Гиперпаразиты - эволюционное совершенство.
В 2012 году, Национальный центр научных исследований Франции – ведущее научное учреждение в стране, и одно из самых значимых в Европе, при исследовании биоматериалов пациентки, больной Акантамёбным кератитом, обнаружила гиперпаразитарную структуру из нескольких уровней. Открытие Бернарда Ла Сколы и Кристэль Деснуа удивит паразитологов всего мира, а чуть позже обнаруженное назовут «Матрёшкой». Не спешите впадать в уныние от обилия научных слов, ваш сайт разберётся вместе с вами.
Речь идёт о гиперпаразитах – это паразиты, носителем которых является другой паразит. Быть паразитом, с эволюционной точки зрения весьма выгодно. В переводе с древнегреческого παράσιτος ("параситос") - «нахлебник». В целом это означает, что как минимум хлеб за вас добывает ваш хозяин, или говоря более точно и ёмко - на языке «Воинов Полураспада» из Безумного Макса – Туша. Туша служит домом и источником еды. И всё было бы плохо, если бы не было так хорошо. Эволюционно, так как жизнь паразита зачастую зависит от жизни Туши, характер их взаимодействия стал у многих близок к симбиотическому, сводя вред и угрозу для жизни к минимуму. Паразитизм встречается среди самых различных групп животных и даже растений: от простейших и плоских червей до членистоногих, бактерий, грибов.
Так что, казалось бы, что может быть круче жизни паразита? Жизнь гиперпаразита! В природе таких примеров на относительных макроуровнях много. Например, бабочка Репница (Pieris rapae), в форме гусениц, без стыда и совести жрущих наши овощи, служит домом для одного из видов Браконид семейства Наездников – Cotesia glomerata. Оса наездница откладывает яйца на формирующуюся гусеницу, личинки питаются гусеницей, пока не развиваются достаточно чтобы убить её и выйти наружу. На яйца ос этого вида откладывает яйца оса вида поменьше - Lysibia nana, личинки которой в свою очередь едят изнутри паразитов побольше. Таким образом создаётся цепочка питания из 4 уровней. Нам нужна капуста в пищу, мы её выращиваем, стремимся повысить урожай, ухаживаем. Чему рады Репницы. На которых паразитируют осы Котесии, на которых паразитируют осы Лисибия.
Вернёмся к французской пациентке. Акантамёбный кератит – редкое заболевание, при котором амёбы проникают в роговицу вашего глаза и приводят к слепоте. Говоря редкое, я ещё и преуменьшаю. Коэффициент числа заболевших находится около 1.2 человек на 3 миллиона в год. И это хорошо, потому что акантамёбы живут везде – в том числе в почве и воде. Итак, первый уровень – паразит человека, амёба. Протозойное одноклеточное существо. С другой стороны, не обольщайтесь, амёбиазом по данным ВОЗ больны 10% населения земли. И маленькие протозойные засранцы, на вас где-то точно есть, хоть и не в роговице глаза, хоть и не Акантамёбы.
Внутри акантамёбы паразитирует семейство вирусов Mimiviridae. Да, Мимивирусов. Первый открытый из семейства Мимивирусов так и назвали – Мимивирус. Было это в 2003 году. С тех пор выделилось целых 3 подсемейства. Заселяются они в зоопланктон и амёб. Мимишки примечательны ещё тем, что имеют огромный по меркам вирусов размер – около 500 нм в диаметре, что примерно в 20 раз больше, чем размер вируса полиомиелита. Такие размеры позволяют разглядеть вирус в световой микроскоп, так же, как например бактерии микоплазмы. Название Мими не имеет ничего общего с личностной характеристикой и этимологией милоты. Мими – от слов мимикрирует под микроб: большой, круглый и со жгутиками (которые на самом деле белковые нити). Так что формально он мог бы быть вообще Мимимивирус. Так или иначе –. неклеточный инфекционный агент – мимивирус, гиперпаразит. Уровень второй.
Вирофаги – группа внутри вирусов. Строго говоря, они не самостоятельные паразиты. И в этой фразе двойной смысл. Они не выступают самостоятельными паразитами, например амёбы, для того чтобы начать её эксплуатировать им нужно присутствие кого-то побольше. Но на амёбе они всё-таки паразитируют. Как это работает? Один из мимивирусов проникает в клетку, и для своего размножения начинает заставлять внутреннюю структуру амёбы производить элементы, из которых будет собран новый вирион мимивируса. Но, вирофаг проникает вслед за мимивирусом, и подсовывает в циклы производства переделанной (заражённой) амёбы свои запросы. В итоге эффективность репликации основного вируса снижается. 70% вирионов мимивируса оказываются бракованными и больше неспособны заражать другие клетки. И вместе с вирионами мими – выходят на свет вирионы вирофага.
Самым изученным является вирофаг – Спутник. Открыт он был всего в 2008 году. Механизм проникновения генома Спутника в цитоплазму амёбы не описан, но предполагается что он связан с поверхностными фибриллами первичного вируса. И в процессе эндоцитоза, когда клетка поглощает что-то рядом с ней с целью употребить это в пищу, вместе с вирусом обманувшем её, через вакуоль амёбы попадает и вирофаг, который путешествовал с первым. У него не хватает некоторых ключевых ферментов для воспроизводства в отсутствии мимивируса, и как вирус он вообще не может воспроизводится самостоятельно. В целом эта сложная связь формирует третий уровень. Уровень зависимых субвирусных агентов.
Чтобы перейти на следующий уровень, обывателю нужно вспомнить что такое ДНК вообще. Если не вдаваться в детали – это огромная молекула, макромолекула, которая сохраняет и передаёт следующим копиям программу развития, строения и функционирования живого организма. РНК с несколькими отличиями выполняет те же функции, она короче, в ней другие молекулы, одна нить, но смысл примерно тот же. Вирус внедряет РНК, которая, являясь более простой вмешивается в программы клетки и заставляет её работать над производством того, что указано в РНК.
Но как известно эволюция — это череда отбора наилучших изменений. Если бы макромолекулы, сохраняющие информацию, не могли меняться она была бы невозможна в принципе. А мы бы утонули в эксплуатационных возможностях болезней, вирусов, бактерий и паразитов. Возможность сбора и рекомбинации генома зависит от транспозонов, ещё более простых молекул. Это короткие готовые участки ДНК, способные к копированию и передвижению внутри самого генома. Они копируют себя, и вставляются в собирающиеся или уже собранные нити ДНК, помогая её менять, пересобирать, дополнять. У них огромное число функций, так как всё что связано с ДНК на такой микроорганизм как человек влияет миллионами способами. Это и около 100 различных заболеваний: от нейрофиброматоза до гемофилии, и сам механизм эволюционных мутаций, возможность рекомбинировать ДНК, в частности, отвечает за формирование иммунитета, об этом можно писать научные статьи ещё лет 100, и всё время будут какие-то новые горизонты открытий.
Так вот, внутри Спутника – вирофага мимивируса амёбы, паразитирующей в роговице глаза, обнаружили трансповирон, разновидность транспозона. Но если транспозон это участок вашей родной ДНК, который помогает вам путешествовать сквозь время в эволюционной борьбе видов, трансповирон – инороден всем трём: и вирофагу, и мимивирусу, и амёбе. По мнению учёных Спутник переносит трансповирон между макровирусами, которые разносят это всё между амёбами. Трансповирон видимо был связан с попыткой амёбы защититься от вируса, рекомбинируя цепочки и препятствуя размножению макровирусов. Но в какой-то момент всё стало так как стало. Итак – мобильный генетический элемент цепочки макромолекулы ДНК способный к репликации. Уровень четыре.
И это мы с вами говорили об амёбном паразите. «Счастливым» обладателем которого стала одна француженка. Природе известны куда более длинные цепочки и без погружения во вселенную микромира. К примеру, в Университет Вандербилда, в Теннесси, в США, занимаются изучением цепочки, в ходе которой мухи инфицируют один из видов птиц кровососущими личинками, которые выступают носителями личинок ос-наездниц, которые в свою очередь содержат бактерии Вольбахии – класса альфа-протобактерий, которые зачастую поражены бактериофагами – вирусами, пожирающими бактерии. А это, простите пятиэтажный паразитизм, не углубляясь в детали.
В общем, лично я, когда речь идёт о человеке как о венце творений/эволюционной вершине, всегда спрашиваю, а что на счёт кур? Почему кур? Успех эволюционного развития нередко измеряют числом особей. Что вполне логично. Так вот, на одного хомосапиенса приходится от 3 до 4 курей. А это 19 миллиардов кур. Над здоровьем, мышечной массой, успешным размножением, а иногда и даже хорошим настроением которых мы так печёмся последние 5000 лет со времён одомашнивания банквивской породы. Может ли курица считаться паразитом? Если мы даём ей дом и пищу, пусть и опосредованно, и домашние куры вида – "грудка бройлера" не способны выжить без человека.
Вам не нравится думать о курице как о венце эволюции? Хорошо, а что на счёт пухоедов и вшей? Это паразитические насекомые, которые любят курочку не меньше вас. И их в отличии от сапиенсов одних видов описано 5136. Не любите вшей? Rickettsia prowazekii – один из многих примеров, кто любит. Это бактерия, грамотрицательная, альфа-протобактерия, является агентом эпидимеческого тифа, который разносится с калом вшей, которые умирают, заражаясь этой бактерией. Тиф, как много в этом слове… И отступление французов из Москвы в 1812 году (именно от тифа умерло больше французов чем было убито на полях сражений), и чума в Афинах… 150 000 умерших только в Сербии во время Первой Мировой войны… Подпишитесь, и обязательно прочитаете об этом подробнее.
Так всё-таки, кто венец – эволюции? Человек, курица или гиперпаразитарные сложные молекулы 4-го уровня?