Эволюция. Триумф идеи
Шрифт:
Согласно выводам О'Брайена, событие, способствовавшее распространению мутации среди европейцев, — каким бы оно ни было, — произошло 700 лет назад. Возраст удалось определить по участкам ДНК вокруг мутантного гена. Со временем в молекуле ДНК накапливаются изменения, и О'Брайен воспользовался тем, что частота возникновения вариаций остается примерно постоянной во времени. Интересно другое: 700 лет назад в Европе действительно произошло событие, при котором естественный отбор работал очень активно. Это — великая эпидемия чумы, или Черная Смерть.
Черная Смерть, выкосившая в период с 1347 по 1350 г. более четверти европейцев, была всего лишь самой мощной в длинной череде эпидемий
Бубонную чуму вызывает Yersinia pestis-бактерия, которая может жить в крысах, а к человеку попадает через укус блохи. Как и ВИЧ, Yersinia связывается с лейкоцитами крови. Никто в точности не знает, как именно проходит этот процесс. В настоящее время О'Брайен и его сотрудники пытаются это выяснить. Если его гипотеза верна, Yersinia тоже использует для этого рецептор CCR5. Те европейцы, кому повезло родиться без CCR5, утверждает он, не заражались Черной Смертью; сегодня некоторые из их потомков защищены от ВИЧ.
Если мутация CCR5 действительно обеспечивает защиту от бубонной чумы, то мы наблюдаем здесь случай самой настоящей экзаптации. Благодаря суровому естественному отбору во время Черной Смерти, некоторые европейцы сегодня, возможно, защищены от другого вируса, который использует те же клеточные рецепторы. Может быть, то, что эпидемия СПИДа в Африке и Юго-Восточной Азии носит гораздо более серьезный характер, чем в Европе и США, объясняется различной эволюционной историей этих континентов. О'Брайен надеется, что, опираясь на полезные свойства мутации CCR5, со временем можно будет разработать лекарство от ВИЧ. Если ученые-медики смогут изобрести препарат, который блокировал бы нормальные рецепторы CCR5, можно будет без всяких побочных эффектов создавать у людей иммунитет к ВИЧ.
Даже если эволюционные исследования О'Брайена, Хана и других ученых позволят создать лекарство от ВИЧ, проблемы на этом не закончатся. В будущем нас, скорее всего, ждут новые болезни, и разбираться с каждой придется заново. Эпидемия СПИДа пришла к нам от приматов в виде девяти разных лентивирусов, которые сумели перебраться с обезьян на человека. У приматов есть еще 24 известных лентивируса (все они родственны ВИЧ), которые, возможно, еще ждут своего часа. Современный мир, в котором богатство и роскошь тесно уживаются с нищетой, а межконтинентальные перелеты — с использованными внутривенными иглами, готов их принять.
УКРОТИТЕЛИ ЧУМЫ.
Сегодня, когда человечеству приходится сталкиваться с таким множеством новых болезней, врачам, возможно, придется искать новые способы борьбы с паразитами. Одним из таких способов может стать их укрощение и даже приручение. Когда болезнетворный паразит попадает в тело хозяина, перед ним всегда стоит выбор. С одной стороны, он может сразу же приступить к бешеному размножению, питаться тканями хозяина и отравлять его отходами жизнедеятельности, пока тот не умрет. Несмотря на то, что при этом паразит успеет скопировать себя не один триллион раз, он рискует вымереть, если убьет хозяина прежде, чем сможет заразить нового. С другой стороны, он может подойти к делу более осторожно, размножаясь так медленно, что хозяева даже не замечают, что больны. Не исключено, что у такого паразита гораздо больше шансов передаться через вилку или рукопожатие — ведь его хозяин остается в живых достаточно долго, чтобы дать ему такую возможность. Но если рядом у него найдется более агрессивный собрат, способный к тому же размножаться быстрее, то наш умеренный паразит может не выдержать конкуренции.
Пол Эвальд, биолог из Колледжа Амхерста, изучает, как разные паразиты совершают этот выбор. Как правило, выясняется, что если паразиту для передачи нужен мобильный хозяин, то паразит будет деликатен. Риновирусы, вызывающие простуду, передаются только через чихание или прикосновение, так что им необходим относительно здоровый хозяин, способный общаться с другими людьми. «Так что нет ничего удивительного в том, что риновирусы принадлежат к самым мягким из всех известных нам вирусов, — говорит Эвальд. — Более того, насколько мы можем судить, никто и никогда не умирал от риновируса, чего нельзя сказать о подавляющем большинстве прочих болезнетворных организмов».
С другой стороны, если паразиту для попадания в нового хозяина прежний не нужен, он может себе позволить более жесткую стратегию. Малярию, к примеру, переносят комары, и порождаемая ей жестокая лихорадка часто укладывает больного в постель.
Эвальд отмечает, что не каждый патоген следует этому правилу. Оспа, к примеру, не имеет посредников для переноски и должна самостоятельно искать себе нового хозяина. Тем не менее это одна из самых смертельных болезней, известных человеку. Она может позволить себе быть вирулентной, потому что, в отличие от вирусов простуды и других мягких болезней, может долгое время — десятилетиями — существовать вне хозяина, дожидаясь, пока ее подхватит случайный человек. Попав в тело нового хозяина, она бешено размножается, пока не убьет его, а затем начинает ждать следующего шанса.
Все эти паразиты непрерывно эволюционируют в ответ на воздействие окружающей среды, и Эвальд предсказывает: если вдруг паразиту станет легче или тяжелее распространяться, он приспособится. Он даже проверил свои выводы на нескольких разных болезнях, в том числе холере. Холера выделяет в организм хозяина токсины, которые вызывают у того диарею и тем самым дают возможность паразиту покинуть тело. После этого другой человек может подхватить бактерию в туалете, и если он будет прикасаться к пище, то потом от этой пищи может заразиться еще кто-нибудь. С другой стороны, холера может распространиться, если канализационные стоки попадут в питьевую воду. Для первого пути распространения необходим относительно здоровый хозяин, который мог бы контактировать с другими людьми; для второго — лишь плохое водоснабжение. Согласно теории Эвальда, там, где заражение идет через питьевую воду, холера должна развиваться в направлении большей токсичности.
Свидетелем именно такого развития событий Эвальд стал в 1991 г. во время вспышки холеры в Южной Америке. «Холера пришла в Перу, а затем быстро, за пару лет, распространилась по всей Южной и Центральной Америке, — объясняет он. — Попадая в страны с хорошими источниками чистой воды, микроорганизмы становились более безвредными». Так, в Чили, где чистой воды достаточно, микроб эволюционировал в мягкую форму; в Эквадоре, где с водой значительно хуже, он стал более опасным.
Эвальд считает, что вместо того, чтобы пытаться уничтожить болезнь, мы могли бы попытаться в каком-то смысле приручить ее. Это не было бы первым случаем в истории, когда человек одомашнил своих естественных врагов. «Волки представляли опасность для человека на протяжении всей его эволюционной истории, — говорит Эвальд, — но есть волки, которые давно живут вместе с нами и эволюционировали в собак. Вместо того чтобы конкурировать с нами, они теперь помогают нам. Я думаю, что мы могли бы проделать то же самое с болезнетворными микробами».