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

Но что произойдет, если добавить в эту систему новую и довольно агрессивную бактерию – паразита C. elegans? Ученые смоделировали два типа эпидемий среди червей. В первом случае популяцию в течение ряда поколений заражали одним и тем же штаммом бактерии, во втором – отбирали все более и более вирулентных паразитов. (Методика изящна и проста: бактерий брали с трупов нематод, погибших в течение первых суток после заражения. Это были те паразиты, против которых не сработали имеющиеся системы защиты червей.)

Исследователи хотели получить ответ на вопрос: как изменится соотношение между половым и бесполым размножением по мере развития эпидемии? Оказалось, что контрольная (здоровая) популяция поддерживала примерно постоянный (низкий) уровень полового размножения. Группа, в которой вирулентность паразитов оставалась постоянной, в течение первых 10 поколений резко увеличила долю полового размножения (до 80 %), но затем она вернулась на прежний 20 %-ный уровень. В этой группе сначала (при использовании полового отбора) произошла оптимальная адаптация червей к новому паразиту, а затем полученная удачная комбинация генов стала воспроизводиться с помощью «бесполого» размножения.

Совсем другая картина наблюдалась в популяции, где вирулентность паразитов все время изменялась. Эта модель наиболее точно воспроизводит условия реальной эпидемии, где преимущество получают наиболее быстрые и агрессивные микроорганизмы. Здесь, как и в предыдущем случае, доля скрещивающихся особей за 10 поколений достигла отметки 80 %, после чего не стала снижаться, а напротив, продолжила увеличиваться. Через 20 поколений она достигла 90 % – черви практически полностью отказались от «бесполого» размножения и перешли на половое.

Эксперимент с усилением заразности паразита повторили на группе, в которой все особи были гермафродитами, и она полностью вымерла через 20 поколений. А вот в искусственно созданной популяции, состоящей только из скрещивающихся особей, смертность от паразитов через 30 поколений оказалась самой низкой.

У C. elegans, как и у других беспозвоночных, отсутствует адаптивный иммунитет, и можно предположить, что именно увеличение разнообразия в генах, вовлеченных во врожденный иммунный ответ, обеспечивает им лучшую защиту от бактерий в случае полового отбора.

Таким образом, гипотеза Черной королевы действительно неплохо объясняет по крайней мере часть преимуществ полового размножения в той бескомпромиссной гонке вооружений, которую ведут паразиты и их хозяева.

Глава 9 АДЪЮТАНТЫ ЕГО ПРЕВОСХОДИТЕЛЬСТВА – ИММУНИТЕТА

Адъютант очень нужен. Он вроде красивой охотничьей собаки. И поговорить можно между делом, и, если хороший экстерьер, другие охотники завидуют.

Художественный фильм «Семнадцать мгновений весны»

До появления радио и других средств беспроводной связи адъютанты выполняли важнейшую функцию – доставляли приказы командования в самую гущу сражения. Это была почетная и очень опасная миссия. Именно адъютантом Кутузова служил князь Андрей Болконский в романе «Война и мир». Разбросанные на несколько километров отряды, не представляющие себе общей картины битвы, не могли бы действовать скоординированно и эффективно, если бы не вестники из ставки. Доставить приказ атаковать или, напротив, отступить, передать обратно просьбу о подкреплении или предупреждение о новом коварном маневре противника – все это было задачей адъютантов. И хотя институт адъютантства остался в прошлом, организация взаимодействия между частями по-прежнему один из важнейших аспектов военного дела.

Впрочем, только ли военного? Бизнесмены и журналисты обмениваются новостями, повара – рецептами, президенты и премьеры издают законы, обязательные для всех граждан государства, молодожены договариваются о том, как разделить домашние обязанности, – вся человеческая цивилизация строится на обмене информацией и налаживании взаимодействий.

Как уже неоднократно упоминалась выше, сообщество клеток в многоклеточном организме во многом похоже на человеческое и нуждается в налаживании эффективных взаимодействий. Для того чтобы обмениваться информацией, люди используют устную и письменную речь, но у клеток такой возможности, само собой, нет. Сигналы, которые они посылают друг другу, – это химические молекулы – лиганды.