Kdo sundá nohu z plynu?

Závody ve zbrojení, k nimž lze přirovnat adaptace hostitelů na nové patogeny, mohou vést i ke smiřování, jak ukazuje příklad hýla mexického a mykoplazmy.

Imunitní systémy všech organismů se postupně během evoluce přizpůsobují aktuálním hrozbám ze strany nejrůznějších patogenů. Proto se mění, stávají se složitějšími a rozrůzňují se, jak ostatně můžeme předpokládat už s minimálním vhledem do evolučněbiologických zákonitostí. Kamenem úrazu jsou však konkrétní důkazy pro mnohá vžitá paradigmata.

Náhodné nové infekce

U obratlovců můžeme koevoluční systémy hostitele a parazita vhodné k přímému výzkumu spočítat na prstech jedné ruky. A to proto, že v přirozených populacích volně žijících živočichů probíhají náhodné nové infekce obvykle dosti skrytě, přitom velmi rychle, takže populační změny vědci ani nestihnou zaznamenat. Výjimky tvoří druhy, u nichž došlo po kontaktu s novou chorobou k dramatickým populačním poklesům – například havajští šatovníci, kteří prakticky vymřeli v důsledku ptačí malárie, australští invazní králíci, které se takřka podařilo (ale nakonec nepodařilo) vyhubit virem myxomatózy, anebo severoameričtí netopýři, u nichž byly zaznamenány masové úhyny po infekci plísní způsobující syndrom bílého nosu. Protože za oběti novým chorobám nepadli všichni jedinci infikovaných druhů anebo alespoň ne všechny náchylné druhy hostitelů, mohou nám tyto a nemnohé další příklady nyní dokumentovat, jak významné mohou být evoluční změny spojené s ekologickými a imunitními adaptacemi novým patogenům.

Severoamerický hýl mexický (Haemorhous mexicanus) slouží pro své výrazné ornamentální zbarvení již delší čas jako častý modelový druh pro výzkum pohlavního výběru. Nedávná epidemie vyvolaná bakterií Mycoplasma gallisepticum ovšem proměnila tento druh hýla a jeho patogen v jeden z nejlépe prozkoumaných systémů koevoluce mezi hostitelem a parazitem vůbec. Mykoplazma u hýlů vyvolává silné otoky lymfatické tkáně okolo očí. Hýlové často v důsledku infekce takřka oslepnou, což je právě příčinou vysoké mortality nakažených hýlů ve volné přírodě.

Snímky Amberleigh Henschen (vlevo) a John Benson, CC BY-SA 2.0 (vpravo)

I tyto modelové systémy ale mají jeden nedostatek – infekce většinou probíhají příliš rychle na to, aby vědci zachytili jejich začátek. Není tak obvykle možné porovnat původní vlastnosti doposud neadaptovaných hostitelů před epidemií s přizpůsobeními, která populace hostitele získaly v průběhu dané epidemie. Vlastně by pro takový výzkum bylo potřeba studovat specifické imunologické vlastnosti hostitele ještě předtím, než k nové infekci dojde, což je s ohledem na existující diverzitu živočichů složité, a ani pak by nebylo možné v jednom experimentu porovnat vlastnosti hostitelů z různých časových údobí.

Lze tedy vůbec změny imunity hostitele v evoluci zkoumat? Naštěstí pro nás nám příroda připravila i vzácné příklady složitějších koevolučních systémů hostitel– patogen, které mají ještě jeden rozměr navíc – geografickou populační variabilitu. Možná vůbec nejlepší možnosti výzkumu vzájemného přizpůsobování hostitele a patogena nyní vědcům nabízí koevoluční interakce mezi hýlem mexickým (Haemorhous mexicanus) a bakterií Mycoplasma gallisepticum.