432

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

Лига биологов

5.2K постов12.8K подписчиков

Добавить пост

Правила сообщества

Правила сайта никем не отменялись.

Будьте вежливы и сдержаны.

Не разводите политоту, не тащите спам.


Пост-определялка.


Удаляются посты содержащие антинаучные и другие сомнительные идеи. Их авторы караются на месте.

Так как в сообществе отключена премодерация, могут проходить посты по тем или иным причинам не подходящие под формат сообщества. Такие посты переносятся в общую ленту, имейте в виду.

При желании ТС, можно перенести в сообщество недавно созданные посты подходящей тематики.


Если в пост закралась ошибка, не удивляйтесь, если администратор попросит её исправить.


Вбросы антинаучных идей и попросту различная глупость в комментариях расцениваются как развлечение для публики. Такие сообщения отдаются на растерзание толпе, как и их авторы, будь то тролли, адепты всех мастей или просто недальновидные личности.

Политика сообщества не предусматривает раздачу банов направо и налево, однако, если вы нарушаете покой пользователей – не обижайтесь.

Подробнее
Лучшие посты за сегодня
8821

Забули

Забули Политика, Илья Варламов, Украина, Скриншот, Twitter, Мат
Показать полностью 1
7621

Как не надо

Показать полностью
7561

Международное караоке

Международное караоке
7487

В Ютюбе

В Ютюбе
6929

По кругу

По кругу
6776

Все бывает впервые

Все бывает впервые Паук, Длиннопост, Южнорусский тарантул, Паукообразные
Все бывает впервые Паук, Длиннопост, Южнорусский тарантул, Паукообразные
Показать полностью 2
6548

Додо

Додо Похудение, Дневник, Семья, Спор, Неудачники
5335

Нормальные друзья

Нормальные друзья
4916

Чужие дети

Показать полностью
4817

Человек без телефона, просто живущий моментом и наслаждающийся игрой

Человек без телефона, просто живущий моментом и наслаждающийся игрой Спорт, Телефон, Гольф, Тайгер Вудс
Показать полностью 1
4314

Продолжение поста «Стартап Lonestar предлагает перенести все знания человечества на Луну»

3829

Не догадался

3763

Как не напрягать глаза

Как не напрягать глаза Скриншот, Twitter
3565

Трезвая статья о происходящем на Украине, от журналистов Перу

Трезвая статья о происходящем на Украине, от журналистов Перу Политика, Россия и Украина, Без рейтинга, Длиннопост
Показать полностью 1
3487

Halo

3332

Пушной

Пушной Александр Пушной, Юмор, Скриншот, Показалось, Знаменитости
Показать полностью 1
3324

Наказание за парковку

3191

Ответ на пост «Отказался от алкоголя и снизилось либидо»

3132

Рабочие моменты

3125

Югославский партизан

Югославский партизан Сербия, Фашизм, Герои, Казнь, Повешение, Война, Политика, Партизаны
Показать полностью 1
Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: