Союз на всю жизнь

Здесь можно вывести формулу: при отсутствии витаминов жизнеспособность организма уменьшается и мутация «отбраковывается».

Ген, который лишает бактерии питания, не одержит победу в дарвиновской борьбе. Тем не менее среди невероятного множества штаммов микробов наверняка найдется та или иная бактерия с мутацией, которая станет надежным средством в борьбе за питательные вещества человеческого организма. Благодаря этому пища, которую употребляет человек, может использоваться более эффективно и бактериями, и их хозяином. В этом случае легко можно увидеть пользу для обоих (или по меньшей мере отсутствие вреда).

Что ж, случись так, то, видимо, сложные взаимоотношения между человеком и бактериями стали бы еще запутаннее.

Зубная паста как двигатель эволюции

Такими маленькими шагами, несомненно, происходила коэволюция нас и наших бактерий, за исключением того, что все было намного сложнее. Заблуждения били ключом, злоключения, война и мир, катастрофы, взаимодействия, обратные связи. Разумеется, бактерии конкурируют и кооперируются друг с другом, имеют связи с населяющими человека грибами и другими одноклеточными, и так далее.

Многое свидетельствует о том, что она, эта коэволюция, продолжается. И, скажем так, с повышенной скоростью, поскольку все новые питательные вещества и другие средства – от медикаментов до зубной пасты – ввели совершенно новые переменные в уравнение, которое каждый человек и каждый штамм бактерий вынуждены решать ежедневно.

Поиск равновесия, динамичного, но все-таки в некоторой мере стабильного баланса, который создает условия для существования всех участников, продолжается каждый день.

Симбиоз в природе представляет собой договор о взаимности, при котором обе стороны скрупулезно следят за тем, чтобы взаимообмен был сбалансированным. Несмотря на это, случается так, что один вид фактически, по крайней мере с точки зрения человека, заметно порабощает другой. Зачастую такие рабы получают что-то взамен – защиту, корм, возможности для размножения.

Симбиоз или эксплуатация – часто это только вопрос определения.

Самые тесные симбиозы в природе представляют те живые организмы, чьи клетки имеют ядро, полученное от бактерий{32}. Из первоначальной слабой взаимности образовались альянсы, в которых один партнер нежизнеспособен без другого. Конечно, подразумевается продолжающееся около 1,5 миллиарда лет тесное сотрудничество таких обладателей ядер с митохондриями и хлоропластами. Последние есть только у растений, иначе мы все были бы зеленого цвета и нам бы не требовались кишечник и книги о кишечных бактериях.

Митохондрии и хлоропласты являются эндосимбионтами, потомками бактерий, по которым уже почти невозможно проследить их происхождение. Это партнеры по кооперированию, которые существуют в клетках и только там передаются дальше при размножении. У них есть свой собственный все еще напоминающий о бактериях наследственный материал. Они поставляют и обрабатывают энергию для окружающих их клеток. То, что сначала звучит как порабощение, на самом деле является не чем иным, как существующим с незапамятных времен пактом о взаимности, поскольку эндосимбионты за свои услуги получают – как можно догадаться – защиту, питание, гарантию размножения.

При повторном рассмотрении истории развития живых организмов, которые человек подчинил себе, можно задать себе вопрос, кто кого использует на самом деле. От яблони, японского декоративного карпа кои, откормочной свиньи, лошади, розового куста до цукини. Кто извлекает выгоду, в контексте эволюционной теории, которая говорит о хорошем физическом состоянии и возможностях размножения, и из кого? Человек получает от животных и растений пищу и возможность успешно размножаться и выращивать потомство. Что получают за это животные и растения? Защиту, корм, возможности размножения{33}.

Размышляя об этом, кажется преувеличением говорить о бактериях и их генах как о части нас, которая относится к нам точно так же, как наши собственные гены, наши сердца и наши почки. Мы по-прежнему мутируем и конкурируем с нашими бактериями наперегонки.

Это давняя дружба или давняя конкуренция – в любом случае давняя взаимность.

Новым, однако, является факт, что мы сегодня знаем о наших микробах: то, что они оказывают влияние на нас, наше человеческое бытие, нашу индивидуальность, наше здоровье. Мы знаем, что можем сами оказывать влияние на них, и начинаем понимать, как делать это таким образом, чтобы всем было хорошо. В новинку нам в том числе и то, насколько сильный отпечаток союз микробов наложил на высшие формы жизни, на весь животный мир например. Подробнее об этом мы поговорим в следующей главе.

Глава 5

Фермы животных

Насколько тесно человек сотрудничает со своими микробами, становится понятно далеко не сразу. У многих видов животных жизненно важные кооперации такого рода известны давно. И постоянно обнаруживаются все более удивительные альянсы.

Шанс совладать с парниковым эффектом и тем самым с изменением климата все еще существует. Не будем учитывать атомные электростанции, закачку CO2 в какие-либо пласты горных пород, отказ от автомобилей, торговлю квотами на выброс вредных веществ. Все, что потребовалось бы наряду с дополнительным количеством возобновляемых источников энергии и несколькими вполне осуществимыми мерами по экономии, – это изменение выбросов вредных веществ. Его можно было бы реализовать благодаря новым кишечным бактериям для коров всего мира, а лучше и для остальных жвачных животных в хлевах и саваннах. Вместо метана, сильнодействующего газа, способствующего более выраженному парниковому эффекту, чем CO2, все животные выделяли бы значительно меньше кишечных газов, наносящих вред окружающей среде при их выходе через рот или анальное отверстие.

Ученые работают над такой кишечной реформой, однако весьма маловероятно, что вскоре на выставке достижений сельского хозяйства будет представлена экологически чистая корова, а в супермаркете – ее молоко. Этой теме можно было бы посвятить целую главу или целую книгу. Здесь нам следует ограничиться рассмотрением сил желудочных и кишечных обитателей жвачных животных в качестве впечатляющего примера для утверждения значения микробов не только в жизни человека, но и также, вероятно, в жизни почти всех животных.

Стерильные животные, то есть те, которые никогда не были заселены микроорганизмами, в природе пока не обнаружены.

«Я исхожу из того, что вся многоклеточная жизнь находится во взаимодействии типа хозяин – бактерии», говорит, например, Себастиан Фрауне из биоцентра Кильского университета, «по имеющимся у меня сведениям не существует эукариотов[8], не демонстрирующих бактериальную колонизацию».

И правда: заселено все – от речного угря до цикады. Корова, которая, совсем не имея кишечных бактерий, паслась бы на лугу и пыталась бы прокормиться травой, довольно скоро упала бы замертво худой, как спичка. Лошадь, которая перед аптекой нечаянно съела бы весь транспортный автофургон с антибиотиками, по всей вероятности, вскоре извергла бы свою трапезу из травы и овса обратно{34}. И даже термит со стерилизованным кишечником очень быстро протянул бы все свои шесть ног навсегда.

У других животных ситуация менее драматична. Например, у лабораторных мышей, кишечник которых был стерилизован в целях исследования кишечной флоры. В этом случае им можно передавать отдельные виды бактерий и изучать, какое воздействие это оказывает. Такие мыши абсолютно жизнеспособны, но они чувствуют себя не так хорошо, как сородичи с нормальной микрофлорой кишечника. Их иммунная система, их обмен веществ и еще несколько дополнительных физиологических функций значительно повреждены.

32

Бактерии не имеют клеточного ядра, как и археи (которые ранее назывались архебактерии), они относятся к прокариотам. Растения, грибы и животные, напротив, имеют клеточное ядро и называются эукариотами.

33

Использование животных и их убийство с целью использования – тема, вызывающая множество противоречий. Авторы данной книги это полностью осознают. Соответствующая этическая дискуссия имеет большое значение, однако в данном разделе она могла бы увести слишком далеко от темы. Здесь мы стараемся лишь прояснить, что может представлять собой взаимность в эволюционно-биологическом смысле. Так, например, племенной хряк, не подвергаясь опасности со стороны диких животных и не имея необходимости заботиться о пропитании, может стать отцом тысяч поросят, часть из которых, в свою очередь, также обзаведется потомством, – это эволюционное преимущество предоставляет ему человек, а в условиях дикой природы такое совершенно немыслимо.

8

Эукариоты – это живые организмы, клетки которых содержат ядро. – Прим. ред.

34

Тем не менее сельскохозяйственные животные, в том числе коровы, в таких странах как США, по-прежнему получают с кормом «субтерапевтические дозы» антибиотиков, так как это стимулирует их рост, см. гл. 9.