Паразиты: Тайный мир - Карл Циммер

Вообще, серотонин можно обнаружить практически в любом животном. У человека и других млекопитающих он, судя по всему, стабилизирует мозг. При падении уровня серотонина человеком могут овладевать навязчивые идеи, депрессия, склонность к насилию. (Лекарство прозак, к примеру, рекомендуемое для борьбы с депрессией, вызывает усиление производства серотонина.) Серотонин играет роль и в работе мозга беспозвоночных, хотя ученые пока не знают точно, в чем состоит эта роль. Тем не менее, они знают наверняка, что при введении серотонина гаммарусу происходит кое-что интересное. Здоровый Gammarus, получив инъекцию, нередко пытается прочно схватиться за что-нибудь.

Но почему серотонин заставляет гаммаруса прицепиться к чему-нибудь? Может быть, это как-то связано с сексом. При спаривании гаммарус-самец хватает самку ногами и протягивает к ней свое брюшко. Он может ездить на самке несколько дней, дожидаясь начала линьки. Линяя, самка помещает яйца в сумку под брюшком. Самец оплодотворяет яйца и продолжает удерживаться на самке, охраняя ее от других самцов, готовых к спариванию.

Поза самца при спаривании в точности соответствует позе, которую Gammarus принимает под влиянием колючеголового червя. Стоит ученым ввести инфицированному гаммарусу средство, блокирующее действие серотонина, и он на несколько часов отцепляется от опоры. Может быть, колючеголовый червь выделяет молекулы, стимулирующие производство серотонина. Паразит может инициировать последовательность сигналов, которые заставляют рачка думать, что он спаривается с самкой, и даже побуждают самку играть при этом роль самца.

Когда ученые до конца выяснят историю паразитов-кукловодов, она, конечно, окажется куда более сложной, чем здесь описано. Вряд ли паразитам, чтобы контролировать хозяина, хватает одной молекулы; как правило, они вооружены целой аптекой всевозможных препаратов, которые могут выдавать при необходимости в разные моменты своей жизни. Вот картина, которая сложилась как сумма усилий ученых, направленных на исследование полного жизненного цикла одного конкретного паразита — ленточного червя Hymenolepis diminuta. Взрослые особи Hymenolepis живут и спариваются в кишечнике крыс, где они вырастают до полутора футов длиной. Их яйца выходят с пометом крыс, а его регулярно поедают жуки. Когда яйца червя оказываются внутри жука, их мембрана растворяется, и на месте яйца оказывается сферическое существо с тремя парами крючков. При помощи этих крючков оно покидает кишечник жука и попадает в его кровеносную систему, где за неделю с небольшим вырастает в короткохвостую форму. Там паразит ждет, чтобы жук был съеден крысой, в кишечнике которой он сможет наконец принять окончательную взрослую форму. Весь этот цикл можно наблюдать на зерновых элеваторах или на мучных складах, где жуки едят свою пищу, крысы едят жуков, а затем оставляют среди зерна свой помет.

Ленточные черви начинают манипулировать поведением жуков даже раньше, чем попадают к ним в желудок. Особый запах, привлекательный, судя по всему, для насекомых, приманивает жуков к помету зараженных крыс. Если жук одновременно наткнется на помет двух крыс: здоровой и зараженной, он с большей вероятностью выберет тот, что содержит яйца глистов. Если вы сумеете получить аромат зараженного помета и сохранить его в жидком виде, то одна капля этого парфюма соберет к вам жуков со всей округи. Никто не знает, испускают запах сами яйца или это пахнет одно из веществ, которые вырабатывают взрослые черви внутри крыс, а может быть, паразиты меняют пищеварение крыс таким образом, что ароматное вещество производит сам хозяин. Как бы то ни было, его достаточно, чтобы приманить жука, уговорить его съесть паразита и, возможно, предрешить его гибель от крысиных зубов.

Попав в жука, ленточный червь применяет очередной «препарат»; на этот раз — для стерилизации хозяина. Как и большинство других насекомых, жук формирует в своем теле запас энергии в виде структуры, проходящей вдоль спинки и известной как жировое тело. Жуки-самки используют часть этого резерва на формирование желтков для своих яиц. Чтобы проделать эту операцию, они должны послать жировому телу гормональный сигнал. В ответ на этот сигнал клетки жирового тела начинают производить один из компонентов желтка — вителлогенин. Вителлогенин выходит из жирового тела и течет по телу жука, пока не достигнет яиц в яичниках. Яйцо жука окружено целой свитой клеток-помощников, между которыми остается лишь несколько небольших промежутков. На самом деле их так немного и они так малы, что чему бы то ни было постороннему очень трудно проникнуть через них к яйцу. Но, когда к клеткам-помощникам прикрепляются правильные гормоны, клетки съеживаются и открывают проходы. Если гормонов достаточно, вителлогенин проникает непосредственно к яйцу и превращается в желток.

Ленточный червь способен разорвать эту цепочку событий в нескольких звеньях. Он производит вещество, которое при попадании на жировое тело замедляет работу его клеток и, соответственно, производство вителлогенина. Некоторое количество вителлогенина выходит из жирового тела, но до яйца, судя по всему, не доходит почти ничего. Похоже, что червь производит еще и другое вещество, способное прикрепляться к рецепторам клеток-помощников в яичниках. Молекулы этого вещества блокируют рецепторы и не позволяют гормонам воздействовать на клетки-помощники, и те не съеживаются. Раз клетки-помощники остаются разбухшими, вителлогенин не может попасть в яйцо. В результате самка жука не может превратить то, что могло бы стать прекрасной пищей для червя, в собственные яйца.

Созрев внутри жука, ленточный червь готов переселиться в крысу. Жук, конечно, с этим не согласен, так что червю приходится прибегать к новому комплекту препаратов. Некоторые из этих веществ — вероятно, опиаты — притупляют ощущения боли и страха и заставляют жука меньше заботиться о поиске укрытия. Посадите такого жука на верхушку мучной горки, и он, вместо того чтобы зарыться поглубже, будет спокойно ползать по поверхности. Паразит делает жука вялым и медлительным, такому жуку трудно уйти от нападения. Тем не менее, случись ему попасть на зуб крысе, зараженный жук будет сопротивляться изо всех сил. У мучного хрущака имеется на брюшке две железы, из которых он выпускает неприятное на вкус вещество, и крыса, взявшая такого жучка в рот, скорее всего, с отвращением выплюнет его. Но, как только паразит в жуке достигает зрелости, он блокирует эти железы и прекращает производство яда. Когда зараженный жук пытается защищаться, он не кажется крысе таким противным на вкус, как его здоровый собрат. Поэтому и съедят его с гораздо большей вероятностью, чем здорового. Получается, что от начала до конца всеми действиями и всем поведением жука руководит паразит.

Если свернуть с шоссе на Вентуру в городе Карпинтерия (штат Калифорния) и проехать немного по направлению к океану, то, миновав склад игрушек и железнодорожные пути, вы подъедете к забору из проволочной сетки. За забором лежит низина, периодически заливаемая морской водой — сотни акров земли, покрытой сочными невысокими растениями, напоминающими солянку. Это солончаковые болота Карпинтерии. Однажды в ясный летний день эколог по имени Кевин Лафферти отпер калитку в заборе и провел меня внутрь. Он хотел показать мне, как работает экосистема солончакового болота. Лафферти был одет в плавки и поношенную футболку с флуоресцентным изображением рыбы-льва; он шлепал по грязной тропинке в пляжных тапочках и нес в руках пару ласт для плавания с аквалангом. Я провел в обществе Лафферти несколько дней, и за все время моего визита ни разу не видел его в более формальном облачении. У него совсем юное лицо и пшеничного цвета волосы. Он плавал в волнах местного прибоя с тех самых пор, когда в 1981 г. приехал учиться в Университет Калифорнии в Санта-Барбаре. Мне трудно представить его сегодня на гребне волны профессором биологии, а не новичком-студентом.

Мы шли к морю по размокшей тропинке, и Лафферти говорил о солончаковых болотах.

— Чтобы образовалось солончаковое болото, должен существовать какой-то участок суши, лежащий в стороне от моря, но ниже его уровня. Это может быть русло реки, в которую во время прилива заходит морская вода. Такой вариант часто встречается на восточном побережье. Или местность может опуститься в результате тектонической деятельности, — он махнул рукой от океана в сторону окутанных туманом гор Санта-Инес, возвышавшихся над шоссе. — Вся береговая линия Калифорнии сформирована в результате сложной тектонической активности, к которой добавились изменения уровня моря. Считается, что этот бассейн был затоплен океаном, потому что опустился вниз.

Теперь уровень этой местности примерно на фут ниже уровня моря, поэтому частицы почвы, которые приносят с собой ручьи Санта-Моника и Франклин, до моря по большей части не доходят, а оседают здесь. Каждый день во время прилива морские воды пробираются в солончаки, заливают берега ручьев и заполняют всю эту равнину.