Супермухи. Удивительные истории из жизни самых успешных в мире насекомых - Джонатан Бэлкомб

до более чем 300 млн человек в год.

В общей сложности от комаров человеку передается более 15 заболеваний[418]. Патогены болезней делятся на три группы: вирусы, черви и простейшие (одноклеточные микроскопические организмы царства Протистов). Малярию вызывают простейшие, и которых переносят примерно 70 из 480 видов комаров рода Anopheles. Комары Aedes, такие как азиатский желтолихорадочный комар, который благодаря нам распространился в Африку и Америку, переносят вирусные заболевания: желтую лихорадку, лихорадку денге, вирусы чикунгунья и Зика, а также не менее шести видов энцефалита. Комары Culex тоже распространяют энцефалит[419], а помимо него – вирус лихорадки Западного Нила, филяриоз и слоновость, вызываемую червями-нематодами. К счастью, нет никаких свидетельств того, что комары, домашние мухи или другие мухи играют какую-либо роль в передаче коронавируса[420], о котором мы все сейчас думаем.

Из всех этих заболеваний малярия (название которой происходит от итальянского «плохой воздух»), безусловно, самая серьезная. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ)[421], в 2016 году малярия была шестой по значимости причиной смерти в странах с низким уровнем дохода, на ее долю приходилось чуть менее 40 смертей на 100 000 населения.

Связь между комарами и малярией установили только в 1890-х годах. Симптомы, которые обычно появляются от одной до четырех недель, но могут развиваться до года, включают лихорадку, диарею, головную боль, потливость или озноб, тошноту и рвоту, а также боль в мышцах и животе. При отсутствии лечения малярия прогрессирует до тяжелого состояния[422], приводящего к коме, судорогам, дыхательной недостаточности и смерти.

Семейство малярийных паразитов считается одним из самых коварных манипуляторов на планете и проникает в другие формы жизни. Комары – его главные марионетки, а люди – самая привлекательная мишень, но мы не единственная добыча малярии. Во всем мире насчитывается более 200 видов малярийных паразитов, поражающих птиц, летучих мышей, обезьян, антилоп и ящериц; только пять из них опасны для Homo sapiens. У большинства животных в ходе эволюции развился защитный механизм, хотя поведение и репродуктивная функция могут пострадать от паразита. Заметным исключением стали гавайские птицы, поскольку из-за малярии их численность значительно сократилась и некоторые виды исчезли. Двумя наиболее опасными для нас видами малярии остаются Plasmodium falciparum и P. vivax.

Когда малярийный паразит вступает в контакт с эритроцитами[423], он вырабатывает химическую приманку, делающую инфицированного хозяина еще привлекательнее для следующего комара, и тем самым болезнь распространяется очень быстро. Паразит далее манипулирует комаром[424], чтобы тот кусал чаще, подавляя выработку антикоагулянта; это ограничивает потребление им крови за один укус, и он вынужден кусать снова и снова, давая паразиту больше возможностей остаться на укушенном хозяине.

Исторический диапазон распространения малярии намного больше, чем нынешний. Помимо тропиков, когда-то болезнь была распространена даже далеко на севере, в Канаде и Северной Европе. Во время колонизации Америки в страну приехали не только европейцы; они привезли с собой огромное количество комаров, несущих болезни и смерть коренным народам, у которых не было иммунитета к привнесенным заболеваниям. До этого, несмотря на то что в Северной и Южной Америке обитали полчища комаров, они не были переносчиками смертельных болезней, как завезенные виды Anopheles и Aedes. Сравнительно недавно, в 1935 году, примерно 130 000 американцев заболели малярией, что привело к 4000 смертей. К 1950 году благодаря сочетанию распыления пестицида ДДТ, осушения водно-болотных угодий и удаления мест размножения комаров, болезнь удалось почти искоренить в этих регионах[425]. Сегодня 85 % случаев заболевания малярией приходится на регион Африки южнее Сахары, 8 % – на Юго-Восточную Азию, 5 % – на Восточное Средиземноморье, 1 % – на западную часть Тихого океана и 0,5 % – на Америку.

Будучи переносчиками тропических болезней, двукрылые жестоко наказали рабовладельцев. Желтая лихорадка, которую импортировали вместе с комарами, поражала в большей степени страны, которые занимались работорговлей. Начиная с 1648 года вспышки этой болезни унесли много жизней в Вест-Индии. Знаменитое восстание рабов на корабле Amistad[426] своим успехом обязано комарам-переносчикам желтой лихорадки, укусы которых ослабили команду на судне, при этом рабы в основном были невосприимчивы к заболеванию. В период с 1693 по 1905 год от желтой лихорадки умерли от 100 000 до 150 000 американцев[427].

Возможно, вы задаетесь вопросом, почему патогены эволюционировали и убивают своих хозяев. Ответ заключается в том, что патоген распространяется именно во время симптомов болезни, предшествующих смерти. После этого нас уже не спасти. В зависимости от болезни, от которой мы страдаем, симптомами могут быть кашель и чихание, кожная сыпь или открытые язвы – все это эффективные пути передачи инфекции. Затем мы взаимодействуем с другими людьми, в том числе посредством сексуальных контактов, а также дотрагиваемся до других зараженных объектов. Глобальная пандемия коронавируса, благодаря которой социальное дистанцирование, ношение масок и частое мытье рук сделались частью повседневной жизни, заставила нас лучше осознать хитроумные средства, с помощью которых патоген может способствовать собственному распространению.

Учитывая наследие малярии и роль комаров в качестве главных курьеров, не стоит удивляться тому, что экологическую роль комаров определили как «контрмеру против неконтролируемого роста человеческой популяции». Справедливости ради следует отметить, что комары несут косвенную ответственность, поскольку они переносчики, а не прямые виновники смерти. Но в это никто не вникает.

Контратаки

Что же делать со столь серьезной угрозой? Основное направление современной борьбы с болезнями, переносимыми двукрылыми, – это уничтожение видов-переносчиков и их мест обитания с помощью химических инсектицидов. Такой подход дает неплохой эффект, поскольку численность врагов и уровень заболеваемости заметно сокращаются, по крайней мере на некоторое время, но у него есть недостатки. Главный из них заключается в том, что сложно уничтожить целевой организм и при этом не навредить нецелевым видам. Это стоит денег, при этом существуют логистические трудности, такие как необходимость периодически повторно использовать сетки, обработанные пестицидами, и другие материалы. Кроме того, пестициды опасны для нас самих[428]; по данным Организации Объединенных Наций, от них ежегодно умирает 200 000 человек. Наконец, существует вездесущий миф об устойчивости к инсектицидам[429].

При помощи генетических стратегий можно было бы обойти большинство этих проблем. Две наиболее известные стратегии – метод стерильных самцов[430] и получение устойчивых к возбудителям трансгенных двукрылых с использованием методов генетического анализа. Третий метод, генный драйв[431], должен значительно повысить эффективность двух других.

При использовании метода стерильных самцов (МСС)[432] предполагают выращивать легионы самцов в неволе (самок уничтожают), делая их стерильными (при этом внешне здоровыми) путем облучения куколок, а затем выпускать насекомых в дикую природу. Идея здесь заключается в том, что чем больше стерильных самцов, тем ниже доля спариваний с нормальными самцами в дикой среде, поэтому следующее поколение будет малочисленнее. Успех метода стерильных самцов зависит от высокого