Невидимый страж. Как иммунитет защищает нас от внешних и внутренних угроз

Описанный выше «боевой арсенал» характерен прежде всего для типичных клеток врожденного иммунитета, имеющих миелоидное происхождение (М-клеток). Однако к системе врожденного иммунитета относятся также естественные киллеры – группа клеток лимфоидного происхождения. Эти клетки и «арсенал», которым они обладают, будут рассмотрены в целиком посвященной им главе.

Глава 8<a l:href="#n_4" type="note">[4]</a> ПОЛ И ИММУНИТЕТ

Один из интереснейших вопросов эволюционной биологии – как появилось половое размножение? Ответ из школьного учебника, что оно повышает разнообразие, а разнообразие, в свою очередь, повышает приспособленность, может удовлетворить экзаменаторов, но не ученых.

Многие живые существа сотни миллионов лет живут практически в неизменных условиях – почему бы им не отдать предпочтение какому-то одному идеальному генотипу? Учебники акцентируют внимание на том, что естественный отбор, сопутствующий половому размножению, закрепляет в популяции полезные признаки. Это так, но в случае с комбинациями признаков – а, собственно, они и определяют выживание – эффект полового размножения совсем не однозначен. Именно по этой причине дети великих писателей, ученых или спортсменов очень редко добиваются таких же успехов, как их родители, а дети исключительных красавцев и красавиц зачастую лишь миловидны и не более того. Генотипы матери и отца, перемешавшись, разрушают идеальную комбинацию генов, обеспечивающую исключительный интеллектуальный или физический результат (разумеется, это очень упрощенное описание, но думаю, что идея понятна). Кроме того, у бесполого размножения есть перед половым несомненное преимущество: для него не нужен партнер. Это значит, что даже одна-единственная особь, выжившая в неблагоприятных условиях, может возродить вид – опция, которой, увы, лишены виды, выбравшие путь полового размножения. Словом, с половым размножением все не так однозначно, однако факт остается фактом: подавляющее большинство животных «выбрали» именно его. А стало быть, учебники не врут, говоря, что оно дает преимущество. Вопрос лишь том, какое именно.

Одна из наиболее обоснованных гипотез появления полового размножения связывает его с необходимостью иммунной защиты. Действительно, на макроуровне стабильная экосистема меняется очень медленно: поколение за поколением зайцы в лесу едят траву, а волки охотятся на зайцев. Однако на микроуровне, где существуют бактерии, простейшие и другие микроорганизмы, за это же время происходит множество изменений. Ведь скорость их размножения, а значит, и скорость эволюции во много раз выше, чем у млекопитающих. Это позволило предположить, что разнообразие генотипов повышает приспособленность организмов не к абстрактным условиям среды в целом, а именно к быстро меняющимся болезнетворным организмам. Живя в тесном контакте со своими хозяевами и быстро эволюционируя, паразиты постоянно повышают эффективность и могли бы уничтожить их буквально через несколько поколений, будь они все «на одно лицо». К счастью, половое размножение, внося элементы хаоса в эту систему, не позволяет паразитам окончательно взять верх.

Эта гипотеза о взаимной эволюции хозяев и паразитов получила название «гипотеза Черной королевы». Оно отсылает нас к эпизоду из знаменитой сказки Льюиса Кэрролла «Алиса в Зазеркалье»:

– У нас, – сказала Алиса, с трудом переводя дух, – когда долго бежишь со всех ног, непременно попадешь в другое место.

– Какая медлительная страна! – вскричала Королева. – Ну а здесь, знаешь ли, приходится бежать со всех ног, чтобы только остаться на том же месте[5].

Гипотезу Черной королевы можно было бы считать лишь изящным теоретическим предположением, однако в последние годы она получила весомое экспериментальное подтверждение. В 2011 году Кёртис Лайвли с коллегами из Индианского университета в Блумингтоне представили убедительное доказательство преимуществ полового размножения перед лицом инфекционной опасности. В качестве экспериментальной модели ученые использовали червя Caenorhabditis elegans. У этих нематод есть два пола – самцы и самки, приобретшие способность к сперматогенезу (гермафродиты). При половом размножении гермафродиты спариваются с самцами, при «бесполом» происходит их самооплодотворение. Друг с другом двуполые особи практически не скрещиваются. «Бесполое» размножение гермафродитных особей исключает перемешивание генов. В естественных (диких) популяциях доля особей, размножающихся половым путем, обычно невысока – 1–30 %. Таким образом, в стабильных условиях эти черви предпочитают «бесполое» размножение, способствующее закреплению удачного генотипа.