Михаил Супотницкий - Микроорганизмы, токсины и эпидемии

Смена типа (степени) паразитизма. Среди возбудителей инфекций мы нигде не видим «идеальных убийц». Так или иначе, возможности их поддержания в окружающей среде и проникновения в организм теплокровных, ограничены. Ареалы возбудителей малярии, лихорадки Денге и желтой лихорадки лимитированы ареалами их переносчиков, те, в свою очередь, климатическими и ландшафтными условиями. Возбудитель мелиоидоза может существовать только в определенном типе почв. Возбудитель сибирской язвы для того, чтобы проникнуть в организм животного, должен быть сначала захвачен корневой системой травянистых растений. ВИЧ не сохраняется в окружающей среде и не передается воздушно-капельным путем как вирус гриппа. Тот же, в свою очередь, неспособен передаваться половым путем и т. д. Признавая роль Творца в создании паразитических организмов, нам бы пришлось признать и то, что в каждом конкретном случае им не все было продумано. Признавая роль естественного отбора (как выразился писатель АзекАзимов — «демона Дарвина»), нам также придется считаться с тем, что и он не во всех случаях работает безотказно.

Посмотрим, что должно произойти с облигатным паразитом, прежде чем тот станет «случайным» и после гибели своего хозяина обретет «спокойное существование» где-то в почве.

Облигатные паразиты утрачивают ненужные им гены, т. е. те, которые обеспечивают выживание в другой среде обитания. Значит, для смены типа паразитизма такие гены должны вновь возникнуть. Для этого в распоряжении «демона Дарвина» есть мутации. Вероятность мутации в гене 10 –5. Однако гарантии того, что эта мутация не создаст бессмысленную последовательность, нет. Бессмысленную мутацию отбор не пропустит. Предположим, что для создания нужного структурного гена в исходном гене должны возникнуть две мутации, тогда их вероятность уже 10 –10. Такие ничтожные вероятности не столь часто реализуются, чтобы провести бессмысленную последовательность на следующий этап естественного отбора. Придется оставлять старую [Медников Б.М., 1982].

Для бактерий «демон Дарвина» может использовать генетический перенос. Однако плазмиды и фаги случайных и даже факультативных паразитов находятся в другой среде обитания. Красивые опыты по межвидовому переносу генов между бактериями, выполненные в условиях in vitro, очень трудно экстраполировать на каждый конкретный эпизод биологической эволюции в природных условиях. Например, конъюгацию, легко получаемую в лабораторных условиях на фильтрах, видимо, можно осуществить и в кишечнике теплокровного животного. Но если мы возьмем конкретные микроорганизмы, например, облигатный паразит — возбудитель чумы и факультативный — возбудитель дизентерии, то убедимся, что встреча их в одном организме, даже при развитии двух инфекций сразу, маловероятна. А если она случайно произойдет в другой среде обитания, например, в каких-нибудь почвенных амебах? Много ли получит с этого «демон Дарвина»? Скорее всего, что немного. Плазмиды, как правило, несут только дополнительные к основным гены, позволяющие микроорганизму выдерживать конкуренцию с другими членами среды его обитания (гены токсинов, антибиотиков и т. п.). Но они не могут определить тип паразитизма.

Тогда как же совместить успехи, достигнутые эволюцией в создании отдельных патогенных видов и явное бессилие эволюции, когда рассматривается возможность большей адаптации этих видов к изменившейся среде обитания, за счет смены типа (степени) паразитизма?

Парадоксальное бессилие «демона Дарвина» генетик С. Райт представил в виде очень наглядной картины. Вообразим разные степени приспособленности к внешним условиям в виде холмистого ландшафта («ландшафта приспособленности»), где высота холма (адаптивного пика) соответствует степени его приспособления (в рассматриваемом нами случае — это вирулентность и тип паразитизма). Популяция, поднявшаяся на маленький пик, не может сменить его на большой, стать более приспособленной, ибо при смене пиков отбор пойдет против уровня приспособленности. Как кошка во время наводнения, спасаясь на низком заборе, может утонуть, хотя рядом был высокий дом, так и паразитический вид вынужден приспосабливаться к меняющейся среде обитания в рамках той способности к паразитизму, которая была закреплена за ним естественным отбором. Поэтому, все надежды на смену каким-то возбудителем типа паразитизма, как и на его переход к комменсализму, иллюзия. Также трудно судить, какой из пиков выше. А вот какой опасней для нас, как биологического вида — это, несомненно, облигатный паразитизм. Именно в его рамках может измениться стратегия паразитизма, «новый» паразитический микроорганизм внезапно достигнет вершины адаптивного пика, а кошка запрыгнет на крышу дома (рис. 5).