[МУЗЫКА]
[МУЗЫКА] «У нас,
— сказала Алиса, с трудом переводя дух,
— когда долго бежишь со всех ног, непременно попадешь в другое место».
«Какая медлительная страна, — вскричала королева.
— Ну а здесь, знаешь ли, приходится бежать со всех ног,
только чтобы остаться на том же месте».
Это фрагмент из «Алисы в Зазеркалье» Льюиса Кэрролла.
И именно им метафорически описывают одну из концепций эволюционной биологии,
которая называется «Гипотеза черной королевы».
В англоязычной литературе эта гипотеза называется «Гипотеза красной королевы».
Различие связано с тем, что поскольку речь идет о шахматных фигурах,
то в переводе было заменено слово «красное» на «черное».
Итак, королева заставляет Алису бежать только для того,
чтобы оставаться на месте.
И точно то же самое происходит с живыми существами.
Главная движущая сила в эволюции всех видов — это существование других видов,
с которыми они постоянно взаимодействуют и конкурируют.
Когда меняется один, должен меняться и другой.
И всё это необходимо только для того, чтобы существовать, чтобы выжить,
не для того, чтобы получить какое-то конкурентное преимущество.
Точно так же, как Алисе приходится бежать только для того,
чтобы остаться на том же самом месте.
«Гипотеза черной королевы» относится ко всем биотическим взаимодействиям,
но взаимодействия, которые очень постоянные и близкие,
иллюстрируют ее наилучшим образом.
Это, как раз, отношение паразитов и их хозяев.
Удивительно, но именно «Гипотеза черной королевы» является одним объяснений того,
почему существует половое размножение.
Ведь действительно, половое размножение — это довольно серьезные траты.
В популяции существует примерно половина самцов,
которые конкурируют за ресурсы, но при этом не оставляют потомства.
В отсутствии полового размножения потомство могли бы оставить все,
и таким образом, вид, казалось бы, преуспевал.
Обычно, адаптивность полового размножения связывают с тем,
что оно позволяет увеличивать генетическое разнообразие.
Вы помните, мейоз, кроссинговер, рекомбинация?
Один из вариантов того, для чего нужно это генетическое разнообразие,
как раз для того, чтобы противостоять паразитам в своеобразной гонке вооружений.
Конечно, это только один из аспектов, который может объяснять
существование полового размножения, но он довольно любопытный и имеет свои примеры.
Например, у новозеландской улитки Potamopyrgus antipodarum существуют
и миктические, то есть размножающиеся половым путем самки,
и партеногенетические, то есть размножающиеся бесполым путем.
Если сравнить зараженность трематодами в этих двух популяциях,
то окажется, что самки, размножающиеся половым путем,
менее заражены чем те, которые размножается бесполым.
Если в несколько упрощенной форме посмотреть на то,
как работает «Гипотеза черной королевы», то можно увидеть,
как происходит своеобразная гонка вооружений между паразитом и хозяином.
Предположим, что единственная задача паразита — это максимально эффективно
использовать хозяина.
А ответная задача хозяина — это избежать такого использования.
В таком случае, на каждое новое приспособление паразита, на каждое его
новое вооружение, хозяин тоже будет отвечать какой-то новой защитной реакцией.
Например, если у паразита отбором будут поддерживаться те гены,
которые приводят его в место и время хозяина — гены встречи, которые
позволяют ему найти хозяина, то у хозяина в ответ отбором будут поддерживаться так
называемые гены избегания, которые позволяют ему как-то скрыться от паразита.
В этом и заключается гонка вооружений.
Еще нагляднее гонка вооружений видна на примере с защитными реакциями.
Помните историю про африканских трипаносом и местных жителей,
у которых выработалась к ним устойчивость?
Это как раз случай,
когда гонка вооружений паразита и хозяина изучена на молекулярном уровне.
Видно, как возникает новая защитная реакция у хозяина.
Виден ответ паразита.
Дальше ответ хозяина и еще ответ паразита.
Если два организма обитают в особенно тесной взаимосвязи,
как это как раз и есть в случае паразитов и хозяев, то в соответствии с
«Гипотезой черной королевы», их эволюция может происходить сопряженно.
Представьте себе, что один вид паразита обитает на одном виде хозяина.
В какой-то момент у хозяина происходит видообразование, при этом паразиты тоже
оказываются изолированными и у них тоже происходит видообразование.
Результат таких эволюционных процессов мы видим в том,
что филогения хозяев и паразитов совпадает.
Такие явления называют явлениями коэволюции.
Коэволюция — это явление сопряженной эволюции организмов, обладающих тесными
экологическими связями, которые происходят в результате взаимного действия отбора.
Впервые идеи коэволюции высказывались еще в конце XIX — в начале XX века.
И связаны они были, прежде всего,
с наблюдениями над вшами и пухоедами — эктопаразитами позвоночных.
Дело в том, что близкородственных видов пухоедов и вшей находили на
близкородственных же видах их хозяев — позвоночных.
Отсюда и возникла идея о том, что возможно их эволюция как-то связана.
С учетом накопленных на данный момент данных, можно сказать, что случай
полного совпадения филогении паразита и хозяина — это довольно большая редкость.
В следующем видеосюжете мы подробнее поговорим о том, почему совпадает и не
совпадает филогения паразитов и хозяев.
Крапивин Владимир Александровичассистент
Гончар Анна Георгиевнаассистент
Мальцева Арина Леонидовнастарший преподаватель
Крупенко Дарья Юрьевнастарший преподаватель
Granovitch, AndreiProfessor, Head of Department
Галактионов Кирилл Владимировичпрофессор
