Pathogenesis: A History of the World in Eight Plagues

Еще один потрясающий пример функции, которую предки человека получили от ретровирусов, - способность к деторождению. Когда животные только появились на свет, они размножались, откладывая яйца, и большинство существ в животном царстве продолжают рожать таким образом. Затем, между 100 и 200 миллионами лет назад, у землеройки появилась способность вынашивать потомство в собственном теле - необычайное эволюционное достижение, поскольку зародышу гораздо безопаснее расти в теле матери. Это возможно только благодаря плаценте - временному органу, который прикрепляется к матке и позволяет питательным веществам и кислороду проходить от матери к ребенку, а углекислому газу и отходам - в обратном направлении, не вызывая разрушительной реакции со стороны иммунной системы матери. Такого интерфейса между плацентой и маткой нет больше нигде в нашем организме. Когда генетики изучили ген, отвечающий за его создание, они поняли, что он практически идентичен тому, который используется ретровирусами для производства белков, прикрепляющихся к заражаемым клеткам и не вызывающих иммунного ответа. Ученые пришли к выводу, что важнейшая функция плаценты не возникла постепенно в результате эволюции путем естественного отбора, а была приобретена внезапно, когда ретровирус вставил свою ДНК в геном нашего предка. Если бы один из наших далеких предков не был заражен вирусом сотни миллионов лет назад, люди размножались бы, откладывая яйца.

 

Перерисовывая древо жизни

Люди появились на планете, которую уже населяло огромное количество бактерий и вирусов. Они смогли выжить и процветать только благодаря развитию способности защищаться от потенциально опасных микробов. На самом деле инфекционные заболевания убили столько людей за всю историю человечества, что они являются одной из самых мощных сил, определяющих эволюцию человека. По оценкам специалистов, на долю вирусов, взаимодействующих с вирусами, приходится 30 процентов всех генетических мутаций, произошедших с момента расхождения нашего вида с шимпанзе. Черная смерть, вызванная Yersinia pestis, убила до 60 процентов населения, и многие из тех, кто выжил, сделали это благодаря наличию особых генов, повышающих иммунный ответ. С момента появления оседлого сельского хозяйства в Африке к югу от Сахары между 5 000 и 4 000 лет назад малярия убила столько людей, что стала "самой сильной известной силой эволюционного отбора в новейшей истории человеческого генома". Поэтому не самые сильные или самые умные представители нашего вида с наибольшей вероятностью выживали достаточно долго, чтобы передать свою ДНК следующему поколению; скорее это были люди с наиболее эффективной иммунной системой, чтобы справиться с натиском инфекционных заболеваний, или те, у кого были мутации, делавшие их клетки непригодными для микробов. Многие из этих мутаций не только обеспечивали устойчивость к патогенам, но и негативно влияли на функционирование клеток. Это позволяет предположить, что борьба людей за существование была борьбой с микробами, а не с альфа-самцами и хищниками.

Наше тело просто кишит микроскопической жизнью. В каждом из нас живет примерно 40 триллионов бактерий - то есть их количество немного превышает количество человеческих клеток. Вирусы? По крайней мере в десять раз больше. В целом человеческий микробиом - все микробы, живущие в нашем теле, - весит примерно столько же, сколько наш мозг, - от одного до двух килограммов. Подавляющее большинство этих бактерий и вирусов не вызывают у нас болезней. Более того, они эволюционировали вместе с нашими предками на протяжении миллионов лет, образуя тесные и взаимозависимые отношения друг с другом. Другими словами, люди передали некоторые важные задачи микробам. Это связано с тем, что бактерии могут быстрее адаптироваться к новым ситуациям, чем люди. В то время как наши клетки содержат от 20 000 до 25 000 генов, микробиом содержит примерно в 500 раз больше. Огромное количество генов, а также тот факт, что они размножаются гораздо быстрее, чем более сложные организмы, и способны передавать гены "по горизонтали" от одного вида к другому, позволяет бактериям эволюционировать гораздо быстрее, чем человек. Сотрудничество между микробами и людьми наиболее очевидно в кишечнике, где бактерии в изобилии питаются белками, жирами и углеводами, а взамен помогают в таких важных процессах, как переваривание пищи и выработка витаминов и минералов. Вирусы тоже поддерживают наше здоровье, особенно фаги, которые уничтожают вредные бактерии в нашем организме.