Ошибка профессора Жадина

В реках и озёрах России обитают сотни миллионов особей моллюсков, которые являются важным компонентом пресноводных экосистем. Однако мало кому из рыбаков известно, как размножаются двустворчатые моллюски, к которым относятся перловицы, беззубки и жемчужницы (надсемейство наяд Najades, около 700 видов). Самки двустворок вовсе не откладывают икру на дно водоёма и не мечут эмбрионы в толщу воды, в планктон. Их личинки — глохидии (лат. Glochidium) в обязательном порядке должны пройти стадию паразитического развития на плавниках и жабрах карповых и окунёвых, а жемчужницы — на лососёвых рыбах. Завершив метаморфоз, молодь моллюсков покидает рыбу-хозяина, и потом подросшие моллюски всю жизнь живут на дне водоёма в свободном состоянии.

Когда Зюганов в 1987 году приступил к изучению биологии речной жемчужницы Margaritifera margaritifera, во всей зоологической академической литературе рыбой-хозяином для глохидиев жемчужницы был указан гольян Phoxinus phoxinus. Произошло это потому, что известный отечественный биолог В. И. Жадин в экспедиции по реке Варзуге в 1938 году поставил эксперимент в садках по заражению глохидиями жемчужницы гольяна и наблюдал в микроскоп успешное закрепление личинок в жабрах этой рыбы. Правда, профессор честно написал, что после 5 суток наблюдения его отряду надо было сплавляться на лодках дальше, и эксперимент был вынужденно прекращён. Однако на эту статью Жадина стали ссылаться во всех дальнейших публикациях.

Самурай глохидий

Зюганов в 1987–1990 годах провёл длительные эксперименты на этой же реке и выяснил, что единственным хозяином глохидиев жемчужницы является атлантический лосось (сёмга) Salmo salar. У сёмги на жабрах глохидии развиваются успешно, не вызывая патологии и специфического (антитела и лейкоциты) иммунного ответа месяцами. Не наблюдалось ни лейкопении, ни лейкоцитоза (пониженный и повышенный уровни белых кровяных телец). А вот на жабрах гольяна все глохидии через 14 суток поголовно гибнут. Наблюдается нарастающий мощный иммунный ответ — инфильтрация лейкоцитов, гиперплазия (уродливые изменения и деструкция) жабр. И глохидии буквально вышвыриваются из рыбы. Эти результаты Зюганов с коллегами опубликовал в ведущих журналах «Паразитология» (1990), «Известия Академии наук. Серия биологическая» (1994) и двух монографиях на русском (1993) и английском (1994) языках. Ошибка профессора Жадина была в том, что он не довёл эксперимент до конца, хотя и корректно предупредил научную общественность об этом.

В ходе исследований Зюганов с коллегами выяснили удивительные вещи. Попадая к нужному хозяину — лососю, глохидий выделяет из своей личиночной мантии некое сигнальное вещество — «я свой» и ловко управляет иммунной и нейроэндокринной системами рыбы, нормализуя работу бортового компьютера мозга — гипоталамуса и отменяя программу дряхления и старения лосося.

Фактически он перенаправляет защитный ответ рыбы в нужное для него русло. Биологический смысл сей картины вот в чём: сильная рыба лосось обеспечит питание, благоприятную осмотическую среду и защиту глохидия с сентября года по июль, то есть на 11 месяцев. Летом рыба расселит молодь жемчужницы вверх по течению и доставит на нужный перекат — порог.

А что гольян? Мелкая рыбёшка, которая обычно болтается в затишке над илистым дном, где выпавший из рыбы молодой моллюск обязательно погибнет. Поэтому глохидий жемчужницы при контакте с любой другой рыбой, кроме лосося, ведёт себя как самурай. Предпочитает погибнуть, но не вступать в биохимический контакт с рыбой — не выпускать сигнал «я свой».

Сёмга — суррогатная мать

При контакте с жабрами лосося глохидий вцепляется створками в жаберные лепестки (филаменты), как бельевая прищепка, и выделяет пептид-сигнал «я свой». И рыба начинает вести себя как суррогатная мать!

Сёмга начинает строить для «подкидыша» что-то вроде детского места — плаценты. Клетки эпителия жабр мигрируют по направлению к месту ранки и наползают, как червяки, на пришельца. Буквально за несколько часов клетки новой матери выстраивают вокруг «подкидыша» капсулу-цисту из 2–3 слоёв клеток. Всё! Теперь глохидий-симбионт защищён от атак агрессивных макрофагов-киллеров и других иммуноактивных клеток, а антитела хозяина ему не страшны. Если же какой другой глохидий-лузер плохо зацепился за жабры или выпустил слабый сигнал «я свой», лейкоциты за неделю убьют его.

Да, но почему глохидий не только паразит, но и симбионт? В чём его польза для рыбы?

Паразиты лосося

У лосося Белого моря, по разным данным, насчитывается свыше 100 паразитов (гельминты, ракообразные, протисты, грибы, бактерии, вирусы и др.). Интересно, что, когда мигрирующий из моря на нерест лосось входит в реку, он довольно быстро теряет сначала морских кожных паразитов (например, паразитического рачка Lepeophtheirus — «морскую вошь»), затем кишечных гельминтов, потому что прекращает питаться в реке. Однако, потеряв паразитов морского происхождения, лосось приобретает пресноводных «нахлебников».

Сотрудники группы Зюганова обратили внимание на то, что опасный жаберный паразит — веслоногий рачок, копепода, Salmincola — почти отсутствует на сёмге на верхних нерестилищах рек Варзуга и Пана, где имеются огромные колонии жемчужницы. В то же время в низовьях Варзуги (где жемчужница редка) и в низовья соседних кольских рек, таких как Кица, Индера, Чаваньга, Югина, Чапома — где жемчужница отсутствует, — этот паразит поражает почти 100% производителей сёмги.

Биологи предположили, что здесь проявляется принцип антибиоза. Антибиоз — это тип взаимоотношений между организмами, когда обе взаимодействующие популяции (или одна из них) испытывают вредное (подавляющее жизнедеятельность) влияние.

Если в низовьях рек первыми место на жабрах захватили рачки-копеподы, они запустили иммунный ответ рыбы (воспаление, антитела, макрофаги), и редкие глохидии жемчужницы не успевают простимулировать рыбу и построить для личинок моллюска спасительные капсулы-цисты. И наоборот. На мощных колониях моллюска на жабры каждой сёмги садится до 5–7 тыс. глохидиев, запускается общезащитная иммунная реакция (которая не задевает спрятавшихся в капсулах глохидиев), и эта реакция не даёт закрепиться в жабрах рачкам-паразитам.

Чтобы проверить эту гипотезу, биологи в 1989 году решили сделать эксперимент в природе. С помощью вертолёта Ми-8 планировалось переселить из Верхней Варзуги 6 тыс. взрослых моллюсков в низовье притока Варзуги — реку Кицу (где жемчужница была уничтожена промыслом жемчуга ещё в начале ХХ века). Предполагалось в том же месте установить временное рыбоучётное заграждение (РУЗ), с тем чтобы накопить производителей сёмги над колонией моллюска. А через 2–3 недели выпустить рыб, набравших на жабры глохидиев, вверх по реке. И в последующем проверить: рачок-копепода садится или не садится на «занятые» моллюском жабры. Если эксперимент окажется удачным, то это будет новым патентоспособным способом биологической борьбы с опасными паразитами лосося.

В последующие годы у группы Зюганова всё в общем-то получилось, и был получен патент в 1992 году, но этому предшествовали весьма драматические события у РУЗа на реке Кице в 1989 году, а именно — нападение на учёных опергруппы сотрудников рыбнадзора…

Аргументы Недели, № 7(651) 21–27 февраля 2019 Автор: Николай Тоноров