Женщина. Эволюционный взгляд на то, как и почему появилась женская форма

Человечество сталкивается с инфекционными заболеваниями с момента своего появления. Вирус, вызвавший пандемию COVID-19, лишь один из многих типов вирусов, которые заражают человека. При этом сами вирусы тоже лишь одни из многочисленных типов патогенов, с которыми человеку приходится бороться. Эти патогены – вирусы, бактерии, грибы и паразитические черви – для жизни нуждаются в хозяине, и самые успешные переходят от хозяина к хозяину. Точно так же, как вирус, вызывающий COVID-19, передается от человека к человеку во время близкого физического контакта, все инфекционные патогены развили стратегию перехода от хозяина к хозяину. Кишечные паразиты оставляют яйца в фекалиях, которые потом могут попасть в желудочно-кишечный тракт нового хозяина (да, ужасная картина).

На нашу естественную реакцию на патоген влияет не только наше генетическое строение, но и генетическое строение патогена. Некоторые патогены, например те, что вызывают обычную простуду, заражали человека на протяжении десятков тысяч лет. Между нашим геномом и геномом вируса простуды все это время развивается конфликт, подобный тем, что мы уже обсуждали. Понятно, что все мы предпочли бы не болеть простудой, но нам удалось найти своего рода компромисс, записанный в наших геномах (как у человека, так и у вируса): вирус простуды не вызывает у нас смертельное заболевание, а мы позволяем ему продолжать жизнедеятельность. Тяжелая болезнь и смерть – очень плохой исход для хозяина (что логично), а вирусу нужно, чтобы хозяин был жив и мобилен, так он помогает вирусу распространиться. Но бывают патогены, с которыми человек встречается впервые (например, тот, что вызывает COVID-19). Они переселяются от другого вида (в данном случае от летучих мышей), перенося в наши организмы компромисс, который был достигнут в организмах другого вида. С точки зрения эволюции компромиссы с летучими мышами уникальны, потому что это необычные млекопитающие. Они летают, живут в густонаселенных местах обитания и поют, чтобы общаться друг с другом – все эти факторы помогают вирусу распространяться между особями.

Адаптация к полету вызвала модификации иммунной системы летучих мышей, чтобы они могли справляться с многочисленными вирусами. Основная стратегия для защиты против патогенов у большинства млекопитающих – это воспаление. Если вы когда-нибудь повреждали кожный покров, вы видели воспаление: область вокруг раны краснеет и становится болезненной, потому что ваш организм посылает к месту раны кровь и клетки для борьбы с воспалением, которые сдерживают микробов и способствуют заживлению. По такой же схеме ваш организм борется с инфекциями внутри тела. Но у полета есть свои требования: нельзя допускать высокий уровень воспаления в теле – трудно летать, когда ваши ткани воспалены. Поэтому летучие мыши выбрали другую стратегию борьбы с вирусами. Они расширили и усилили использование интерферонов, белков, которые используют для борьбы с инфекцией все позвоночные. Вирусы, живущие в летучих мышах, в свою очередь, в процессе эволюционной гонки вооружений научились подавлять или подрывать активность интерферонов. В результате у вируса, вызывающего COVID-19, и у летучих мышей эволюционно развилось относительно мирное сожительство (как у нас с вирусами простуды), но у человека этот вирус вызывает сильную, а порой даже смертельную реакцию, потому что наша иммунная система не знакома с таким типом возбудителя (а вирус не знаком с нами). Генетические исследования людей с тяжелыми последствиями COVID-19 показали, что у них в генах интерферона могут встречаться серьезные генетические ошибки. Это подчеркивает важность интерферонов (как для летучих мышей, так и для людей) в борьбе с этим вирусом.

Существуют люди не только с редкими мутациями, которые повышают восприимчивость к COVID-19, но и те, кто обладает естественной устойчивостью к вирусу, как персонажи моих любимых романов о конце света. Команда ученых из Бразилии выбрала пары, в которых один человек тяжело заболел, а у второго была хорошая сопротивляемость. При сравнении генома пар ученые обнаружили различия в иммунных генах, которые с большой вероятностью играют роль в реакции на вирус. Поскольку вирус, вызывающий COVID-19, новый для нас, мы мало знаем о комбинациях генов, обеспечивающих устойчивость к этому вирусу, но исследования ряда других инфекционных заболеваний выявили, что есть конкретные варианты генов, обеспечивающих устойчивость к конкретной инфекции или, по крайней мере, защиту от тяжелых последствий. Например, в 90-х годах у одного мужчины была обнаружена комбинация, которая дает устойчивость к ВИЧ-инфекции, а другая похожая комбинация может также обеспечивать защиту от гепатита С. Это очень редкие комбинации, которые появились в результате случайных мутаций у малого количества людей, носителей этих генов. Они подобны случайным мутациям пядениц, которые сделали светлых бабочек чуть темнее.