Yaz23

Пикабушник
поставил 52149 плюсов и 8601 минус
отредактировал 1 пост
проголосовал за 2 редактирования
Награды:
5 лет на Пикабу
33К рейтинг 731 подписчик 5167 комментариев 65 постов 28 в горячем
537

Развитие жизни на Земле

Собрал в данном посте в одно место видеоролики о истории Земли и развитии жизни из группы "От приматов до автоматов"

https://m.vk.com/otprimatovdoavtomatov


Рекомендую всем. Очень кратко и ёмко.


Катархей

Архей

Протерозой

Кембрий

Ордовик

Силур

Девон

Карбон

Пермь

Великое Пермское вымирание

Триас

Юра

Мел

Мел-Палеогеновое вымирание

Палеоген

Неоген

Антропоген

Показать полностью 16
40

Паразиты. Окончание. Хранители экосистем

Экосистема немного напоминает человека. В здоровом организме все части взаимодействуют так, как должны: легкие поглощают кислород, кишечник усваивает питательные вещества, кровь доставляет все это в ткани, почки удаляют отходы, а мозг обдумывает мировые проблемы или меню ближайшего обеда.

Паразиты. Окончание. Хранители экосистем Паразиты, Экология, Экосистема, Научпоп, Длиннопост

В больном организме некоторые части перестают правильно работать, и этот сбой подрывает деятельность всего тела, иногда вынуждая остальные его части тоже прекратить работу.

Экосистема может существовать тысячи или миллионы лет, потому что ее части хорошо работают вместе: черви насыщают почву воздухом, грибница, переплетенная с корнями дерева, снабжает их питательными веществами и получает взамен углеводы и т.д. Вода, минеральные вещества, углерод и энергия циркулируют по экосистеме, как кровь по организму. Мало того, экосистемы, оказывается, тоже болеют. Стоит ввести в экосистему паразита, убивающего древесного клопа Coleotichus blackburniae, и поражение разойдется волнами, как круги на воде, и может затронуть основу леса — деревья.

Паразиты. Окончание. Хранители экосистем Паразиты, Экология, Экосистема, Научпоп, Длиннопост

Врачи не ждут, чтобы пациент умер, прежде чем объявить, что с ним что-то не так. Они ищут ранние, легко определяемые признаки болезни, даже если пока не знают, о какой болезни может идти речь. Если где-то в теле пациента обосновалась потенциально опасная колония бактерий, не обязательно выслеживать эти микробы в буквальном смысле, достаточно измерить температуру пациента.

Экологи тоже хотели бы иметь верный критерий, по которому болезнь экосистемы можно было бы заметить раньше, чем поражение затронет все ее составные части и разойдется по паутине внутренних взаимоотношений. Ученые проверяли самые разные виды экосистем в надежде найти один, который мог бы служить чем-то вроде показателя температуры тела. Одни смотрели на муравьев и других насекомых, другие — на певчих птиц, которые гнездятся на лесной подстилке. По тем или иным причинам ни один из кандидатов не подошел. Сравнительно несложно заметить, что в упадок приходят хищники высшего звена, такие как волки — в конце концов это крупные животные, и их относительно мало. Но к тому моменту, когда результат какого-то экологического стресса поднимется по пищевой цепи до ее верхнего звена — волков, помочь экосистеме, вероятно, будет уже невозможно.

Паразиты. Окончание. Хранители экосистем Паразиты, Экология, Экосистема, Научпоп, Длиннопост

И этим индикатором, как ни странно, могут стать паразиты. До недавнего времени большинство экологов видели в паразитах всего лишь показатель экологического упадка.

Они рассуждали так: если какое-то загрязняющее вещество отрицательно влияет на иммунную систему местных обитателей, они становятся более восприимчивы к болезням. Судя по всему, в некоторых случаях так и происходит, но обобщения здесь были бы слишком простыми и неверными. На самом деле паразиты — признак нетронутой спокойной экосистемы. Так что, как ни странно это звучит, верно противоположное: если из среды обитания исчезают паразиты, экосистема, скорее всего, в беде.

Паразиты. Окончание. Хранители экосистем Паразиты, Экология, Экосистема, Научпоп, Длиннопост

Жизненный цикл паразита часто делает его уязвимым для отравления загрязняющими веществами.

Трематода, к примеру, вылупляется из яйца нежным существом, покрытым мягкими ресничками, похожими на волоски, и плавает в поисках улитки; через пару поколений церкарии выходят из улитки на поиски хозяина-млекопитающего. На обеих этих стадиях паразиту для выживания нужна чистая вода.

По крайней мере такова теория, но имеются и конкретные факты, ее подтверждающие.

Из-за расположенных с наветренной стороны угольных предприятий и загрязнения воздуха вода в реках Новой Шотландии приобрела повышенную кислотность. Канадские экологи добавили в исток одной особенно сильно пострадавшей реки известь и затем несколько лет отлавливали в ней угрей; этих рыб они сравнивали с угрями из другой, не обработанной известью реки, которая ниже по течению впадала в первую.

Угри из реки, где кислотность была погашена, несли в себе гораздо более многочисленных и разнообразных ленточных червей, трематод и других паразитов. Затем экологи расширили зону своего исследования на реки вдоль всего побережья Новой Шотландии и обнаружили, что самые свободные от паразитов угри водятся в самых пострадавших (т. е. кислых) реках.


Существует еще одна причина, по которой паразиты могут служить хорошими экологическими маркерами: они находятся на самой верхушке многих экологических сетей. Если вы сбросите в реку никелевые отходы, мелкие животные получат небольшую дозу яда и не слишком пострадают; но по мере того как никель будет подниматься по пищевым цепочкам — рачков съедят мелкие рыбешки, их в свою очередь съедят рыбы покрупнее, тех съедят птицы — загрязняющее вещество будет достигать все более высоких концентраций. Паразиты, которые живут даже в хищниках высшего звена, собирают в своих телах максимальные концентрации ядов. В ленточных червях может скапливаться в сотни раз больше свинца или кадмия, чем в рыбах-хозяевах, и в тысячи раз больше, чем в окружающей воде.


В отличие от свободноживущих организмов, паразиты за жизненный цикл успевают побывать на нескольких уровнях экосистемы и могут рассказать овстреченных в пути нарушениях. Каждый из промежуточных и окончательных хозяев паразита занимает в экосистеме собственную нишу. Теряя паразита, ты теряешь кусочек экосистемы.

Паразиты. Окончание. Хранители экосистем Паразиты, Экология, Экосистема, Научпоп, Длиннопост

Не исключено, что паразиты не просто служат индикаторами экологического здоровья; очень может быть, что они жизненно важны для него. Если скотоводы при выпасе коров и овец чрезмерно стравливают пастбища, экология региона может не выдержать. В этом месте формируется пустыня. Насколько известно экологам, такие изменения по существу необратимы, потому что пустынные кустарники так преобразуют почву, что травы не могут на ней расти. Очень трудно, в том числе и по политическим соображениям, принять решение о том, сколькоименно скота можно пасти на данном участке земли.

Как правило, скотоводы прививают своих животных лекарствами, стараясь максимально избавить их от кишечных паразитов, но не исключено, что как раз паразиты способны поддерживать тонкое равновесие между скотом и травой на пастбище. Личинки некоторых паразитов, чтобы попасть в хозяина, прикрепляются к травинкам. Оказавшись в кишечнике овцы, червь созревает и начинает отсасывать часть съеденной овцой пищи. Овца, вынужденная бороться с паразитом, меньше живет и приносит меньше ягнят. Так паразит уменьшает размеры стада.

Взлеты и падения численности характерны для любой экосистемы. Если скотовод выгоняет на полузасушливое пастбище слишком много овец, овцы плодятся, а травы приходят в упадок. Одновременно меняются и паразиты: когда вокруг полно овец, они плодятся в неимоверных количествах и буквально усеивают редеющие стебельки травы, т. е. вероятность заражения возрастает. Иными словами, истощение пастбищ автоматически запускает вспышку численности паразитов и уменьшает стадо, позволяя травяному покрову восстановиться. Вскоре численность овец тоже восстанавливается, но благодаря контролю со стороны паразитов она никогда не достигает уровня, при котором засушливое пастбище может превратиться в пустыню. Может быть, если бы скотоводы не пичкали своих животных противопаразитными лекарствами, а позволили бы паразитам контролировать численность стад, пастбища не превращались бы в пустыни.

Паразиты. Окончание. Хранители экосистем Паразиты, Экология, Экосистема, Научпоп, Длиннопост

Однако теория паразитической стабильности остается лишь теорией, потому что ученые мало что знают о жизни паразитов в природе.

Не исключено, что изучение этого вопроса

докажет, что паразиты способны гасить сильные колебания в экосистемах, а следовательно, что паразитов уничтожать не нужно.


Здесь можно невольно вспомнить о концепции Геи, которой придерживаются некоторые ученые. Они рассматривают био- сферу — верхние слои океана, сушу и обитаемую часть воздуха — как своего рода сверхорганизм. У него есть собственный обмен веществ, в процессе которого по миру перемещаются громадные массы углерода, азота и других элементов.

Фосфор, обеспечивающий свечение светлячка, после его гибели оказывается в почве, возможно, затем, чтобы попасть через корни в дерево и стать частью листа, а потом упасть в реку и уплыть в море, где он достанется сперва фотосинтезирующему планктону, затем «травоядным» рачкам, чтобы оказаться с их пометом в глубинах океана, быть подобранным какой-то бактерией и вновь попасть на поверхность океана, и так снова и снова, прежде чем наконец, много лет спустя, залечь в донных отложениях. Подобно человеческому телу, Гея сохраняет целостность и стабильность через метаболизм.

Паразиты. Окончание. Хранители экосистем Паразиты, Экология, Экосистема, Научпоп, Длиннопост

Мы, люди, живем внутри Геи, и наше существование полностью зависит от нее. Сегоднямы живем за счет использования ресурсов этого сверхорганизма. Наши фермы истощают верхний слой почвы, ничем его не заменяя; мы вылавливаем рыбу из моря и сводим леса.

Это мы — паразиты, а Земля — наш хозяин. Может быть, эта метафора не безупречна, но смысл в ней есть. Мы приспосабливаем физиологию жизни к собственным нуждам, добываем удобрения и покрываем ими поля, примерно так же, как оса-паразит меняет физиологию гусеницы, добывая нужную ей пищу. Мы используем ресурсы и оставляем позади себя отходы, как плазмодий, который превращает эритроциты в кучи мусора. Если бы у Геи была иммунная система, ее орудиями могли бы быть болезни и засухи, которые не позволяют ни одному виду живых существ завоевать мир. Но мы глушим эти защитные приспособления при помощи лекарств, чистых туалетов и других изобретений, и Гея позволила нам увеличить нашу численность до миллиардов особей.

Паразит, который не владеет саморегуляцией, вымрет сам и, возможно, погубит хозяина. Но тот факт, что большинство видов на земле ведет паразитический образ жизни, свидетельствует о том, что такое происходит нечасто.


По книге Карла Циммера "Паразит. Царь природы".

Предыдущая часть:

Паразиты. Часть 13. Вынужденное перемирие

Начало серии:

Паразиты. Часть 1. Первое знакомство и осознание

Показать полностью 7

Какой запуск ракеты экономичнее?

Помогите разобраться со следующим вопросом.


В одном из постов у меня вышел спор относительно фильма "Луна 2112".

Там главный герой свалил с Луны на Землю в транспортном корабле, перевозящем полезные ископаемые.

Понятно, что без систем жизнеобеспечения он бы живым не добрался, но спор вышел о другом.

Я посчитал, что при запуске ракеты без пассажиров экономичнее запускать её с большим ускорением, которое убьет "зайца" на борту.

А мне ответили, что запуск и так, и эдак - сжигает примерно одинаковое количество топлива. А может, и наоборот, высокое ускорение менее выгодно.

Кто прав?

69

Паразиты. Часть 13. Вынужденное перемирие

Уверен, что при прочтении предыдущих частей, в голове у вас нет-нет, да  возникали мысли, что всю эту погань надо сжечь в очищающем пламени.

Паразиты. Часть 13. Вынужденное перемирие Паразиты, Эволюция, Гифка, Длиннопост

Мысль вполне здравая и естественная. Долгие годы большинство учёных тоже так считало.

И долго прокатывало.

И на многих фронтах у нас есть победы.

Но всё хорошее рано или поздно кончается. Сейчас война на уничтожение всё чаще выглядит вот так:

Паразиты. Часть 13. Вынужденное перемирие Паразиты, Эволюция, Гифка, Длиннопост
Паразиты. Часть 13. Вынужденное перемирие Паразиты, Эволюция, Гифка, Длиннопост

До 1950-х гг. человека, заразившегося малярией в любой части мира, можно было вылечить несколькими дозами хлорокина — этот препарат вылечивал от малярии, превращая пищу плазмодия в яд.

Поедая гемоглобин в красных кровяных тельцах, плазмодий «откусывает хвостики» молекулы, оставляя богатый железом центр. Но это ядро опасно для паразита, так как оно может отложиться в мембране плазмодия и нарушить движение молекул внутрь и наружу. В норме паразит нейтрализует этот яд двумя способами: из части молекул он собирает безвредный гемозоин, а остальные обрабатывает энзимами до такого состояния, что они больше не могут взаимодействовать с мембраной.  Хлорокин проникает внутрь плазмодия и связывается с ядром гемоглобина, прежде чем паразит успевает его нейтрализовать.

Паразиты. Часть 13. Вынужденное перемирие Паразиты, Эволюция, Гифка, Длиннопост

В своей новой форме это вещество не способно присоединиться к кончику гемозоиновой цепочки, и энзимы паразита на него тоже больше не действуют. Вместо этого оно встраивается в мембрану плазмодия и нарушает ее структуру.  Паразит не может больше всасывать атомы (к примеру, атомы необходимого паразиту калия) и выбрасывать наружу отходы; через некоторое время он погибает.

Паразиты. Часть 13. Вынужденное перемирие Паразиты, Эволюция, Гифка, Длиннопост

Сегодня на громадной части земного шара распространена малярия, нечувствительная к хлорокину. В конце 1950-х гг. родились два резистентных к хлорокину паразита — один в Южной Америке, другой в Юго-Восточной Азии.

Исследователи не знают наверняка, что делает их устойчивыми, но подозревают, что у них появился протеин-мутант, который захватывает хлорокин прежде, чем тот успевает проникнуть слишком глубоко в тело паразита.

Паразиты. Часть 13. Вынужденное перемирие Паразиты, Эволюция, Гифка, Длиннопост

Вероятно, такие мутанты периодически появлялись на протяжении многих тысяч лет, но странные протеины, которые они производили, никому не были нужны.  Скорее всего, они даже замедляли процесс питания, поэтому естественный отбор отбрасывал эти варианты.

Но начиная с 1950-х гг. любой паразит, способный отразить атаку хлорокина, мог не бояться конкурентов. У варианта, который прежде проигрывал своим собратьям, появился простор для расселения. Год за годом дети двух плазмодиев-мутантов распространялись все дальше и дальше от родных мест. Южноамериканский мутант захватил все малярийные регионы своего континента, а мутант из Юго-Восточной Азии стал настоящим «космополитом»: к 1960-м гг. он охватил Индонезию и Новую Гвинею на востоке, а в 1970-х гг. двинулся на запад через Индию и Ближний Восток. В1978 г. азиатская форма впервые была зарегистрирована в Восточной Африке, а в 1980-х гг. она уже захватила большую часть территории континента южнее Сахары.

Теперь остановить распространение малярии будет гораздо труднее, потому что другие противомалярийные лекарства гораздо дороже хлорокина; кроме того, для них тоже находятся резистентные формы.


Возрождение таких паразитов, как Plasmodium, заставило паразитологов вновь мечтать о вакцинах. Но, хотя вакцины неплохо работают против некоторых вирусов и бактерий, в продаже невозможно найти ни одной вакцины против эукариот. Ни одной! Проблема в том, что паразиты-эукариоты представляют собой сложные, неуловимые организмы.

При этом нельзя сказать, что паразиты по определению неуязвимы для вакцин. По-прежнему есть вероятность, что существует какая-то молекула, без которой они просто не могут жить и которую иммунная система сможет опознавать достаточно надежно, чтобы использовать в качестве маячка при атаках на паразитов.

Паразиты. Часть 13. Вынужденное перемирие Паразиты, Эволюция, Гифка, Длиннопост

Кроме того, вакцины несут с собой риск ослабить нашу заработанную таким трудом и жертвами способность вырабатывать иммунитет. Представим, что вакцина от малярии заработает и будет принято решение ввести ее миллионам детей по всему миру. И эта программма блестяще работает в течение нескольких лет. Теперь представим, что некая страна прекращает программу вакцинации, скажем, из-за гражданской войны или попросту отсутствия средств. Или появляется новый тип малярии, на который не реагируют Т-киллеры, настроенные вакциной. Люди окажутся беззащитными перед болезнью: они не смогут побороть болезнь и в таком случае вакцина принесет больше вреда, чем пользы.

А с некоторыми паразитами нам, возможно, вообще не стоит развязывать войну. Разумнее было бы поискать способы наладить с ними совместное существование.

Паразиты. Часть 13. Вынужденное перемирие Паразиты, Эволюция, Гифка, Длиннопост

Если говорить о том же шистосомозе, то взрослые особи кровяных сосальщиков не приносят нам особого вреда. Они так хорошо спрятаны от иммунной системы, что не провоцируют серьезных атак, да и крови пьют не слишком много. Проблема в их яйцах, поскольку иммунная система формирует вокруг них в печени громадные шары рубцовой ткани. Среди множества химических сигналов, которыми обмениваются клетки иммунной системы, есть и такой, который может отменить их реакцию на яйца трематод и предотвратить появление этих гранулём.

Паразиты. Часть 13. Вынужденное перемирие Паразиты, Эволюция, Гифка, Длиннопост

Ученые выяснили, что, если ввести мышам, зараженными шистосомозом, дополнительную дозу этого вещества, иммунная система прекращает разрушать их собственную печень. Не исключено, что подобное лекарство могло бы спасти и нас — не от паразита, а от самих себя.

Еще одна возможная стратегия — не позволять трематодам спариваться. Ученые обнаружили, что самки привлекают самцов при помощи химического сигнала. Если людей можно было бы вакцинировать таким образом, чтобы иммунная система уничтожала это вещество, то любовь трематод не могла бы осуществиться, и вредоносные яйца перестали бы появляться в нашем кровотоке.

Паразиты. Часть 13. Вынужденное перемирие Паразиты, Эволюция, Гифка, Длиннопост

Кроме того, мирное сосуществование с паразитами стало бы возможным, если бы нам удалось приручить их. Тяжесть вызванной паразитом болезни в значительной степени определяется его эволюционными возможностями. Если для вируса наилучшие шансы на выживание связаны с быстрым убийством хозяев, он, вероятно, разовьется в смертельно опасный штамм. Но верно и обратное: если вирусу приходится дорого платить за смертоносность, эволюционную гонку у него выиграют более мягкие штаммы.

Классификация паразитов с точки зрения расширенного фенотипа.


Уже более десяти тысяч лет мы сами в какой-то степени управляем эволюцией, выращивая растения и животных с нужными нам качествами — послушных коров, к примеру, или сладкие яблоки.


Одомашнить паразита совсем не трудно. К примеру, в тропиках органы здравоохранения нередко раздают населению защитные сетки для окон и постелей, чтобы помешать малярийным комарам добираться до людей во время сна. Такие кампании спасают жизни людей не только тем, что не дают комарам кусаться, но и тем, что вынуждают плазмодии в комарах эволюционировать в направлении более мягких форм. Когда паразиту становится все труднее путешествовать от одного хозяина к другому, ему становится невыгодно — в эволюционном смысле — убивать своего хозяина.

Паразиты. Часть 13. Вынужденное перемирие Паразиты, Эволюция, Гифка, Длиннопост

А устранение паразитов может даже привести к возникновению новых болезней.

В настоящее время язвенным колитом и болезнью Крона страдает миллион американцев. В обоих случаях собственная иммунная система человека оборачивается против него самого и с яростью набрасывается на слизистую оболочку кишечника. Возникающее при этом воспаление настолько мешает перевариванию пищи, что иногда хирургу приходится даже вырезать пораженный кусок кишки. Обе болезни способны мучить человека всю жизнь, и до сих пор ни от той, ни от другой нет никаких лекарств. Сегодня эти болезни распространились достаточно широко, однако до 1930 г. не было известно ни одного случая заболевания ими. Первые случаи были зарегистрированы в состоятельных еврейских семьях Нью-Йорка, и доктора сначала даже считали эти болезни наследственными. Но затем эти болезни стали встречаться и среди белого нееврейского населения. Доктора по-прежнему думали о наследственном характере заболеваний, поскольку чернокожие этими болезнями практически не болели. Но в 1970-х гг. стали болеть и чернокожие. Если же посмотреть за пределы США, можно заметить еще одну любопытную закономерность. В странах победнее такие недуги практически не известны. А вот в Японии и Корее, резко шагнувших от бедности к богатству, в настоящее время наблюдаются настоящие эпидемии язвенного колита и болезни Крона.

Некоторые ученые считают, что распространение этих болезней было вызвано устранением кишечных глистов. Эта гипотеза точно укладывается в схему происходящего. В США болезни появились сперва среди состоятельных горожан: иными словами, среди тех, кто, по логике, первым избавился от ленточных и других червей во внутренностях. Позже, когда чернокожие начали подниматься из бедности и переезжать в крупные города, они тоже стали болеть. В большинстве стран мира кишечные паразиты и сейчас широко распространены, но там, где от них избавлялись, за этим вскоре следовали вспышки колита и болезни Крона. Даже домашние животные, которых лечат от глистов ивермектином, начинают болеть этими болезнями.

Вероятно, прежде люди не болели ими благодаря взаимодействию между их иммунной системой и кишечными паразитами. Паразитологи выяснили, что глисты способны перестраивать иммунную систему и переводить ее с яростной и весьма токсичной реакции на более мягкую и спокойную. В этом новом состоянии иммунная система по-прежнему способна держать в узде бактерии и вирусы, а вот червей-паразитов практически не тревожит. Такое «соглашение» полезно и для хозяина. Если червей в организме много, то постоянные атаки на них могут быть опасны. Но затем вдруг — в мгновение ока по эволюционным меркам — несколько сотен миллионов людей избавились от своих паразитов. И теперь без их смягчающего воздействия иммунная система у некоторых не может удержаться от того, чтобы не атаковать собственное тело.

Паразиты. Часть 13. Вынужденное перемирие Паразиты, Эволюция, Гифка, Длиннопост

В 1997 г. ученые из Университета штата Айова проверили эту идею на практике. Они выбрали семь человек, страдавших язвенным колитом и болезнью Крона и не получавших облегчения ни от каких традиционных методов лечения. Этим людям скормили яйца кишечного червя, который обычно обитает в животных и не вызывает заболевания у человека (название вида держится в секрете до окончания исследований). Через пару недель, когда личинки вылупились из яиц и выросли, у шести из семи пациентов наступила полная ремиссия.


Не исключено, что избавление от паразитов связано с резким подъемом и других расстройств иммунной системы, таких как аллергии. До 20% населения развитых стран страдает различными аллергиями, тогда как в других частях света эту болезнь отыскать трудно. Поскольку обобщения в данном случае делать трудно, был проведëн подробный анализ закономерности распространения аллергий в одной стране — Венесуэле.

Среди богатых горожан, живущих в домах с водопроводом и канализацией, аллергиями страдали 43%, а кишечными червями—всего 10%, причем в легкой форме. У бедняков в трущобах аллергии встречались вдвое реже, зато глисты—вдвое чаще. А у венесуэльских индейцев, живущих в дождевых лесах, эта закономерность проявилась еще ярче: 88% индейцев были заражены паразитами, зато аллергия у них не встречалась вовсе.

Паразиты. Часть 13. Вынужденное перемирие Паразиты, Эволюция, Гифка, Длиннопост

Возможно, без смягчающего влияния паразитических червей наша иммунная система склонна к излишне резкой реакции на безвредные частицы кошачьей перхоти и плесени.

Для успешной борьбы с этими болезнями нам, может быть, придется признать свой давний союз с паразитами. Это вовсе не означает, что больным колитом надо есть яйца трихинеллы— если, конечно, они не хотят долгой и мучительной смерти, когда паразит доберется до их мышечных тканей. Но химические вещества, при помощи которых паразит манипулирует нашей иммунной системой, могут обеспечить нам защиту от «прелестей» современной жизни. Возможно, когда-нибудь дети вместе с вакциной против полиомиелита будут получать протеины паразитов, которые будут тренировать иммунную систему и учить ее держаться в рамках. Это был бы великолепный завершающий штрих в совместной истории паразитов и людей. Может быть, удастся доказать, что паразиты — это не обязательно причина болезни. В некоторых случаях они могут быть и лекарством.

Паразиты. Часть 13. Вынужденное перемирие Паразиты, Эволюция, Гифка, Длиннопост

По книге Карла Циммера "Паразит. Царь природы".

Предыдущая часть:

Паразиты. Часть 12. И любовь, и война

Начало серии:

Паразиты. Часть 1. Первое знакомство и осознание

Показать полностью 14
772

Порошковый батл

Порошковый батл Стихи, Стишки-порошки, Длиннопост, Комментарии на Пикабу, Скриншот
Порошковый батл Стихи, Стишки-порошки, Длиннопост, Комментарии на Пикабу, Скриншот
Порошковый батл Стихи, Стишки-порошки, Длиннопост, Комментарии на Пикабу, Скриншот
Порошковый батл Стихи, Стишки-порошки, Длиннопост, Комментарии на Пикабу, Скриншот

#comment_199032548

Показать полностью 4
436

Паразиты. Часть 12. И любовь, и война

- Любви - да, войне - нет.

- И любовь, и война!

Паразиты. Часть 12. И любовь, и война Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Вы задумывались над тем, почему существует секс и разделение на два пола?

Нет, серьезно?

Люди нечасто об этом задумываются. Большинство из нас не представляет себе продолжение рода без секса.


Вот бактерия: она просто выбирает подходящий момент и делится пополам; многие одноклеточные эукариоты тоже могут это делать. Надо заметить, что многие растения и животные способны без проблем размножаться в одиночку. Даже среди тех видов, которые обычно размножаются половым путем, немало таких, кто может при желании переключиться на клонирование или бесполое размножение. Прогуливаясь по основой рощице, вы, возможно, увидите перед собой лишь клоны, выросшие не из семян, а из корней одного дерева, которое во множестве пускает новые побеги.

Гермафродиты, такие как морской огурец или дождевой червь, снабжены и мужскими, и женскими половыми органами; они могут как оплодотворять себя сами, так и спариваться с другими червями.

Некоторые виды ящериц состоят из одних самок: в процессе так называемого партеногенеза они каким-то образом запускают развитие своих неоплодотворенных яиц. В сравнении с этими и другими неполовыми способами размножения секс представляется очень медленным и затратным. Сотня партеногенетических ящериц-самок может произвести на свет гораздо больше отпрысков, чем пятьдесят самцов и пятьдесят самок. Всего за пятьдесят поколений одна клонирующаяся ящерица могла бы обогнать по числу потомков миллион ящериц, размножающихся половым путем.


Так для чего тогда нужен секс, если он так неэффективен? Есть о чем задуматься, да?

Паразиты. Часть 12. И любовь, и война Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Проблема, действительно, очень непроста.


В начале 1980-х гг. Кертису Лайвли на квалификационном экзамене при получении  степени доктора философии в области эволюционной биологи был задан необычный вопрос: «Почему эволюционная теория не может объяснить существование полов?» Кертис не знал на него ответа.

Паразиты. Часть 12. И любовь, и война Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Вопрос засел у него в голове, и чтобы найти на него ответ, Кертис обратился к Potamopyrgus antipodarum - улитке, которая населяет большую часть водоемов Новой Зеландии.

Паразиты. Часть 12. И любовь, и война Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Большую часть ее популяций составляют идентичные клоны — продукт партеногенеза, то некоторые популяции состоят из мужских и женских форм, которые размножаются половым путем.


Лайвли начал с попыток подтвердить или опровергнуть гипотезы, существовавшие на тот момент.

Но в первой же вскрытой улитке он обнаружил целую кучу трематод - паразитов, которые кастрируют своих хозяев-улиток, размножаются в них, а затем перебираются в окончательного хозяина — утку. Пришлось учесть их при сборе данных. А данные эти уверенно говорили об одном: чем больше популяция заражена трематодами, тем больше в ней  улиток-самцов. И подтверждает это только одну гипотезу о возникновении полового способа размножения - гипотезу Чёрной Королевы, получившей название от соответствующего персонажа.

Паразиты. Часть 12. И любовь, и война Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Кратко суть её такова:

В популяции какого-то организма есть генетические линии А, В, С..., к которым адаптировались паразиты с генетическими линиями А¹, В¹, С¹...

Если линия А становится наиболее распространённой, то и паразиты линии А¹ получают наибольшее распространение. Под их давлением линия А, затухает и в эволюционной гонке получают преимущество организмы из линии В, что увеличивает их численность, а вследствие этого - и численность паразитов из линии В¹.

Что приводит к угасанию линии В и взлету линии С...

Паразиты. Часть 12. И любовь, и война Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Но в полового размножения самцы и самки делают копии своих генов и объединяют их, чтобы сформировать ДНК отпрыска, и в процессе объединения гены перемешиваются. Теперь паразитам будет гораздо сложнее охотиться на хозяев. Четких линий среди них уже не будет, и паразитам станет труднее искать подход к каждому отдельному организму.

Паразиты. Часть 12. И любовь, и война Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Аналогичные данные получила группа биологов, изучавших в Нигерии улитку Bulinus truncatus — один из видов, переносчиков кровавых сосальщиков, вызывающих шистосомоз.

Паразиты. Часть 12. И любовь, и война Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Эта улитка ведет еще более необычную половую жизнь, чем новозеландская улитка Лайвли. Каждая особь здесь — гермафродит, у каждой есть мужские и женские половые железы, при помощи которых она может оплодотворять собственные яйца и производить клонов. Но некоторые улитки снабжены еще и пенисом и могут использовать его для спаривания с другими особями.

Как и в случае с новозеландскими улитками, для нигерийских половой способ размножения на первый взгляд представляется пустой — и немалой — тратой сил и энергии: зачем формировать пенис и спариваться, если можно просто оплодотворить собственные яйца. И точно так же, как в Новой Зеландии, именно паразиты делают этот процесс желательным, если не необходимым.

Паразиты. Часть 12. И любовь, и война Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Температура воды в Нигерии в декабре-январе опускается до минимума, и улитки используют это каксигнал к производству особей, снабженных пенисами, т. е. улиток, способных спариваться с другими улитками. Поскольку число таких улиток резко возрастает, возрастает и доля потомства, произведенного половым путем, а значит, ДНК перемешивается сильнее и в следующем поколении наблюдается больше вариантов. Улитки становятся взрослыми примерно через три месяца, так что поколение, полученное половым путем, входит в возраст в марте — июне. Надо заметить, что именно в марте — июне в северной Нигерии наблюдается сезон паразитов. Получается, что улитки заранее, за несколько месяцев, начинают готовиться к ежегодной атаке паразитов.


Самые неожиданные данные о влиянии эффекта Черной Королевы на половую жизнь, как ни странно, были получены от самих паразитов. Как и хозяева, многие паразиты способны размножаться половым путем, и в 1997 г. шотландские ученые задались вопросом, зачем им это нужно.

Как и Лайвли, они выбрали вид, способный размножаться как половым, так и бесполым путем — Strongyloides ratti, вид нематод, обитающий, как следует из названия, в крысах. Самки, живущие в кишечнике крыс, откладывают яйца без всякой помощи со стороны самцов. Как только яйца покидают тело крысы, из них вылупляются личинки двух возможных форм.

Паразиты. Часть 12. И любовь, и война Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Одна из форм — исключительно самки, которые тут же начинают искать подходящую крысу, чтобы проникнуть в нее. Такая личинка вгрызается в кожу крысы и далее незаметно скользит под ней, пока не доберется до носа зверька. Там она находит нервные окончания, при помощи которых крыса ощущает запахи, и следует по ним прямо в мозг. Оттуда паразит— никто точно не знает, каким образом и маршрутом, — перебирается в кишечник крысы и начинает производить новых самок-клонов.

Паразиты. Часть 12. И любовь, и война Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Другая форма личинок нематоды вылупляется из яиц в почве, где и остается. Повзрослев, такие личинки превращаются не только в самок, но и в самцов и начинают размножаться половым путем. Самки откладывают оплодотворенные яйца, из которых рождается новое поколение червей, способных проникнуть в крысиную кожу и в конце концов поселиться в кишечнике зверька. Иными словами, жизненный цикл Strongyloides может быть полным как с половым сношением, так и без него.

Шотландские ученые решили проверить, скажутся ли изменения в иммунной системе крысы на том, какой способ размножения выберет паразит. Они заразили крыс Strongyloides, и те сформировали иммунный ответ на паразита. Затем крысам вкололи противоглистный препарат, очистив таким образом их организм от паразитов и подготовив к отражению повторной атаки. Когда ученые вновь инфицировали крыс, и новые нематоды начали откладывать яйца, из них вылупились в основном половые формы. В другом эксперименте ученые, наоборот, подавили иммунную систему крыс излучением, а затем заразили их Strongyloides.

Паразиты. Часть 12. И любовь, и война Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Оказалось, что теперь паразиты размножались больше клонированием, чем половым путем.

Эти эксперименты показали, что Strongyloides предпочли бы размножаться без участия разных полов, но здоровая иммунная система хозяина вынуждает их к половому размножению.


— Наша иммунная система действует как своего рода паразит для паразитов, — говорит Лайвли. — Подобно паразитам, наши Т- и В-клетки образуют множество разных линий, а самые успешные киллеры воспроизводятся в самых больших количествах. Подобно хозяевам, паразиты защищаются тем, что разнообразят свои гены при помощи полового размножения.


Высказав предположение, что эволюцией полов управляют паразиты, Уильям Хэмилтон (один из отцов теории эволюции полов) понял, что из этой идеи самым естественным образом вытекает другая. Конечно, половой путь размножения помогает организмам бороться с паразитами, но и он, в свою очередь, создает проблемы.

Паразиты. Часть 12. И любовь, и война Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Самка должна очень придирчиво выбирать партнеров, ведь если у самца плохие противопаразитные гены, то это плохо отразится на её потомстве.

и при этом попытаться определить, у какого самца какие гены.

Самцу выбирать не обязательно, сперматозоидов у него миллионы. Самка же, с другой стороны, может за жизнь вырастить за жизнь ограниченное количество детёнышей.

Работая с аспиранткой Марленой Зук в Университете штата Мичиган, Хэмилтон предположил, что самки оценивают парады самцов именно по этому критерию: насколько хорошо данный самец может сопротивляться паразитам. Слабому ухажеру придется тратить на это все свои силы, и больше ни его на что уже не хватит. Но у самца, способного противостоять паразитам, энергии останется достаточно, чтобы гордо демонстрировать свои здоровые гены перед самками. Такая демонстра

ция, утверждали Хэмилтон и Зук, должна быть зрелищной, экстравагантной и дорогостоящей. Петушиный гребень как раз подходит под это описание. Он не выполняет никакой функции и никак не обеспечивает выживание петуха. Более того, он служит для своего владельца дополнительной нагрузкой: ведь чтобы держать его красным и плотным, петуху приходится накачивать гребень тестостероном. А тестостерон, вообще говоря, угнетает иммунную систему и ставит петухов в невыгодные условия в борьбе с паразитами.

Паразиты. Часть 12. И любовь, и война Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Гипотеза Хэмилтона и Зук впоследствии получила многочисленные подтверждения.

Хороший иммунитет положительно коррелирует с размером шпор фазанов, громкостью песен сверчков, яркостью пятен трехиглой колюшек и множеством других признаков. Антипаразитной  рекламой могут являться и домики, которые самцы строят для привлечения самок, и даже запах мочи, если этот коммуникативный канал у животных развит сильнее зрения.

«Запах самца мыши, — написал кто-то из биологов, — представляет собой химический эквивалент павлиньего хвоста».

Паразиты. Часть 12. И любовь, и война Паразиты, Эволюция, Длиннопост

По книге Карла Циммера "Паразит. Царь природы".


Предыдущая часть:

Паразиты. Часть 11. Эволюция паразитов

Начало серии:

Паразиты. Часть 1. Первое знакомство и осознание

Показать полностью 14
5363

Ответ на пост «Всем вина за мой счёт!» 

Ой, робяты... Расскажу я вам одну историю... Любителям пива лучше не не читать.


Пришлось мне лет шесть-семь назад резко искать себе работу и попалось мне предложение пойти механиком-наладчикои на пивзавод.

Встретился с начальнико цеха, сразу предупредил, что я нифига не механик, но меня заверили, что тут главное - желание.

Из электронщика механик лучше, чем электронщик из механика.

Ладно, устроился. Работа - неспешно восстанавливать линию по розливу пива.

Работаю, восстанавливаю.

Через какое-то время разом уволили директора, главбуха, начальника охраны и начальника цеха розлива. А новым начальником назначили какую-то бойкую бабу, которая когда-то тут уже работала.

Ну, а новому начальнику всегда важно себя сразу показать.

Спрашивает меня:

- Линия работает?

- Работает. Но подтекает.

- Сильно?

- Сильно.

- Насколько сильно?

- Не могу сказать.

- В понедельник - запуск. На пиве.

- Может лучше на воде сначала?

- Ты кто такой, чтобы меня учить?!


В понедельник был ад. Я тринадцать(!) часов без перерыва скакал по линии, устраняя, затыкая, поправляя, перекрывая, переключая и что-то ещё делая.

Я был сырой насквозь.

Я ушёл домой без трусов, потому что жизнь не готовила меня к тому, что на работе у меня могут промокнуть трусы.


Из танков выкачали 8 кубов пива. Не дешевого "Жигулевского", а дорогого "Чешского".

По бутылкам разлили 2,5 куба. Остальное ушло в канализацию.

Начальница долго не проработала...

Показать полностью
132

Паразиты. Часть 11. Эволюция паразитов

Лет сто назад этот вопрос считался предельно ясным: отказавшись от свободной жизни и удалившись в глубины организма, паразиты оказались в эволюционном тупике, ведь больше нигде они жить уже не могли. Если они и развивались немного, то только потому, что развивались их хозяева. Хозяева, оказавшись в изоляции на острове или горной гряде, образовывали новые виды; и паразит, отрезанный от родичей, тоже образовывал собственный новый вид.

Если бы это было правдой, то можно было ожидать, что при сравнении эволюционного древа близкородственных хозяев и их паразитов выявятся определенные закономерности: одно древо будет зеркальным отражением другого.

Паразиты. Часть 11. Эволюция паразитов Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Скажем, вскрыли вы птиц четырех близкородственных видов и обнаружили в них ленточных червей. При этом птица, предки которой раньше всего отделились от общего эволюционного ствола, должна быть носителем червя, который первым среди паразитов отклонился от общей линии развития. И так каждая последующая ветвь на эволюционном древе птиц должна нести в себе аналогичную ветвь древа глистов.


Только в конце 1970-х гг. биологи попробовали сравнить таким образом эволюционное древо хозяина и паразита. И быстро поняли, что эта сдвоенная история на самом деле гораздо сложнее, чем можно было предположить.

Иногда паразиты действительно попадали в новые виды вслед за хозяевами, но нередко случалось и так, что они могли перекинуться на совершенно другие виды.

Иногда один вид паразитов делился на два в одном и том же хозяине, а с хозяином ничего подобного не происходило.

Иногда какой-нибудь вид паразитов бесследно исчезал из вида-хозяина. Другими словами, эволюционная история паразитов столь же беспокойна и сложна, как история их свободноживущих родичей.

Паразиты. Часть 11. Эволюция паразитов Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Важнейшие подсказки к первоначальной истории ленточных червей можно извлечь из самых глубоких корней их эволюционного древа. Принадлежащие к ним примитивные черви живут исключительно в рыбах.

В настоящее время на Земле обитает две группы рыб: хрящевые и костные. Разошлись они около 420 млн лет назад.

Паразиты. Часть 11. Эволюция паразитов Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Около 400 млн лет назад линия костных рыб разделилась на две собственные ветви. Одна из них привела к возникновению лучеперых костных рыб: лосося, форели, саргана и тысяч других видов. Вторая — лопастеперых костных рыб, таких как двоякодышащие рыбы и целаканты. Именно от этих рыб с мясистыми грудными плавниками произошли со временем позвоночные с ногами, которые смогли уже выбраться на берег: иными словами, именно они стали нашими предками.

Паразиты. Часть 11. Эволюция паразитов Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Ленточные черви впервые появились, вероятно, в древних лучеперых рыбах. Этот участок их истории нашел свое отражение в том факте, что самые примитивные глисты обитают в самых примитивных кистеперых, таких как осетр и амия. Именно в этих хозяевах ленточные черви сменили листовидную форму на длинное сегментированное тело. Отсюда глисты позже колонизировали акул и других хрящевых рыб. Но, судя по всему, они никогда не приближались к лопастеперым. Не известно ни одного случая, чтобы двоякодышащие рыбы или целаканты были носителями этих паразитов.

Тем не менее ленточные черви живут в ближайших родственниках этих рыб — в наземных позвоночных. Более того, они живут почти в любых земноводных, птицах, млекопитающих и пресмыкающихся.

Но сухопутные виды не унаследовали этих паразитов от своих морских предков. Должно быть, паразиты колонизировали наземных животных, выйдя из воды вместе с какой-нибудь лучеперой рыбой.

Примерно через 50 миллионов лет после того, как позвоночные вышли на сушу, какая-то рептилия, съев рыбу, подхватила от нее ленточного червя, — и возникла новая линия эволюции. С тех пор «сухопутные» ленточные черви развивались вместе с хозяевами и при этом продолжали прыгать с ветки на ветку: так, из млекопитающих они перебрались в земноводных и птиц.


Около 300 млн лет назад позвоночные на суше разделились на рептилий и предков млекопитающих. Около 200 млн лет назад ветвь рептилий породила динозавров, которые стремительно завоевали господство среди сухопутных животных. Жили ли в динозаврах ленточные черви? Никто не может сказать наверняка, но трудно предположить, что их там не было: ведь они живут в ближайших родственниках динозавров — птицах и крокодилах.


За более чем 400 млн лет существования ленточных червей-паразитов по Земле прокатилось четыре крупных волны массового вымирания видов. Последняя из них имела место 65 млн лет назад и была связана, скорее всего, с падением астероида в Мексиканский залив. Эта волна была достаточно мощной, чтобы уничтожить динозавров, а вместе с ними и половину всех видов на Земле. Но ленточные черви уцелели. Возможно даже, что в некоторых частях света эти паразиты и сегодня живут так, как жили во времена динозавров. В лесах Боливии встречаются сумчатые животные, такие как мышевидный опоссум, — носители редкой группы ленточных червей, известных как линстовииды.

Паразиты. Часть 11. Эволюция паразитов Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Этим червям в качестве промежуточного хозяина необходимо членистоногое. Кроме Боливии, линстовииды живут еще только в Австралии, причем в сходных сумчатых видах. Сегодня этих паразитов разделяют тысячи миль тихоокеанской воды, но 70 млн лет назад Австралия, Южная Америка и Антарктида составляли одну континентальную массу.

Паразиты. Часть 11. Эволюция паразитов Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Предок австралийских и боливийских ленточных червей возник в каком-то сумчатом животном именно на этом исчезнувшем континенте; и хозяев, и паразитов постепенно разделил континентальный дрейф. Но за 70 млн прошедших лет экосистема, поддерживающая цикл этого паразита в млекопитающих, совершенно не изменилась.


Другие ленточные черви могли пережить столкновение с астероидом, бросив своих прежних хозяев. Черви тетработрииды живут только в морских птицах, таких как топорики и поганки, и в морских млекопитающих вроде китов и тюленей.

Паразиты. Часть 11. Эволюция паразитов Паразиты, Эволюция, Длиннопост

На первый взгляд такое сочетание хозяев не имеет смысла. Эти животные — слишком дальние родственники, чтобы унаследовать ленточных червей от общего предка. Птицы произошли от рептилий — вероятно, от бегавших по земле сухопутных динозавров — более 150 млн лет назад. Морские млекопитающие переселились в океан значительно позже. Киты возникли из койотоподобных млекопитающих около 50 млн лет назад, а тюлени — из похожих на медведя зверей около 25 млн лет назад. Чтобы найти общего предка птиц и млекопитающих, придется вернуться больше чем на 300 млн лет, причем этот же предок дал начало множеству других ветвей позвоночных — от крокодилов и черепах до кобр, кенгуру и человека, — и никто из них не является носителем тетработриидов.

Птицы и киты должны были откуда-то получить своих червей. Вероятно, не от рыб, поскольку ближайшие родственники тетработриидов живут в наземных рептилиях, которые не находятся в близком родстве ни с китами, ни с птицами. Так что тетработрииды должны были взять начало от некоего ленточного червя, жившего в каких-то древних рептилиях. Дело в том, что еще до возникновения китов и морских птиц в океанах жили существа, которые занимали те же экологические ниши и играли те же роли в сообществе. Если бы вы вышли в океан 200 млн лет назад, то увидели бы над головой не птиц, а птерозавров.

Паразиты. Часть 11. Эволюция паразитов Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Остроголовые рептилии парили на крыльях из покрытой шерстью кожи и ловили птиц, чтобы отнести их в гнездовья на берегу. А воду вокруг вас рассекали бы не киты, а чудовищные рептилии самых разных родословных, такие как длинношеие плезиозавры и ихтиозавры, формой напоминавшие современную рыбу-меч.

Паразиты. Часть 11. Эволюция паразитов Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Между 200 и 65 млн лет назад именно эти существа доминировали в морской пищевой цепи. Затем птерозавры начали делить небо с птицами и, вероятно, в качестве прощального подарка преподнесли им своих паразитов (птицы ели рыб, служивших червям промежуточными хозяевами).

Катастрофа, уничтожившая динозавров, стерла с лица земли также морских рептилий и птерозавров. Никто не знает, почему птицы тогда уцелели, но, судя по всему, именно они продолжили жизненный цикл тетработриидов. Позже, когда на вакантные роли морских рептилий пришли киты и тюлени, ленточные черви воспользовались случаем и колонизировали и их тоже. Пока экосистема остается неизменной — даже если составляющие ее животные меняются, — паразиты никуда не денутся.

Паразиты. Часть 11. Эволюция паразитов Паразиты, Эволюция, Длиннопост

Прошедшие с тех пор 65 млн лет ленточные черви продолжали процветать; их путешествия по-прежнему отмечают историю их хозяев. К примеру, ленточные черви, живущие в амазонских электрических скатах, показывают нам, что когда-то эта река текла вспять. Если бы скаты попали в Амазонку из Атлантики, куда она впадает в настоящее время, их паразиты были бы близкой родней паразитам, живущим в нынешних атлантических скатах. На самом же деле они ближе к тихоокеанским ленточным червям. И, что еще более загадочно, в атлантических и тихоокеанских скатах живут паразиты, которые состоят друг с другом в более близком родстве, чем кто-либо из них с паразитами амазонских скатов.


Сценарий, лучше всего примиряющий эти факты, подразумевает, что электрические скаты поднялись по реке 10 млн лет назад. В то время Анды еще не сформировались, и Амазонка текла из Бразилии к северо-западному побережью Южной Америки. Кроме того, тогдашняя география отличалась от сегодняшней еще и тем, что Панамский перешеек еще не сформировался, так что Атлантический и Тихий океаны соединял широкий пролив. Группы скатов из Тихого океана заплывали в Амазонку, когда она текла в противоположном направлении. Постепенно амазонские скаты адаптировались к пресной воде и отделились от своих океанских собратьев, а морские скаты из разных океанов по-прежнему смешивались — пролив еще существовал. К моменту, когда Панамский перешеек поднялся из океанских вод, они успели обзавестись несколькими новыми видами глистов, которые уже не могли передаться пресноводным скатам.


В последние несколько миллионов лет ленточные черви открыли для себя нового хозяина—того, что ходит на двух ногах.


Сравнительный анализ генов человеческого ленточного червя и его ближайших родственников показывает,

что они разошлись около миллиона лет назад.

В тот момент наши предки были гоминидами, а рацион которых входили  найденные трупы диких животных, убитых львами.


Чуть больше на эту тему:

Саблезубые кошки помогли становлению человека

Забавно, но это мой первый пост на Пикабу.


Эта теория подтверждается тем фактом, что у ближайшей родни человеческих паразитов окончательными хозяевами были львы и гиены. Гоминиды подбирали не только остатки львиной добычи, но и львиных паразитов заодно.


Исследовать зарю человечества можно разными способами. Можно поехать в Эфиопию и просеивать там песок в поисках каменных орудий и обработанных костей, а можно взглянуть на существа, бывшие все это время нашими спутниками.


По книге Карла Циммера "Паразит. Царь природы".


Предыдущая часть:

Паразиты. Часть 10. Происхождение паразитов

Начало серии:

Паразиты. Часть 1. Первое знакомство и осознание
Показать полностью 10
698

Паразиты. Часть 10. Происхождение паразитов

Поиск лекарства от малярии и токсоплазмоза привёл учёных к удивидельному открытию. И плазмодии, и токсоплазму убивает лекарство клиндамицин. В основном этот препарат применяется против токсоплазмы у больных СПИДом — ведь им нужно лекарство, которое можно применять годами без побочных эффектов. Его не используют для лечения малярии, потому что борьба с плазмодием занимает слишком много времени

Но он работает. Хотя, по идее не должен работать.

Паразиты. Часть 10. Происхождение паразитов Паразиты, Эволюционная биология, Генетика, Научпоп, Ричард Докинз, Длиннопост

На самом деле клиндамицин используется по большей части как антибиотик для уничтожения бактерий. Он склеивает в бактериях рибосомы — структуры, в которых формируются протеины.

В клетках-эукариотах совсем другие рибосомы, и клиндамицин на них не действует. Это хорошо, потому что иначе он убивал бы и человека. Но ведь токсоплазма и плазмодии— это не бактерии. У этих ребят есть ядро и митохондрии. Они откровенно ближе к нам, чем к бактериям. Тем не менее клиндамицин убивает и токсоплазму, и плазмодии.

Паразиты. Часть 10. Происхождение паразитов Паразиты, Эволюционная биология, Генетика, Научпоп, Ричард Докинз, Длиннопост

И вот тут ученые всерьез призадумались. Может быть все дело в ДНК внутри митохондрий, которую они, помимо прочего, используют для строительства собственных рибосом. Но нет - клиндамицин не разрушает и митохондриальные рибосомы.


В конце концов причина действия клиндомицина была найдена. У токсоплазмы был обнаружена ещё одна ДНК - внутри комплекса Гольджи - структуры, которая и сейчас вызывает больше вопросов, чем ответов.

И без этой ДНК токсоплазма гибнет.

И клиндомицин разрушает рибосомы, построенные при помощи этой самой третьей ДНК.

И всё стало просто и понятно.

Есть только одна проблема: это ДНК растения.

Паразиты. Часть 10. Происхождение паразитов Паразиты, Эволюционная биология, Генетика, Научпоп, Ричард Докинз, Длиннопост

Единственный способ понять, что такое токсоплазма сегодня и почему малярия — это зеленая болезнь, — погрузиться в прошлое на сотни миллионов лет. Истории развития подобных организмов не менее увлекательны, чем истории свободно- живущих существ. Они неразрывно связаны с эволюцией остальной жизни, уходящей в прошлое на 4 миллиарда лет. Более того, история паразитов — это в значительной степени история самой жизни.

Но реконструировать их историю нелегко. Как правило, паразиты бывают мягкими или, наоборот, хрупкими, а эти два состояния не слишком способствуют сохранению останков на века, а тем более на миллионы лет.

Использование метода сравнительного анализа ДНК позволило ученым бросить общий взгляд (хотя и очень приблизительный) на всю картину жизни на Земле.

.
Паразиты. Часть 10. Происхождение паразитов Паразиты, Эволюционная биология, Генетика, Научпоп, Ричард Докинз, Длиннопост

Многие организмы, занимающие ближайшие к основанию ветви, сегодня живут в кипящей воде, часто вокруг горячих гидротермальных источников. Это позволяет предположить, что четыре миллиарда лет назад жизнь зародилась при схожих условиях. Молекулы, напоминающие по структуре гены, могли собраться внутри крохотных жировых капсул или, возможно, в жировой пленке на краях горячих источников. Прошли несчетные миллионы лет, и сформировались первые настоящие организмы — бактериеподобные существа, внутри которых свободно плавали гены. Из этого бактериального истока жизнь пошла разными путями. Археи продолжали вести преимущественно бактериальный образ жизни, тогда как третья ветвь — эукариоты с ДНК, сосредоточенной внутри ядра и энергией, исходящей из митохондрий, — приняли кардинально иную форму.

При этом виды, ведущие паразитический образ жизни, находятся на совершенно разных ветвях эволюционного древа. И ни на одной ветви вы не обнаружите вирусы.
Паразиты. Часть 10. Происхождение паразитов Паразиты, Эволюционная биология, Генетика, Научпоп, Ричард Докинз, Длиннопост

Причина в том, что вирусы, строго говоря, не являются живыми. У них нет внутреннего метаболизма, и они не могут размножаться самостоятельно. Это не более чем протеиновые оболочки, снабженные необходимыми инструментами для проникновения в клетку; оказавшись внутри, они заставляют захваченную клетку производить их копии.

Тем не менее вирусы тоже отмечены паразитическими чертами, которые можно обнаружить у таких существ, как трематоды: они процветают за счет хозяина, обманывают иммунную систему при помощи похожих уловок и иногда, заботясь о собственном распространении, могут даже изменить поведение хозяина.

Паразиты. Часть 10. Происхождение паразитов Паразиты, Эволюционная биология, Генетика, Научпоп, Ричард Докинз, Длиннопост

В 1970-х гг. английский биолог Ричард Докинз немного приоткрыл завесу над тайной вирусов. Может быть, они и не являются живыми в традиционном смысле этого слова, но главную задачу жизни выполняют: воспроизводят собственные гены. Докинз доказывал, что и животные, и микробы существуют ради одной и той же цели. Нам следовало бы рассматривать свои тела, их метаболизм и поведение лишь как инструменты, созданные генами для самовоспроизведения. В этом смысле человеческий мозг ничем не отличается от протеиновой оболочки, позволяющей вирусу проскользнуть в клетку. Это противоречивая точка зрения, и многие биологи считают, что она недопустимо преуменьшает сложность жизни на планете. Однако в отношении паразитизма она прекрасно применима. Для Докинза паразитизм состоит не в том, что делают конкретная вошь или колючеголовый червь. Паразитизм — это любой порядок вещей, при котором один комплект ДНК воспроизводится при помощи и за счет другого комплекта.


Здесь можно об этом почитать чуть более подробно:

Знаете ли вы, что такое "Естественный отбор"?

Эгоистичная ДНК

А еще подробнее - у самого Докинза в "Эгоистичном гене" и "Расширенном фенотипе".


Эта паразитическая ДНК может даже быть частью ваших собственных генов. Громадная доля генетического материала человека никак не задействована в работе организма и не делает ничего для блага тела, в котором находится. Эти гены не отвечают за рост волос или производство гемоглобина и не помогают другим генам делать свою работу. В них почти ничего нет, кроме инструкции о том, что они должны воспроизводиться быстрее, чем остальной геном. Некоторые из них производят энзимы, которые вырезают их из цепочки и вставляют в другое место вашей ДНК. Вскоре после их ухода к оставшемуся после них пространству приходят протеины, занятые поисками поврежденной ДНК. У человека парные гены, поэтому эти протеины могут воспользоваться неповрежденной копией и достроить недостающее по ее образцу. В результате появляется две копии ДНК.

Такие куски блуждающего генетического материала иногда называют эгоистичной ДНК, или генетическими паразитами. Они используют хозяина — другие гены — для самовоспроизводства. Как и более традиционные паразиты, генетические паразиты способны навредить хозяину. Вставая в геном на случайное место, они могут вызвать болезнь. А поскольку генетические паразиты воспроизводятся быстрее, чем обычные гены, они успели наводнить собой геномы многих хозяев, включая и геном человека.

Родители передают своих генетических паразитов детям, поэтому мы можем рассортировать эгоистичную ДНК на семьи, обнаружить среди этих генов потомков общего предка, жившего когда-то в общем предке их хозяев. Среди генетических паразитов существуют собственные династии, которые, как и человеческие династии, переживают взлеты и падения. Когда ген — основатель династии впервые появляется в ДНК нового хозяина, он начинает копироваться в бешеном темпе, набивая ген хозяина паразитами. (Я говорю здесь о бешеном темпе по эволюционным меркам — речь может идти о тысячах лет.) Однако генетические паразиты — небрежные копировщики, у них часто получаются дефектные копии, которые не могут воспроизводить себя и просто засоряют ДНК хозяина. Поэтому генетическим паразитам в любой момент грозит «вымирание» по собственной вине.

Избежать такого конца они могут посредством небольшой вспышки эволюционного обновления. Некоторые генетические паразиты крадут у хозяина гены, при помощи которых сооружают себе протеиновую оболочку. Они становятся вирусами, способными покинуть собственную клетку и инфицировать другие.

Паразиты. Часть 10. Происхождение паразитов Паразиты, Эволюционная биология, Генетика, Научпоп, Ричард Докинз, Длиннопост

Некоторые из этих отщепенцев ухитряются даже заражать другие виды. Вероятно, их уносят прочь и «дарят» новому хозяину паразиты (вроде клещей), хотя иногда их прыжки настолько длинны, что трудно представить, как это вообще могло произойти. Как могло получиться, к примеру, что пресноводный плоский червь, океанская гидра и сухопутный жук обзавелись одним и тем же генетическим паразитом?

Паразиты. Часть 10. Происхождение паразитов Паразиты, Эволюционная биология, Генетика, Научпоп, Ричард Докинз, Длиннопост

Если сегодня вирусы и генетические паразиты—дело обычное, то четыре миллиарда лет назад паразитизм, вполне возможно, свирепствовал куда сильнее. В настоящее время любой организм — будь то бактерия или красное дерево — несет в себе гены, объединенные в мощные структуры. Они могут аккуратно копировать себя, передавая следующему поколению, и защититься от генов-обманщиков. Но, как считают некоторые биологи, в дни юности Земли гены были едва сформированы и практически не могли работать согласованно. Они свободно переходили от одного микроба к другому, включались в различные геномы и выходили из них посредством своего рода всемирной микробной сети. Гены, способные обманом заставить другие гены копировать их, получали большие шансы на выживание и распространение. Со временем из объединений генов сформировались отдельные организмы, но они по-прежнему обменивались ДНК так беспорядочно, что биологу было бы трудно классифицировать эти существа по видам.

Паразиты. Часть 10. Происхождение паразитов Паразиты, Эволюционная биология, Генетика, Научпоп, Ричард Докинз, Длиннопост

Несмотря на трудности, подлинные организмы все же умудрялись развиваться. Вероятно,  гены научились работать согласованно и отсекать гены-обманщики, а значит, эти организмы смогли правильно воспроизводить себя. Вероятно, именно в это время жизнь разделилась на три большие ветви: бактерии, археи и эукариоты. Некоторые из первых микробов научились извлекать энергию из химических веществ, которые скапливаются на краях гидротермальных источников. Со временем —через сотню-другую миллионов лет — некоторые кланы бактерий освоили энергию света. Их отходами кормились другие бактерии. Третьи превратились в хищников и начали заглатывать отдельно живущие бактерии. Генетические паразиты продолжали существовать за счет всех этих разных микробов, хотя хозяева начали потихоньку брать над ними верх.


Но, по мере того как жизнь выходила на новые и новые уровни сложности, появлялись и новые типы паразитов. Некоторые истинные организмы, появившись, тоже выбрали паразитический образ жизни. Существует несколько правдоподобных гипотез их возникновения, и все они могут быть верны в том или ином случае. Одна такая история начинается с того, что некий хищный микроб проглотил то, что должно было стать его следующим обедом. Он открыл в своей мембране отверстие, поглотил жертву и собрался было разделать добычу, но дело почему-то застопорилось. Добыча сидела в «животе» микроба-хищника и не желала перевариваться.

Паразиты. Часть 10. Происхождение паразитов Паразиты, Эволюционная биология, Генетика, Научпоп, Ричард Докинз, Длиннопост

Ситуация кардинально поменялась: жертва смогла урвать немного пищи из неудачливого хищника, прежде чем ее «выплюнули». Эта дополнительная пища—да и временное укрытие от более удачливых хищников—помогло жертве; она стала размножаться быстрее, чем при обычных обстоятельствах. В этом случае естественный отбор должен был сделать гены, которые помогли жертве уцелеть внутри хищника, более распространенными.

Паразиты. Часть 10. Происхождение паразитов Паразиты, Эволюционная биология, Генетика, Научпоп, Ричард Докинз, Длиннопост

Теперь уже «хищнику» пришлось отбиваться от бывшей жертвы, прикладывая для этого все больше и больше усилий. Если за то, чтобы отразить вторжение паразитов, нужно было платить слишком высокую цену, то некоторым хозяевам было выгоднее превратить паразита в постоянного жильца. При делении хозяина паразит тоже копировал свою ДНК и передавал ее следующим поколениям.


Паразит и хозяин, сведенные однажды судьбой, смогли в своих отношениях пойти одним из нескольких возможных путей. Паразит мог и дальше портить жизнь хозяину, а мог вместо этого стать полезным — скажем, взяться за выработку какого-нибудь протеина, который пригодился бы хозяину. Затем, через много поколений, граница между паразитом и хозяином могла начать размываться. Часть ДНК паразита могла случайно перекочевать в гены хозяина, а жизнедеятельность самого паразита могла ужаться до нескольких главных функций. При этом, по существу, два организма слились в один.


Чуть поподробнее можно почитать здесь:

Классификация паразитов с точки зрения расширенного фенотипа.


В настоящее время ученые расшифровали у многих микробов полный набор генов и видят в них признаки альтернатив, когда-то стоявших перед паразитами на эволюционном пути. Среди видов с полностью расшифрованным геномом — Rickettsia prowazekii, тифозная бактерия.

Паразиты. Часть 10. Происхождение паразитов Паразиты, Эволюционная биология, Генетика, Научпоп, Ричард Докинз, Длиннопост

Она проникает в клетку, всасывает ее питательные вещества и потребляет ее кислород, стремительно размножается, а затем просто разрывает хозяина. ДНК этого паразита очень похожа на ДНК в митохондриях — органеллах, обеспечивающих энергией каждую клетку нашего тела. Предками и Rickettsia, и митохондрий около трех миллиардов лет назад были, судя по всему, первобытные свободноживущие бактерии. Некоторые из их потомков оказались внутри ранних эукариот, причем ветвь, которая привела к Rickettsia, продолжила развитие по паразитическому пути, а предки митохондрии со временем мирно устроились внутри своих хозяев. Нашим предкам повезло заполучить такого паразита, как митохондрия. Бактерии, владеющие фотосинтезом, постепенно наполняли атмосферу кислородом, а митохондрии научили эукариот дышать им.


Сегодняшние эукариоты — продукт медленного процесса в духе пира во время чумы. После внедрения митохондрий несколько ветвей эукариот обзавелись собственными ручными бактериями. Эти бактерии владели искусством фотосинтеза, и новые хозяева обобрали их, оставив только способность обуздывать солнце хлоропласты. Эукариоты дали начало водорослям и сухопутным растениям, которые еще добавили кислорода в воздух. Мы дышим кислородом, а растения производят его в громадных количествах, и все благодаря паразитам в наших клетках.

Эта драма миллиардолетней давности объясняет, почему малярия — зеленая болезнь. Какой-то древний эукариот проглотил фотосинтезирующую бактерию и стал зеленой водорослью. Миллионы лет спустя одну из таких водорослей проглотил другой эукариот. Этот новый хозяин выпотрошил водоросль, отбросив ядро и митохондрию и сохранив только хлоропласт. Именно этот вор, укравший у вора, был предком Plasmodium и Toxoplasma. А вся эта последовательность событий, напоминающая матрешку, объясняет, почему малярию можно лечить антибиотиком, которые убивает бактерий: дело в том, что внутри плазмодия имеется бывшая бактерия, занятая каким-то жизненно важным делом.

Паразиты. Часть 10. Происхождение паразитов Паразиты, Эволюционная биология, Генетика, Научпоп, Ричард Докинз, Длиннопост

По книге Карла Циммера "Паразит. Царь природы".


Предыдущая часть:

Паразиты. Часть 9. Мир, какой он есть

Начало серии:

Паразиты. Часть 1. Первое знакомство и осознание

Показать полностью 12
23

Ответ на пост «Заставка Windows» 

Ездил в своё время на шеф-монтаж очистной установки в Усть-Каменогорск на Казахский монетный двор.

Несколько постов охраны, передвижения только с куратором, все дела.


Пришел в цех, полдня походил с чертежами, размахивая руками и размышляя, как монтировать лотки и прокладывать провода. Части установки, к слову, расположена на 4х уровнях.

Все вроде понял, можно начинать.


Позже коллега, который монтажмл трубы рассказал, что он так гулял размахивая руками и что-то бормоча три дня.

Я говорю, мол, это нормально. Трубы сложнее монтировать. Это не провода, которые в лоток убрал, а там все вместе идут.

Он отвечает: "Ну это ты понимаешь. А перед местными неудобно.

Они заплатили деньги, приехал человек, и целый день ходил по цеху махая руками и что-то бормоча.

Ушел домой.

Второй день ходил по цеху. Ушел домой.

Третий день ходил по цеху. Ушел домой.

Нормально? Нет?

И только на четвёртый начал работать. "

Отличная работа, все прочитано!