Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современные концепции естествознания. Учебное пособие
.pdf
81
По Ч. Дарвину, в процессе эволюции выживают те организмы, которые
приспособлены для использования существующих условий окружающей среды.
Исчезновение этих условий, к которым организмы приспособлены, грозит исчезновением вида. Здесь это положение можно проиллюстрировать следующим
суждением. Животное приспособлено быстро бегать. Это свое преимущество
оно сможет реализовать при определенных условиях. Если же в этой местности
происходит сплошное зарастание кустарниками, то в новых условиях животное
теряет свое биологическое преимущество, сформировавшееся в результате
естественного отбора в прошлом и обеспечившее сохранение вида в будущем.
Если же такой узкой специализации или адаптации к условиям среды у
животного не было (т. е. его «спасали» не только ноги, но и другие качества:
особенности конечностей, зубов и других органов), то оно могло приспособиться к новым экологическим условиям.
Как известно, история Земли — это история изменения земного климата.
И в каждую климатическую эпоху жили организмы, приспособившиеся к конкретным условиям. Упадок рептилий в конце мезозойской эры, по-видимому,
вызван был глобальным изменением климата. Их место заняли млекопитающие, которые сумели успешно противостоять новым климатическим изменениям. Этому способствовала их способность обеспечивать постоянство температуры тела независимо от окружающей среды. В условиях непрерывных изменений окружающей среды постепенные изменения биологических свойств
животных создают условия для выживания тех организмов, которые благодаря
своим биологическим преимуществам перед другими, выживают и приобретают необходимые специальные адаптивные признаки. Этот адаптационный процесс и составляет сущность эволюционного учения.
Также уверенно можно сказать, что изменение климата и эволюционная
адаптация на арену эволюции вывели человека умелого (Homo habilis), для которого охота с применением изготовленных им орудий становится важнейшим
способом добычи пищи. Человек умелый начинает вести общественный образ
жизни.
Затем на арене жизни появляется человек прямоходящий (Homo erectus).
С его появлением начинается миграция нашего предка в сторону Азии и Европы. Считают, что миграция была связана с успехами в овладении огнем
(500 000 лет назад).
Примерно 265 000 лет назад своего предшественника вытеснил человек
разумный (Homo sapiens).
82
Наряду с этим следует отметить: современные знания о происхождении
человека позволяют считать, что род человеческий зародился в Африке (в ее
восточной части). Крупные изменения природных условий в этой части Африки
разделили наших предков на две группы: одна группа, как и прежде, продолжала вести древесный образ жизни, другая группа, оказавшись в условиях саванны, могла выжить, обладая способностью издалека обнаруживать хищников и
быстро убегать от них в укрытие. Здесь в условиях саванны благодаря изменчивости вида возникли адаптированные к этим условиям формы животных (гоминид). Эти новые формы животных приобретали новые признаки: способность передвигаться в вертикальном положении; передние конечности, служащие, прежде всего, для передвижения, приобретали новые функции,
превращаясь в хватательный орган, позволяющий манипулировать предметами
(ветками, камнями). Животные стали принимать сидячее положение. Все это
нашло свое отражение в строении черепа. При вертикальном положении тела
черепная коробка приобретает возможность развиваться во всех направлениях,
что создает возможности для увеличения объема мозга.
Выживание в условиях саванны наших далеких предков было связано с
получением всесторонней информации об окружающей среде. Этому способствовало развитие головного мозга. Постепенно создаются предпосылки для
развития речи и способностей к мышлению и для появления человека.
Так, современный человек занял свое противоречивое место в экосистемах Земли.
Каково же место человека в природе?
Ответ на этот вопрос не может быть простым, ибо человек не просто биологический вид, а явление общественное, мыслящее, творящее. Можно допустить, что место человека — в дикой природе. На это легко возразить: человек в
ходе своего развития постепенно отделялся от первозданной природы и, преобразуя ее, создал поселения, города, создал искусственный мир, который стал
для него естественным. Давно человек перестал занимать экологическую нишу
в экосистеме подобно любому биологическому виду.
Однако ход экологических процессов на Земле все больше и больше стал
напоминать «паспортные данные», соответствующие нашему происхождению.
И нам будет интересно заглянуть в «паспорт» человека, «выданный» ему эволюцией.
Открыв «паспорт» человека, читаем:
Вид: Homo sapiens (человек разумный).
Род: Homo (человек).
Семейство: Hominidae (гоминиды).
Отряд: Primates (приматы).
83
Класс: Mammalia (Млекопитающие).
Тип: Vertebrate (Позвоночные).
Царство: Animalia (Животные).
Планета: Земля.
Система: Солнечная система.
Наш «паспорт» напоминает наше родство с животным миром, но указывает, что мы — разумные существа. Разумность человека и должна определить
место человека в природе.
Разум, разумность — эти понятия означают, что человек может (и должен) делать шаги, не вредящие его здоровью и не угрожающие будущему человечеству, будущему природы — основы человеческой жизни.
Вы, внимательно читая «паспорт» человека, не обнаружили возрастных
данных. Это упущение мы сделали не случайно. Каждый из нас живет на земле
очень ограниченный срок. Продолжительность жизни, составляющая 70 лет,
еще со времен древних греков является «нормой».
Возраст человечества измеряется цифрой около 200 000 лет. Это много
или мало? Чтобы понять масштабы этого возраста, рассмотрим эволюционный
календарь Вселенной в виде годового календаря, приняв, что 1 секунда 1 января соответствует Большому взрыву, положившему начало Вселенной (табл. 8).
Эволюционный календарь со всей очевидностью показывает, что человек — это очень молодой биологический вид. Именно эволюция в нем впервые
сформировала союз руки и мозга, языка и группового образа жизни. Именно
человеку удалось приобрести социальные и культурные навыки и вобрать в себя опыт предшествующих поколений.
Благодаря всем этим качествам человек в последние 10 000 лет развивался достаточно быстро. За это время он прошел путь от каменного топора до
космических ракет и компьютера, климатическими изменениями.
После 60-х гг. ХХ-го столетия человечество вступило на путь научнотехнической революции. Но экология в этой связи ставит вопросы: «Сумеет ли
человек употребить все свои знания себе на пользу? Не станет ли он во имя
сиюминутных выгод разрушать природу и природные системы, не заведет ли
он себя в тупик?».
Может случиться, что техника и технические системы, порождаемые разумом человека (но при его недостаточной мудрости!) приведут к возникновению глобальных экологических катастроф. Современные науки должны способствовать устранению этих гибельных для человечества экологических катаклизмов.
84
Таблица 8
Эволюционный календарь
Месяцы
Дни
Часы, минуты,
секунды
События
Примерная
давность, годы
Январь
1 Большой взрыв
15 млрд лет
Февраль
Март
Апрель
2 Возникновение
Галактик
10 млрд лет
Май
Июнь
Июль
Август
9 Возникновение
Солнечной
системы
5 млрд лет
Сентябрь
Октябрь
20 Образование
Земли
4 млрд лет
Декабрь
19 Возникновение
жизни в морях
500 млн лет
31
23 ч 45 мин
Первые гоминиды
1,5 млн
23 ч 42 мин
Первые люди
200 000 лет
23 ч 53 мин
Овладение
человеком огня
20 000 лет
Примечание: эволюционный календарь постоянно уточняется, но не принципиально.
9.3. Эволюция человека и паразиты
Паразитами, т. е. организмами, которые постоянно или временно используют организмы других видов в качестве среды обитания или источника пищи,
являются все без исключения живые возбудители болезней человека, животных
и растений. Существование за счет организма хозяина характерно для вирусов,
риккетсий, бактерий, паразитических грибков, простейших, гельминтов и многих видов членистоногих. Процесс взаимодействия паразита и хозяина не всегда приводит к быстрой гибели хозяина. В ряде случаев в процессе коэволюции
85
возникает разная степень адаптации и даже формируются симбиотические отношения.
Классический пример такого симбиоза — человек и кишечная палочка. В
процессе коэволюции кишечная палочка Esherichia coli полностью утратила
способность к существованию вне биоценоза кишечника человека. В свою очередь, человек в результате жизнедеятельности кишечной палочки получает основную массу витаминов, не сопоставимую количественно и качественно с
объемом витаминов, поступающих с пищей.
Известна способность многих вирусов встраиваться в геном человека и
сохраняться в нем на протяжении многих лет без каких-либо видимых последствий. Классическим примером такой длительной персистенции служат онковирусы из группы ретровирусов, вызывающих саркомы и лейкозы у разных видов животных, включая человека. Известно около 500 ретровирусов, интегрированных в геном человека. Точные последствия интеграции большинства
ретровирусов для человечества неизвестны, но нельзя исключить, что они способствовали отделению человека как самостоятельного вида Homo sapiens от
линии развития остальных гоминид, поскольку роль инфекционных и паразитарных болезней как фактора отбора можно считать доказанной.
Предполагается, что основным фактором генетического отбора у европеоидов выступал туберкулез. Изучение костных останков в погребениях человека, относящихся к 3000–5000 гг. до н. э., свидетельствует о наличии в них поражений, вызванных костным туберкулезом. На протяжении последних 5 веков
туберкулез был пандемичен в Западной Европе и Северной Америке. Пик эпидемии туберкулеза приходится на XVII–XVIII вв., когда эта болезнь служила
причиной смерти 20 % взрослых представителей белой расы. Между 1850 и
1950 г. от туберкулеза умерли свыше 1 млрд людей.
У негроидов основным фактором генетического отбора выступала малярия. Известно много генов, наличие которых в организме обеспечивает преимущество в выживании в высокоэндемичных районах тропической Африки и
Папуа-Новой Гвинеи, единственных регионах со 100 % риском заражения малярией. В этом отношении наиболее изучен гемоглобиноз S и характерный дефект мембраны эритроцитов, известный под названием «меланезийский овалоцит». Люди, гомозиготные по этим мутациям, погибают в детстве или на стадии
внутриутробного развития. Такова плата за то, что эти дефектные гены в гетерозиготном состоянии обеспечивают преимущественное выживание детей в
условиях чрезвычайно интенсивного отбора, осуществляемого малярией, когда
люди, гомозиготные по нормальному гемоглобину, в 25 % умирают в детстве
86
при первой же встрече с возбудителем тропической малярии Plasmodium
falciparum.
Таким образом, инфекции и паразитарные болезни, оставаясь наиболее
массовыми причинами болезней и смерти людей, оказали одно из решающих
воздействий на эволюцию человека как основной селективный пресс, приведший, в конечном счете, к формированию самого человека как «венца природы».
Это подтверждается последними открытиями в молекулярной биологии, показавшими наибольшее разнообразие их в генах, ответственных за обеспечение
биологической защиты (иммунитет), у изученных видов млекопитающих,
включая человека.
Становление паразитизма означало преодоление сопротивления, предотвращающего проникновение внутрь любой особи и даже клетки посторонних
живых сущностей. В процессе такого преодоления происходила взаимная адаптация уникальной пары — паразит — хозяин, где не только паразит оказывает
выраженное воздействие на хозяина, но и хозяин в значительной степени
«формирует» свойства паразита.
По мере того как человек преобразовывал окружающую среду применительно к своим потребностям, населяющие эту среду животные, растения, членистоногие и паразиты приспосабливались к изменившимся условиям. Широкое распространение приобретали насекомые, гельминты, патогенные простейшие и другие возбудители, способные паразитировать на человеке,
сельскохозяйственных животных и культурных растениях. Именно в этот период развития человеческого общества происходило становление многих антропозоонозов и антропонозов. Для многих зоонозов процесс формирования антропогенного типа возбудителя еще не закончился. Так, существуют два типа
возбудителя африканской сонной болезни, вызывающие различное клиническое
течение заболевания человека. Trypanosoma gambiense — возбудитель антропонозной сонной болезни с длительным субклиническим периодом и хроническим течением. Предполагается даже возможность «здорового носительства»
этого паразита у человека. Другой возбудитель — Т. rhodesiense вызывает
острую инфекцию, является зоонозом и зависит от наличия природного резервуара возбудителя. Оба этих возбудителя произошли от Т. brucei, непатогенной
для человека. В процессе случайных заражений человека возбудитель адаптировался к паразитированию у Homo sapiens. Однако спорадическое воздействие
организма человека существенно не изменило свойств возбудителя.
Т. rhodesiense сохраняет тесную связь с основным хозяином — антилопами.
Переселение первобытного человека в речные долины, где антилопы малочис-
87
ленны, вызвало дальнейшую эволюцию возбудителя сонной болезни и его более тесную адаптацию не только к человеку, ставшему основным резервуаром,
но и к новым видам переносчиков (другим видам мухи цеце), фауна которых в
речных долинах резко отличается от фауны саванны. Эта эволюция привела к
формированию нового вида Т. gambiense.
Аналогичным образом объясняются различная патогенность для человека
и различия в жизненных циклах разных возбудителей шистосомозов человека.
Первый контакт гоминид с шистосомами животных произошел в результате
изменения уклада жизни первобытных людей, когда у них появилась привычка
мыться и мыть пищу в водоемах. Узкая антропогенная специфичность возбудителей кишечного и мочеполового шистосомозов человека — Schistosoma man-
soni, S. haemotobium и S. intercalatum в Африке и отсутствие такой специфичности у возбудителя японского шистосомоза — S. japonicum в Азии связаны с тем,
что контакт гоминид с шистосомами в Африке начался значительно раньше, так
как в Азии человек появился значительно позже. Кроме того, в Азии произошло
одомашнивание буйвола, что приводило к постоянному перекрестному заражению и мешало возникновению моновидовой адаптации паразита к человеку.
Интенсивная адаптация к человеку в настоящее время происходит и с возбудителем описторхоза человека — Opistorchis felineus. Однако так же, как и в случае S. japonicum, полной антропонизации возбудителя не произойдет, так как в
циркуляции паразита постоянно будет участвовать домашняя кошка — второй
основной хозяин описторхов.
Примерно также формировался возбудитель туберкулеза человека. Первично почвенные микобактерии адаптировались к паразитированию в кишечнике животных и птиц и соответственно к фекально-оральному пути передачи в
популяциях теплокровных. Систематический контакт между человеком и возбудителем туберкулеза возник примерно 5 000 лет назад в процессе одомашнивания крупного рогатого скота. Однако полученный от животных возбудитель
туберкулеза в процессе паразитирования у человека изменялся и приобрел специфические свойства, что, в конечном счете, привело к формированию нового
вида — М. tuberculosis. Этому виду свойственны высокая вирулентность и патогенность для человека при резком снижении вирулентности для животных, а
также уникальная среди туберкулезных микобактерий способность к воздушнокапельной передаче от человека к человеку. Одновременно с этим возбудитель
туберкулеза человека практически утратил способность к длительному сохранению в почве в отличие от М. avium, который сохраняется в подстилке курятников и почве под подстилкой не менее 10 лет.
88
Наиболее интенсивно эволюция возбудителей болезней человека протекает в наше время. Развитие лекарственной устойчивости — это в значительной
степени результат направленной селекции микроорганизмов лекарственными
препаратами. Ведущим механизмом появления лекарственно-устойчивых возбудителей инфекционных болезней является нерациональное применение химиотерапевтических препаратов, и в первую очередь антибиотиков. В настоящее время устойчивость к пенициллину наблюдается у 18 % штаммов пневмококка в США и у более 40 % в Африке. Эпидемии устойчивой к антибиотикам
дизентерии Григорьева — Шига в лагерях беженцев в Африке сопровождались
15 % летальностью. Среди штаммов возбудителя брюшного тифа, циркулирующих в Юго-Восточной Азии, каждый второй обладает резистентностью к антибиотикам. Высокая резистентность к антибиотикам выявлена у возбудителей
венерических болезней. Доля резистентных к пенициллину штаммов гонококков в странах Азии и Африки достигает 30–70 %. Из-за возникновения резистентности все труднее становится лечить многие инфекционные болезни.
Большинство известных антибиотиков широко используется в животноводстве, часто в субтерапевтических дозах. В результате большинство штаммов
сальмонелл и эшерихий, имеющих зоонозное происхождение и выделяемых от
людей в развитых и развивающихся странах, характеризуются полирезистентностью. Так, 30–50 % эшерихий — возбудителей инфекционных заболеваний
мочеполового тракта — обладают полирезистентностью к пенициллинам, тетрациклинам и другим антибиотикам широкого спектра действия.
Многие бактерии, вызывающие пневмонии и другие заболевания нижних
дыхательных путей или диарею, уже устойчивы к традиционным антибиотикам
и начинают приобретать резистентность к новым поколениям этих препаратов.
Классический пример лекарственно-устойчивых возбудителей болезней человека так называемые госпитальные штаммы, обусловливающие широкое распространение внутрибольничных инфекций.
Штаммы хлорохиноустойчивой малярии распространились практически
по всему ареалу тропической малярии, сопровождаясь повсеместно ростом заболеваемости и увеличением смертности. В некоторых странах Африки одновременно с появлением резистентности наблюдается почти троекратный рост
летальности от тропической малярии. Это означает, что время борьбы хлорохина (на который возлагались большие надежды) с малярией, заканчивается и
возбудитель тропической малярии, приобретя резистентность, выиграл сражение с человеком. Если в ближайшие годы не появятся новые эффективные и до-
89
ступные средства лечения малярии, число людей, ежегодно умирающих от этой
инфекции, возрастет в 2 раза.
Быстрое распространение штаммов возбудителя, устойчивых к комплексной противотуберкулезной терапии, отмечено на всех континентах. Доля лекарственно-устойчивых штаммов возбудителя туберкулеза колеблется от 10 %
в Японии и 17 % в Канаде до 83 % на Филиппинах. В Грузии и Казахстане такие штаммы выделены у 23 % больных туберкулезом. В то же время у заключенных в специализированных стационарах для лечения туберкулеза доля полирезистентных штаммов достигает 85 %. С 1985 г. по 1993 г. число больных в
США увеличилось на 14м%. При этом в госпиталях и тюрьмах зарегистрированы вспышки полирезистентного туберкулеза. Наблюдается также рост числа
умерших от туберкулеза в странах Восточной Европы и СНГ. Можно предвидеть дальнейшее развитие эпидемии мультирезистентного туберкулеза в первые десятилетия XXI в.
Если при заболевании, чувствительном к стандартной терапии, излечение
от туберкулеза наступает в 95 %, то при появлении резистентности к изониазиду и рифампицину эта доля уменьшается до 56 %. Следует также отметить, что
летальность от резистентных штаммов значительно выше.
Особую роль в эволюции инфекционной патологии человека играют сочетанные инфекции, когда в результате одновременного или последовательного
заражения разными возбудителями клинические проявления болезни претерпевают значительные изменения. Классический пример такого сочетания — гепатит дельта. Вирус гепатита дельта не способен к размножению в организме человека вне присутствия вируса гепатита В. Поэтому гепатит дельта может возникать исключительно как сочетанная инфекция. При одновременном
инфицировании чаще развивается хронический гепатит. В тех случаях, когда
заражение вирусом гепатита дельта происходит на фоне хронического гепатита
В, нередко возникает острейшее заболевание, приводящее к гибели больного.
Появление ВИЧ-инфекции придает особую остроту проблеме сочетанных
инфекций. Это связано с тем, что основной причиной гибели больных СПИДом
является не ВИЧ, а присоединившиеся или активизировавшиеся в результате
подавления иммунитета инфекции другой этиологии. Так, заболеваемость туберкулезом резко увеличилась по мере распространения пандемии
ВИЧ-инфекции. Из 1 млн смертей от СПИДа в мире в 1995 г. около 1/3 было
связано с присоединением туберкулеза. В то же время из 3 млн умерших от туберкулеза в тот же год только 9 % было связано со СПИДом. К сожалению,
эпидемиологические данные свидетельствуют о том, что доля больных тубер-
90
кулезом, одновременно инфицированных ВИЧ, быстро увеличивается. В 1990 г.
таких больных в мире насчитывалось 315 тыс., или 4,2 % всех больных туберкулезом. В 1995 г. их число и доля соответственно составляли 788 тыс. (8,4 %).
В 2000 г. эта величина составит 1,4 млн (13,8 %).
Доля инфицированных одновременно ВИЧ и возбудителем туберкулеза
многократно больше, чем больных. По оценке ВОЗ, до 1/3 ВИЧ-инфицированных, т. е. примерно 6–7 млн человек одновременно инфицированы
М. tuberculosis. У ВИЧ-инфицированных лиц риск развития клинически выра-
женного туберкулеза в 10 раз выше, чем в отсутствие ВИЧ-инфекции. В последние годы заболеваемость туберкулезом резко возросла на территориях с
высоким уровнем передачи ВИЧ и прежде всего в тропической Африке, где зарегистрированное число больных туберкулезом за последние 10 лет выросло в
3 раза; 70 % больных туберкулезом в этом регионе одновременно являются
ВИЧ-позитивными.
Очень показательна картина изменений клинических и эпидемических
проявлений висцерального лейшманиоза в связи с распространением
ВИЧ-инфекции в странах Средиземноморья. Ранее в странах южной Европы и
севера Африки был распространен детский или средиземноморский висцеральный лейшманиоз, вызываемый Leishmania infantum. Природным резервуаром
этого возбудителя служили собаки, шакалы и лисы, а переносчиком — москиты
разных видов. Заболевания регистрировались преимущественно среди детей.
Трансмиссивная передача от человека к человеку не происходила. По мере
нарастания пандемии ВИЧ сочетанное инфицирование ВИЧ и L. infantum стало
быстро распространяться. В настоящее время такие инфекции зарегистрированы в 26 странах. Наибольшее число больных выявлено в Испании, Италии,
Португалии и Франции. В этих странах около 70 % случаев «детского» висцерального лейшманиоза у взрослых возникает в ассоциации с ВИЧ-инфекцией, а
7 % больных СПИДом одновременно страдают от приобретенного или обострившегося висцерального лейшманиоза. Сочетанные случаи лейшманиоза и
СПИДа зарегистрированы и в других странах Азии, Африки, Латинской Америки и Европы. В России первый такой больной был выявлен в 1998 году.
Сочетание лейшманиозной и ВИЧ-инфекции привело к существенному
снижению выраженности клинических проявлений висцерального лейшманиоза. Изменения клинического течения модифицировали и эпидемиологию висцерального лейшманиоза. В иммуносупрессированном ВИЧ-инфекцией организме резко возрастает концентрация лейшманий в крови и кожных покровах.
Концентрация возбудителя висцерального лейшманиоза достигает такого уров-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]