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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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: