Член-корреспондент РАН Владимир Юшин: Нематод на планете может быть до 100 миллионов видов

«Бродя днём по солнечному двору, он не мог превозмочь свою думу,
что человек произошёл из червя, червь же – это простая страшная трубка,
у которой внутри ничего нет – одна пустая вонючая тьма».
(А. П. Платонов «Происхождение мастера», 1927)

В. В. Юшин работает на электронном микроскопе.

–　Владимир Владимирович, в предыдущем материале («Дальневосточный учёный», № 12 от 21 июня 2023 года) вы рассказали о лаборатории эмбриологии ННЦМБ, которая в этом году отметила полувековой юбилей, и которую вы возглавляете 20 лет. Но есть ещё повод для беседы: вам присуждена премия ДВО РАН им. академика В. Л. Касьянова за цикл работ «Исследование строения, развития и эволюции мужских гамет нематод». Расскажите об объектах вашего исследования популярно и понятно для неспециалиста.

– Нематоды – паразиты человека впервые упоминаются уже в китайских хрониках 5000 летней давности и в древнеегипетском трактате, составленном полторы тысячи лет до нашей эры. Свободноживущие нематоды стали известны намного позднее – всего 400 лет назад.

Нематоды, возможно, самая многочисленная группа многоклеточных животных на планете, количество особей оценивается непредставимым числом 10 в степени 22 (10²²), то есть четыре нематоды на каждое животное, включая человека. По оценкам различных исследователей, нематод на планете может быть от одного до 100 (!) миллионов видов. Нематоды универсальны по местам обитания, они есть везде: в морских и пресных водах, почвах и болотах, от Антарктики до горячих источников, от Долины Смерти до Марианской впадины. Нематоды выживают в замороженном и высушенном состоянии (ангидробиоз). Один вид найден обитающим даже в полуторакилометровой толще горных пород. Сотни миллионов людей на планете заражены паразитическими, иногда опасными для жизни, нематодами. До четверти сельскохозяйственного урожая планеты уничтожается нематодами-паразитами растений. Эти потери оцениваются в 154 млрд долларов ежегодно.

В. В. Юшин на МБС «Восток» за сбором материала.

Таким образом, нематоды, которые являются важнейшей частью «биологической оболочки» планеты человечество просто вынуждено изучать. Поэтому выходят специализированные журналы, в том числе в России, посвящённые только нематодам, а в мире ежедневно публикуется несколько статей, посвящённых нематодам. Множество конференций, посвящённых нематодам, проходят ежегодно во всём мире.

Одна из нематод, C. elegans (си элеганс), стала моделью для исследования в биологии развития и клеточной биологии. По результатам исследований этой модели трое учёных в 2002 году были удостоены Нобелевской премии. А в 2012 году Нобелевская премия была вручена за открытие метода лечения слоновой болезни, вызываемой паразитическими нематодами.

Размеры нематод – от 130 микрон до 10 метров в длину, но крупные виды – чаще всего паразиты, большинство видов нематод обычный человек в быту не видит, для этого нужен микроскоп. А для исследования внутреннего строения этих маленьких существ – электронный микроскоп, увеличивающий изображение объектов в десятки тысяч раз. Только тогда раскрывается удивительный «внутренний мир» нематод, сложный, загадочный и увлекательный.

В. В. Юшин в лаборатории.

–　Объекты ваших исследований удивительны – они повсюду, но обычный человек нечасто с ними встречается в жизни. Расскажите о целях и задачах цикла работ, а также – о полученных результатах.

– Исследование строения, развития и эволюции мужских гамет нематод.

Цикл работ, удостоенных премии, – это часть большого исследования мужских гамет, то есть сперматозоидов нематод. Это прежде всего фундаментальное исследование, направленное на понимание эволюции нематод как типа животных. Вместе с академиком В. В. Малаховым нам удалось убедительно сформулировать гипотезу происхождения очень странных амебоидных сперматозоидов нематод, которые в эволюции выработали уникальный белок, обеспечивающий подвижность клеток. В совместной работе с молодыми учёными мы исследовали свойства этого белка и показали его универсальность для типа нематод.

Одна из работ цикла посвящена эволюционному анализу сперматозоидов нематод-рабдитид, к которым относятся большинство важнейших для жизни человека вредителей сельского хозяйства и паразитов, среди которых всем известная аскарида. Нам удалось показать, какой тип сперматозоидов в этой группе анцестральный, то есть предковый, бывший у прародителей всех нематод-рабдитид, а, возможно, и у целого ряда других отрядов нематод.

Член-корреспондент РАН В. В. Юшин и академик В. В. Малахов во время собрания РАН в Москве.

–　Могут ли полученные результаты иметь практическое значение в обозримом будущем или они пойдут в «копилку» фундаментальных знаний об устройстве окружающего нас мира?

– Исследования именно морских нематод не имеют целью практическое применение, это прежде всего изучение окружающего мира, в котором нематоды в целом – морские, пресноводные, почвенные, паразитические – часть гигантского биоразнообразия планеты, которое человечество исследует всю историю своего существования и будет всегда изучать. В то же время, хозяйственно важные виды, прежде всего нематоды – паразиты растений, а также паразиты человека и животных, невозможно изучать в отрыве от других нематод. Для понимания паразитов и вредителей нужно знать и мирных, свободноживущих, нематод, из которых и возникли в эволюции паразиты. Знание же морских нематод, их биоразнообразия и сообществ успешно используется для оценки состояния прибрежных вод и экологического мониторинга.

Если же говорить об узкой задаче – исследовании сперматозоидов, то учёные уже давно задумались о том, что через мужские гаметы с их уникальным белковым составом можно влиять на паразитов и вредителей, а для этого мы больше должны знать об этих клетках во всех группах нематод.

В. В. Юшин с коллегами-нематологами из ННЦМБ во Вьетнаме в экспедиции по исследованию морских нематод.

В. В. Юшин в экспедиции по исследованию морских нематод с вьетнамскими коллегами.

–　Какие исследования планируете на обозримое будущее?

– В ближайшие годы планирую завершить многолетние исследования мужских гамет нематод всех основных групп, чтобы эта страница жизни нематод стала открытой для всех исследователей. Кроме того, в настоящее время мой опыт электронно-микроскопических исследований нематод оказался необходим в быстро развивающейся области исследований симбиоза различных бактерий с нематодами. Симбиотические бактерии – это ещё один путь к новым безопасным методам борьбы с паразитами и вредителями.