Многие наверняка считают, что жить без секса невозможно. Однако «братья наши меньшие» подают нам характерный контрпример: мелкие беспозвоночные — коловратки класса Bdelloidea — уже 30 млн лет размножаются бесполым путем. Самцы у этого класса просто отсутствуют, а самки размножаются путем партеногенеза, при котором яйцеклетки вызревают без оплодотворения. Столь несовершенный способ размножения должен был давно уже привести к вымиранию класса, однако коловратки продолжают существовать, поправ все известные закономерности.
Американские ученые выяснили причину такой эволюционной устойчивости коловраток. Оказалось, что у них сформировался оригинальный механизм избегания опасности: в присутствии патогенного фактора они полностью обезвоживают свой организм — так, что их уносит от неблагоприятных условий ветер. Исследование публикует Science.
Основная причина предполагаемой эволюционной неустойчивости коловраток Bdelloidea — их неспособность обмениваться генами.
Фактически последующие поколения являются точными клонами предыдущих, поэтому их генетическое разнообразие сильно ограничено. Следуя логике эволюции, такие организмы давно должны были исчезнуть под действием паразитов и патогенных факторов. Однако они не только не исчезли — они развивались, и сейчас в мире насчитывается до 450 видов коловраток Bdelloidea.
Эти небольшие животные — их размер не превышает 2 мм – при высыхании становятся такими легкими, что ветер легко переносит их на большие расстояния. Чтобы вернуться к жизни, им нужно лишь снова попасть в пресную воду – и жизнеспособность их организма восстановится.
Традиционно считается, что основная функция полового размножения – возможность смешивания генов родителей для получения генетически разнообразного потомства. Генетическое разнообразие позволяло новым поколениям успешно давать отпор паразитическим организмам и патогенным факторам.
Коловратки Bdelloidea, не обладая необходимым генетическим разнообразием, просто убегают от паразитов с помощью ветра. По этой причине асексуальность коловраток не мешает им оставаться устойчивыми к агрессивным факторам окружающей среды.
Открытие механизма выживания коловраток имеет значение и в контексте теории эволюции. Теперь понятно, почему в наше время половое размножение почти вытеснило остальные механизмы: более крупные и сложные организмы не могут эффективно уклоняться от опасности и вынуждены ей противостоять.
Чтобы подтвердить эволюционную неустойчивость коловраток, исследователи заразили подопытную популяцию смертельным грибком — вся популяция вымерла в течение нескольких недель.
После этого другую инфицированную популяцию подвергли обезвоживанию и погружали в воду порциями через разные промежутки времени. Выяснилось, что коловратки куда более устойчивы к обезвоживанию, чем паразитировавшие на ней грибы. Чем более долгим был период обезвоживания, тем более эффективной была дезинфекция коловраток, и тем более высоким был процент выживших животных.
В ходе второй серии экспериментов обезвоженных дезинфицированных коловраток помещали в ветряную камеру. Опыт показал, что коловратки способны улетать по ветру, освобождаясь от паразитов. После семи дней нахождения в ветряной камере освободиться от паразитов смогла значительная часть коловраток. Столь же эффективным было обезвоживание в течение трех недель.
Таким образом, комбинация обезвоживания и перелета по ветру на расстояния, измеряемые тысячами километров, эффективно дезинфицирует коловраток.
Фактически для коловраток эволюция — это игра в прятки-догонялки. Они физически убегают от опасных паразитов. Это «эксклюзивный» механизм противостояния паразитам, который не воспроизводит ни один другой организм на Земле.