Среди паразитов есть такие, которые влияют на поведение собственных хозяев – влияют так, чтобы паразитам было удобнее размножаться.
Это и токсоплазма, которая делает мышь настолько любопытной, что та сама идёт в пасть кошке; это и грибок кордицепс, заставляющий муравьёв умирать у входа в муравейник, и грибок энтомофтора мушиная, приманивающая самцов мух к мёртвым самкам. Это и червь-волосатик, живущий в богомолах и заставляющий их топиться: часть жизненного цикла волосатиков проходит в пресной воде.
С такими паразитами (их иногда называют паразитами-зомбификаторами) не всегда понятно, как они управляют чужим поведением. Конечно, тут должны быть какие-то химические вещества, какие-то сигналы, какие-то гены, но вопрос в том, что это за вещества, что за сигналы и что за гены. Для червей-волосатиков загадку удалось отчасти разгадать: сотрудники Института физико-химических исследований (RIKEN) с коллегами из других научных центров Японии пишут в Current Biology, что волосатики управляют богомолами с помощью богомоловых же генов.
Исследователи оценивали генетическую активность у богомолов и волосатиков до заражения, во время заражения, и после того как богомол бросился в воду. Когда волосатик начинает манипулировать богомолом, у него начинают иначе работать более 3100 генов. Из них более 1400 очень и очень похожи на гены богомола (тут нужно уточнить, что анализировали гены нескольких видов волосатиков и нескольких видов богомолов). Активность генов определяют по количеству РНК, синтезированной на том или ином гене: её извлекают из образца и читают последовательность генетических букв в ней, чтобы понять, какому гену она соответствует. Можно допустить, что тут имело место обычное загрязнение образцов чужой РНК, то есть исследователи читали РНК из тканей волосатиков, которая на самом деле принадлежала богомолу. Но среди «богомолоподобной» РНК были такие молекулы, которые оставались в волосатиках ещё три дня после того, как те выходили из погибшего богомола в воду. Будь РНК обычным загрязнением, она бы так долго не продержалась, а это значит, что «богомолоподобная» РНК пребывала под защитой живых клеток.
Иными словами, у волосатиков каким-то образом оказалось огромное количество богомоловых генов, которые включаются тогда, когда червь перехватывает управление хозяйской нервной системой. У всех живых существ есть схожие гены, потому что у всех живых существ когда-то были общие предки. Но общие гены потом пошли своими эволюционными путями, накопив какое-то количество различий. В случае с богомолами и волосатиками многие гены выглядели почти идентичными, как если бы они перескочили от одного вида к другому совсем недавно. И, как полагают исследователи, гены именно что перескочили, то есть имел место горизонтальный перенос генов, довольно массовый. Мы много раз говорили про этот феномен: когда-то горизонтальный перенос считался особенностью исключительно бактерий и архей, но сейчас появляется всё больше свидетельств, что он происходит и у других живых существ. В пользу горизонтального переноса между богомолами и волосатиками говорит и то, что у волосатиков, паразитирующих на других хозяевах, богомоловых генов в геноме нет.
Однако, во-первых, остаётся непонятно, как – в смысле молекулярно-клеточного механизма – может происходить перенос генов между разными животными (хотя разные гипотезы-теории тут уже есть). Во-вторых, если говорить о волосатиках и богомолах, ещё предстоит понять, что делают украденные гены у волосатиков, то есть как именно они помогают волосатикам управлять богомолами. Краденые гены имеют отношение к реакции на свет, к управлению суточными ритмами, к некоторым аспектам работы нервной системы, но это пока слишком общие сведения, чтобы на их основе предлагать конкретный механизм действия.
Автор: Кирилл Стасевич