пилы и забивают ее сердце.
Внешне все эти рачки так сильно отличаются друг от друга, что только специалист сможет увидеть их сходство и понять, что они произошли от общего предка. И они не дегенерировали, вовсе нет! Рачки изобрели для себя странные формы, позволяющие надежно удерживаться в выбранной ими нише. Ведь стоит рачку потерять опору, и его сразу ждет гибель. Чешуя каждого вида акул имеет свою неповторимую форму, и ноги рачков, обитающих на каком-то конкретном виде, идеально приспособлены к форме его чешуек и плотно обхватывают их. Рачок и чешуйка подходят друг к другу, как ключ и замок. Рачок, живущий на гренландской акуле, превратил одну из своих ног в грибообразный якорь, который он погружает в студенистое вещество глаза.
Даже для ленточных червей, уютно устроившихся в кишечнике, оставаться на месте — непростая задача. Питаясь, эти черви растут весьма быстро: за две недели они увеличиваются в размерах в 1,8 млн раз. Они не могут питаться так, как это делает большинство животных, — у них нет ни рта, ни кишечника. Пищеварение протекает не внутри их тел, а скорее снаружи; кожа таких червей состоит из миллионов нежных, наполненных кровью столбчатых пупырышков, способных поглощать питательные вещества. Заметим, что кишки хозяина выстланы почти точно такими же пупырышками. Можно сказать, что ленточный червь нелишен пищеварительного тракта, а скорее представляет собой вывернутую наизнанку кишку.
Ленточные черви живут в пульсирующем потоке полупереваренной пищи, крови и желчи, гонимых бесконечными волнами кишечной перистальтики. Если они ничего не будут предпринимать, перистальтика просто вынесет их из тела хозяина. Некоторые виды ленточных червей прикрепляются к кишкам при помощи крючков и присосок на головах, а другие непрерывно скользят навстречу пище. Когда мы едим, наш кишечник сразу же реагирует на это волнообразными сокращениями (перистальтикой), на которые эти неприкрепленные черви отвечают тем, что начинают плыть против течения. Они добираются до входящей пищи и плывут до тех пор, пока не достигнут максимальной ее концентрации. Затем начинают впитывать пищу через кожу, но, пока они едят, пищу продолжает сносить вниз по пищеварительному тракту, и какое-то время черви продвигаются вместе со своей подвижной трапезой; при этом они постоянно чувствуют перистальтику хозяина и следят, насколько далеко их успело унести. Почувствовав, что сместились слишком далеко вниз по течению, они прекращают есть и вновь плывут вверх. По мере того как ленточный червь вырастает до своей невероятной длины, такое плавание вверх по течению становится все сложнее. Проблема в том, что перистальтика неравномерна: на одном участке кишечник может сжиматься и растягиваться очень энергично, на другом — почти не двигаться. Ленточные черви каким-то образом распознают эти изменения и отзываются на них. Червь может заставить разные участки своего тела плыть с разной скоростью.
Кишечник служит домом также для анкилостом — паразитов, которые во время еды ведут гораздо более рискованную игру. Анкилостомы начинают свою жизнь во влажной почве, где вылупляются из яиц и вырастают в крохотных личинок. Они могут попасть в тело человека двумя путями — простым и замысловатым. Если человек проглотит личинку, она отправляется прямиком в кишечник. Но анкилостомы, как и шистосомы, способны вбуравливаться в кожу и проникать в капилляры. В этом случае они плывут по венам к сердцу и легким. При кашле хозяина их выносит в горло, откуда они уже могут двигаться вниз по пищеводу. Попав в кишечник, анкилостома вырастает во взрослое животное длиной в полдюйма. В отличие от ленточных червей, у анкилостом есть рот—мощный рот, окруженный кинжальными зубами и прикрепленный к мощному, выстеленному мышцами пищеводу. Кроме того, в отличие от ленточных червей, анкилостому интересует не поток полупереваренной пищи, протекающий по кишечнику, а сам кишечник. Паразит вонзает свои зубы в стенку кишечника, разрывая плоть. Паразитологи все еще спорят, пьет ли он кровь хозяина или заглатывает куски кишечной ткани. В любом случае через некоторое время он отцепляется от стенки и плывет кормиться к другому участку стенки кишечника.
Когда анкилостома отрывает и заглатывает кусок стенки кишечника, кровь вокруг начинает свертываться. Вообще, каждый раз, когда в теле рвется кровеносный сосуд, в него попадают молекулы окружающих тканей. Некоторые из этих молекул соединяются с веществами в составе самой крови. Эти вещества запускают целый каскад реакций с другими факторами свертывания крови и в конце концов активируют специальные клетки — тромбоциты. Тромбоциты во множестве собираются к ране и слипаются, а каскад реакций создает вокруг сгустка тромбоцитов настоящую волокнистую сеть. Формируется твердый тромб, который, собственно, и останавливает кровотечение. Для анкилостомы свертывание крови может означать голод — ведь кровеносные сосуды во рту паразита становятся твердыми.
Паразит отвечает на это с изощренностью, о которой современные биотехнологи могут только мечтать. Он вырабатывает собственные молекулы такой формы, которые могут соединяться с другими элементами при свертывании крови. Нейтрализуя их, анкилостома тем самым не дает тромбоцитам слипаться и обеспечивает свободный приток крови себе в рот. Когда паразит заканчивает есть в одном месте и перемещается к другому, кровеносные сосуды на прежнем месте получают возможность восстановиться, а кровь — свернуться. Если бы паразит вместо этого выпускал в кровь какой-нибудь грубый антикоагулянт, хозяин превратился бы в гемофилика, быстро истек бы кровью и умер, лишив таким образом паразита пищи. Одна компания по разработке биотехнологий выделила эти молекулы и теперь пытается создать на их основе лекарство, препятствующее свертыванию крови.
• • •
Некоторым паразитам недостаточно только добраться до своего нового места обитания. Прежде чем начать есть и размножаться, они должны выстроить себе дом, используя в качестве строительного материала ткани хозяина.
Plasmodium, паразит, вызывающий малярию, попадает в кровеносный сосуд при укусе комара и примерно неделю живет в клетке печени. Затем он выходит из печени и вновь попадает в кровеносное русло. Он катится и скользит по сосудам в поисках своего следующего дома — красной кровяной клетки, эритроцита. Именно там, в эритроците, плазмодий может питаться гемоглобином — молекулами, которые удерживают кислород и позволяют эритроцитам переносить его от легких к органам. Проглотив большую часть гемоглобина в клетке, плазмодий получает достаточно энергии, чтобы разделиться на шестнадцать новых копий самого себя. Через два дня стайка новых паразитов разрывает эритроцит и выходит на поиски новых клеток, которые можно оккупировать.
