Когда иммунитет мешает размножаться
У глубоководных удильщиков многие важные иммунные гены напрочь отключены – всё для того, чтобы самец и самка смогли соединиться друг с другом.
Глубоководные рыбы-удильщики живут там, куда почти не проникает солнечный свет. Постоянная тьма вокруг, конечно, очень осложняет жизнь – нужно как-то искать еду и как-то размножаться, не видя ничего вокруг. Для охоты у всех рыб удильщиков есть «удочка» (или иллиций) – видоизменённый луч спинного плавника с мясистой кожистой приманкой (эской) на конце. У глубоководных удильщиков удочка ещё и светится, потому что в ней живут биолюминесцентные бактерии – свет приманивает к удильщикам тех, кого они могли бы съесть.
С размножением всё получилось сложнее. Глубоководные удильщики знамениты сильнейшим половым диморфизмом. Их самки довольно крупные (и выглядят, кстати говоря, как настоящий ночной кошмар), а вот самцов сразу и не заметишь – они на порядок меньше самок и довольно невзрачны на вид; их можно спутать с чьим-нибудь мальком. Найти самок, которые рассеяны в темноте в толще воды, чрезвычайно трудно, несмотря на то, что у самцов крупные глаза и развитые органы обоняния. Так что самец, найдя, наконец, самку, попросту к ней прирастает. Ткани самца и самки срастаются, кровеносные сосуды соединяются, так что самец питается за счёт самки. Очевидно, из-за его крошечных размеров он не доставляет никаких неудобств самке. Хотя такой образ жизни называют сексуальным паразитизмом, можно сказать, что самец выглядит не столько паразитом, сколько инструментом для размножения, который всегда под рукой.
Возможно, на словах про объединение тканей самца и самки кому-то пришёл в голову вопрос – а как же иммунитет? Мы прекрасно знаем, что иммунная система умеет отличать наши собственные ткани от чужеродных: она проверяет особые «молекулярные паспорта», которые есть у каждой клетки. Если «паспорт» оказывается не своим, если иммунные клетки чувствуют какие-то чужие молекулы, они запускают защитную реакцию: против чужих молекул синтезируются антитела, а иммунные клетки начинают просто убивать тех, кого они посчитали чужаками.
Благодаря умению отличать своих от чужих иммунитет вполне эффективно защищает нас от инфекций, но это же умение оказывается настоящей проблемой при трансплантации: пересаженный орган отторгается иммунной системой. Но у глубоководных удильщиков самец каким-то образом имплантируется в самку без каких-либо иммунных последствий.
Вопрос об иммунитете удильщиков пришёл в голову и исследователям из Института иммунологии и эпигенетики Общества Макса Планка и Вашингтонского университета. Они сравнили гены тринадцати видов удильщиков, и оказалось, что глубоководные удильщики просто отказались от иммунитета – во всяком случае, в том его виде, к которому мы привыкли. Впрочем, тут есть нюансы. Не у всех глубоководных удильщиков самец присоединяется к самке на всю жизнь – у некоторых видов он лишь временно «гостит» на теле самки. С другой стороны, есть виды, у которых к самке присоединяется не один самец, а сразу несколько. Наконец, у удильщиков, которые живут не так глубоко, самцы вообще не соединяются с самкой.
В статье в Science говорится, что у неглубоководных удильщиков иммунитет выглядит вполне обычно. А вот у тех, у которых самец прирастает к самке, хоть временно, хоть постоянно, оказался отключён ген, контролирующий синтез специфичных антител – то есть таких, которые направлены против конкретного чужеродного вторжения. У удильщиков, у которых к самке прирастают несколько самцов, оказался дополнительно отключён ещё один ген, управляющий синтезом антител – видимо, для того, чтобы ещё сильнее «погасить» потенциальную иммунную реакцию на самцов. У таких удильщиков (к которым относится, к примеру, панамская фотокорина) антител нет вообще.
Также у тех удильщиков, чьи самцы оставались с самкой на всю жизнь, не работали гены некоторых рецепторов на Т-клетках. С помощью этих рецепторов Т-клетки должны были бы узнавать поражённые инфекцией клетки или просто чужеродные, и, узнав, начать их убивать – но у удильщиков они, очевидно, бездействуют.
Вообще говоря, в эволюции интересы иммунитета нередко конфликтуют с интересами, скажем так, половой системы. Скажем, известно, что половой гормон тестостерон подавляет иммунные реакции. Размножение вообще связано с большими рисками и большими энергетическими затратами, так что, образно говоря, приходится поступиться интересами безопасности; если же слишком увлечься безопасностью, то рискуешь остаться без потомства. Однако удильщики с их отсутствующим иммунитетом – пока что уникальный случай того, насколько далеко можно зайти в интересах размножения; впрочем, не будем забывать, что и условия жизни у них многое оправдывают.
Но говоря об отсутствующем иммунитете удильщиков, нужно уточнять, что у них отсутствует всё-таки лишь часть иммунной системы, которую называют адаптивной, и которая умеет отвечать на незнакомые угрозы. Кроме адаптивного иммунитета, есть ещё и врождённый, который реагирует на стандартные признаки патогенов – например, на такие молекулярные признаки, которые есть у всех бактерий, независимо от их вида.
Врождённый иммунитет срабатывает быстро, но он не настолько эффективен, как иммунитет адаптивный, способный вырабатывать специфический ответ против конкретного патогена. Тем не менее, вполне может быть и так, что удильщикам хватает только врождённого иммунитета, который достаточно успешно отражает инфекции и при этом не трогает самцов-паразитов. Либо же у них есть какая-то невиданная система адаптивного иммунитета, которую ещё предстоит обнаружить в дальнейших исследованиях.
