Паразиты, продлевающие жизнь
Когда мы говорим о потенциальных лекарствах от старости, мы обычно представляем какие-нибудь таблетки или обезвреженные вирусные векторы, несущие «гены долголетия». Только фантасты могли вообразить, что продление жизни может достигаться путем заражения паразитами. Но, похоже, что это действительно так у некоторых видов животных.
Рабочие муравьи вида Temnothorax nylanderi живут в среднем около 250 дней и редко доживают до трех лет, в то время как королевы могут жить десятки лет. Такая разница объясняется эволюционными теориями старения: естественный отбор действует в пользу увеличения продолжительности жизни только тогда, когда это способствует размножению. Рабочие муравьи не размножаются, поэтому длительное сохранение их тел не критично для передачи генов.
Anomotaenia brevis - вид ленточных червей, вооруженный крючьями и присосками. Конечными хозяином паразита служат некоторые виды дятлов, а промежуточным является вышеупомяные муравьи. Именно в них развиваются личиночные стадии червя. Если судьба отдельного рабочего муравья не сильно влияет на репродуктивный успех целой колонии, то для личинки ситуация иная. Передача ее генов напрямую зависит от продолжительности жизни хозяина, повышающей вероятность попадания внутрь дятла. Что именно делает личинка пока остается загадкой, но в инфицированном муравье меняется работа сотен генов 1-2, а кривая его смертности становится практически идентичной таковой у королев 3. Больше половины зараженных особей проживает отметку в 3 года. Любопытно и то, что за зараженными муравьями больше ухаживают их собратья, вероятно потому, что они вырабатывают привлекательные для окружающих химические сигналы.
Это не единственный подобный пример. Большой мучной хрущак (Tenebrio molitor) является промежуточным хозяином крысиного цепня, конечным хозяином которого являются млекопитающие. И снова мы видим странное: личинка паразита продлевает жизнь хозяина, особенно самкам, увеличивая время достижения ими 50% смертности на 40% 4. Точный механизм этого продления жизни не известен, но возможно он связан с перераспределением ресурсов в организме хозяина. Зараженные особи имеют сниженную фертильность и тратят меньше усилий на размножение. Эгоистичные гены паразита, в отличие от генов жука в размножении хозяина не заинтересованы, но заинтересованы в сохранении тела для увеличения вероятности быть съеденным.
В книге «Расширенный фенотип» эволюционный биолог Ричард Докинз рассуждал о том, что идея фенотипа не должна ограничиваться биологическими процессами, происходящими в организме, но может затрагивать и влияние генов на среду, включая других животных.
Муравейники и термитники, плотины бобров, паутины пауков, гнезда птиц - все это примеры расширенного фенотипа. Сюда же попадает влияние паразитов на своих хозяев. Например, способности волосатиков манипулировать сверчками, заставляя их прыгать в воду, где паразит может покинуть тела и направиться на поиски партнеров по размножению. Докинз пишет, что «поведение животных склонно максимизировать выживание генов, отвечающих за это поведение, независимо от того, находятся ли эти гены в теле животного, которое осуществляет подобное поведение».
Приведу этому еще один пример, когда паразит защищает своего хозяина. Скребневой червь Pomphorhynchus laevis использует в качестве промежуточного хозяина рачков Gammarus pulex, а в качестве конечного хозяина - рыб. На ранних этапах своего развития личинка не может заразить рыбу, поэтому она заинтересована в сохранении жизни рачка и заставляет его прятаться. Когда личинка достигает необходимого возраста, она наоборот снижает склонность хозяина занимать укрытия, поэтому риск быть съеденным увеличивается 5.
Понятно, что до паразитических лекарств от старости или смерти нам еще очень далеко. И вряд ли мы будем пользоваться паразитами: проще найти конкретные вещества, которые они выделяют и научиться производить их. Подобные работы ведутся, правда, результаты, на мой взгляд, пока не очень впечатляющие 6. Но согласитесь, что сама идея выглядит весьма необычно и, безусловно, заслуживает внимания.
1 Feldmeyer B, Mazur J, Beros S, Lerp H, Binder H, Foitzik S. Gene expression patterns underlying parasite-induced alterations in host behaviour and life history. Mol Ecol. 2016 Jan;25(2):648-60
2 Stoldt M, Klein L, Beros S, Butter F, Jongepier E, Feldmeyer B, Foitzik S. Parasite Presence Induces Gene Expression Changes in an Ant Host Related to Immunity and Longevity. Genes (Basel). 2021 Jan 13;12(1):95
3 Beros S, Lenhart A, Scharf I, Negroni MA, Menzel F, Foitzik S. Extreme lifespan extension in tapeworm-infected ant workers. R Soc Open Sci. 2021 May 19;8(5):202118
4 Hurd H, Warr E, Polwart A. A parasite that increases host lifespan. Proc Biol Sci. 2001 Aug 22;268(1477):1749-53
5 Dianne L, Perrot-Minnot MJ, Bauer A, Gaillard M, Léger E, Rigaud T. Protection first then facilitation: a manipulative parasite modulates the vulnerability to predation of its intermediate host according to its own developmental stage. Evolution. 2011 Sep;65(9):2692-8
6 Crowe J, Lumb FE, Doonan J, Broussard M, Tarafdar A, Pineda MA, Landabaso C, Mulvey L, Hoskisson PA, Babayan SA, Selman C, Harnett W, Harnett MM. The parasitic worm product ES-62 promotes health- and life-span in a high calorie diet-accelerated mouse model of ageing. PLoS Pathog. 2020 Mar 12;16(3):e1008391
