Гуппи в стае: защита от хищников ценой опасных паразитов
Новое исследование Университета Питтсбурга показывает, что рыбы, которые сбиваются в стаи для защиты от хищников, рискуют стать хозяевами более смертоносных паразитов. Эта закономерность, вероятно, широко распространена в животном мире и может наблюдаться даже для некоторых человеческих болезней.
«Существует множество животных-хозяев, которые образуют стаи, косяки или стада для защиты от хищников», — говорит ведущий автор Джейсон Уолсман, постдок-исследователь в области биологии. — «То, что хищники загоняют хозяев в объятия всё более смертоносных паразитов, должно происходить постоянно — вероятно, это случается с сотнями или тысячами видов каждый день».
Объектом исследования стали гуппи с острова Тринидад. В одних районах на них охотятся более крупные рыбы, и они сбиваются в стаи для безопасности. В других — они живут в относительно спокойных условиях выше по течению, защищённые водопадами от хищников. Эти различия делают их идеальным видом для изучения того, как хищники влияют на эволюцию их добычи.
Используя данные прошлых экспериментов, Уолсман создал упрощённую математическую модель эволюции гуппи и их паразитических плоских червей. Затем команда, включая доцента Джессику Стивенсон, провела эксперименты с заражёнными гуппи из Тринидада. Результаты совпали с прогнозом модели: в более социальных группах рыб паразиты эволюционировали, чтобы быть более вирулентными (смертоносными).
Результаты были опубликованы в журнале Nature Ecology and Evolution.
«Самым большим сюрпризом была точность модели: мы попросили её предсказать вирулентность, которая разовьётся в этих популяциях, и она оказалась права в пределах 10%», — отметил Уолсман.
Модель команды развивает идею о том, что, хотя паразиты часто вредят хозяевам, их истинная эволюционная цель — просто размножаться. Но когда несколько паразитов конкурируют за одного хозяина, начинается гонка вооружений, где побеждает тот, кто размножается быстрее, а хозяин становится побочным ущербом.
Для гуппи эта угроза исходит от уникального паразитического плоского червя Gyrodactylus, живущего на их коже. Дочерние особи рождаются уже беременными, что позволяет им размножаться с тревожной скоростью («черви на червях на червях»).
Команда подтвердила: чем более социальна группа гуппи, тем выше вероятность обмена штаммами червей и появления более опасных разновидностей. Результаты показали, что эти «суперчерви» могут быть даже опаснее для гуппи, чем голодные хищники.
Как социальные животные, люди могут быть хозяевами для схожих эволюционных процессов, но только в случае некоторых болезней. Грипп — один из примеров, который, по-видимому, соответствует критериям: несколько вариантов могут сосуществовать в одном человеке, а более вредоносные варианты эффективнее распространяются между людьми.
Исследование предлагает новый взгляд на функционирование целых экосистем. Социальная жизнь животных по всему миру — а значит, их среда обитания и поведение — вероятно, формируется под двойной угрозой: быть съеденным и заболеть.
«Люди говорят о жизни в группе как о действительно важной защите от хищников, и у неё есть все эти преимущества», — сказала Стивенсон. — «Но когда паразиты становятся сверхвирулентными, возможно, они становятся даже более проблематичными, чем редкий шанс быть съеденным. Это исследование предполагает, что социальность животных действительно должна определяться балансом этих сил».