Эд Йонг – Вселенная внутри нас. Как микробы обогащают наш взгляд на жизнь (страница 20)

Так что в мире симбиоза наши союзники могут запросто нас предать, а враги – встать на нашу сторону. Для того чтобы разрушить давний союз, порой достаточно пары миллиметров.

Так почему наши с ними отношения столь ненадежны? Почему микробы вот так вот запросто становятся то патогенами, то мутуалистами? На самом деле эти роли противоречат друг другу не так сильно, как кажется на первый взгляд. Что дружелюбному соседушке-микробу нужно сделать в кишечнике, чтобы выжить и установить с организмом хозяина прочные отношения? Правильно – уцепиться за стенки кишечника, чтобы не унесло, и начать взаимодействовать с клетками нового дома. То же самое должны сделать и патогены. Так что и герои, и злодеи часто используют одни и те же молекулы для одних и тех же целей. Каким-то из этих молекул дали имена с негативной коннотацией: например, «факторы вирулентности» – так как открыты они были в контексте болезни, – а ведь на самом деле и они, и использующие их микробы сами по себе нейтральны. Они – всего лишь инструменты, как компьютер, шариковая ручка и нож: с их помощью можно как творить чудеса, так и устраивать пакости.

Даже микробы, которых мы считаем полезными, могут нам косвенно вредить, создавая уязвимости, облегчающие работу паразитам и патогенам. Иногда эти уязвимости появляются просто из-за самого их присутствия. Микробы, живущие в организме тли и необходимые для ее жизнедеятельности, например, производят летучие молекулы, привлекающие муху-журчалку. Для тли эта черно-желтая мушка, внешне напоминающая осу, – верная смерть. Ее личинки, пока не окуклятся, пожирают тлей сотнями, так что для того, чтобы прокормить потомство, взрослые особи вынюхивают «Микробиом № 5» – отличительный аромат тли, которым она не может не пахнуть. В природе таких непреднамеренных приманок не счесть – вы, кстати, их тоже выделяете прямо сейчас. Некоторые бактерии превращают хозяев в ходячий шведский стол для малярийных комаров, а другие, наоборот, их отпугивают. Никогда не видели, как из двух людей, вместе бродивших по лесу, один с ног до головы покрыт укусами мошек, а второй идет себе и улыбается лучезарно? Частично за это отвечают наши собственные микробы[141].

Еще патогены могут использовать наших микробов для вторжения в организм – как, например, вирус полиомиелита. Он хватается за молекулы на оболочке кишечных бактерий, как за поводья, и едет на них к клеткам хозяина. Цепляться за клетки млекопитающих ему удобнее, к тому же благодаря нашей температуре тела его покатушки на микробах становятся гораздо приятнее. Этим микробам, собственно, полиовирус и обязан высокой эффективностью своих атак[142].

Важно понять, что симбиоз с микробами имеет свою цену. Даже помогая своим хозяевам, они создают в их организмах слабые места. К тому же их нужно приютить, накормить и переместить куда надо – то есть потратить на это энергию. И что главное, у них, как и у любого другого организма, есть свои интересы, которые не всегда совпадают с интересами организма хозяина. Wolbachia передается от матери к дочери, так что, убивая самцов, в краткосрочной перспективе она приобретет больше носителей – но в долгосрочной есть вероятность, что носители вымрут. Если некоторые бактерии гавайской эупримны потухнут, они сэкономят энергию, но если их погаснет слишком много, то эупримна утратит защитную подсветку и вся компания станет обедом какого-нибудь внимательного хищника. Если микробы у меня в кишечнике начнут подавлять мою иммунную систему, они улучшат себе условия для роста, а вот я заболею.

Впрочем, любое товарищество в биологии основано именно на этом. Всегда есть те, кто попытается урвать себе лучший кусок. Всегда есть опасность того, что ваш партнер вас подставит. Симбиотические пары могут прекрасно сосуществовать и сотрудничать, но появись у одного партнера возможность получить те же выгоды, прилагая меньше усилий и без какой-либо опасности для себя, – он обязательно ею воспользуется, если за ним не проследить и не наказать. Об этом в 1930 году писал Герберт Джордж Уэллс: «В каждом симбиозе в какой-то степени таится вражда, и состояние взаимовыгоды может поддерживаться лишь надлежащей выверкой и нередко тщательным согласованием. Отношения ради взаимной пользы нелегко сохранить даже между людьми – и это несмотря на то, что мы наделены достаточным умом для того, чтобы понять значение подобных связей. У низших же организмов нет разумения, необходимого для развития таких отношений. Взаимовыгодное партнерство – это адаптация, подхватываемая ими столь же слепо и осуществляемая столь же неосознанно, сколь и все остальные виды симбиоза»[143].

Об этих правилах часто забывают. Нас устраивают рассказы про борьбу добра со злом, где сразу ясно, кто герой, а кто злодей. За последние несколько лет популярный ранее лозунг «Смерть бактериям!» постепенно сменился на «Микроб мне друг, да здравствует микроб!», только вот вторая точка зрения столь же неверна, как и первая. Мы не можем взять и сказать, что вот этот микроб хороший, лишь потому, что он внутри нас живет. Об этом порой забывают даже ученые. Изменилось и значение самого термина «симбиоз»: у нейтрального прежде значения «сожительство» появились чудные позитивные оттенки, напоминающие о содружестве и гармоничном блаженстве. Увы, эволюция так не работает. Она далеко не всегда предпочтет взаимодействие, даже если оно выгодно всем, и нередко обременяет раздором даже самые слаженные отношения.

Эта печальная правда станет еще более явной, если мы ненадолго покинем мир микробов и взглянем на ребят покрупнее – например, на волоклюев. Эти птицы живут в Африке к югу от Сахары – там они находят себе жирафов и антилоп и выклевывают из их шкур клещей и разных кровососов. Но они также могут и открытые раны поклевать – а это замедляет процесс заживления и повышает риск попадания в рану инфекции. Пташки жаждут крови и утоляют эту жажду за счет крупных животных, а вот полезно оно для этих животных или нет – зависит от ситуации. Похожие процессы можно наблюдать у коралловых рифов – мелкая рыбка губан-чистильщик там заведует природным спа-салоном. Крупные рыбы приплывают туда, чтобы почистить чешуйки, и губан вытаскивает паразитов из их челюстей, жабр и других труднодоступных участков тела. Губанам – еда, клиентам – медицинские услуги. Однако иногда губаны мухлюют и начинают поедать кусочки слизи и здоровой ткани. Клиентам такой сервис не нравится, и они уплывают, да и другие губаны не погладят по головке коллег-обманщиков, отпугивающих потенциальных клиентов. Тем временем в Южной Америке муравьи защищают акацию от сорняков, вредителей и животных на выпасе. Акация взамен предоставляет муравьям сахарные вкусняшки и полые вздутия у основания шипов, в которых можно жить. На первый взгляд, у них абсолютно взаимовыгодные отношения. Вот только дерево добавляет в муравьиную пищу особый фермент, из-за которого муравьи теряют способность переваривать сахар, полученный из других источников. Оказывается, муравьи – не свободные вассалы, а эксплуатируемые рабы. Все это традиционные примеры кооперации, их можно найти в учебниках и документальных фильмах о дикой природе. И в каждом из них имеется привкус раздора, манипуляции и обмана[144].

«Нужно научиться разделять важное и гармоничное. Микробиом очень важен для нас, но это вовсе не значит, что он гармоничен», – утверждает эволюционный биолог Тоби Кирс[145]. Эффективное парт-нерство вполне можно считать использованием друг друга. «Оба партнера могут получать выгоду, но их отношениям все равно присуща некая напряженность. Симбиоз – это конфликт, который невозможно разрешить полностью».

Однако симбиотическими отношениями можно управлять и в какой-то мере их стабилизировать. В конце концов, воды вокруг Гавайев не населяют полчища темных моллюсков[146]. Среди множества видов насекомых, пораженных вольбахией, есть самцы. Иммунная система у меня работает вполне неплохо. У нас получилось построить стабильные отношения с микробами, сделать их верными партнерами, а не предателями. Мы придумали, как выбирать виды бактерий, которые будут в нас жить, и как держать их под контролем, чтобы они вели себя как мутуалисты, а не как патогены. Здесь, как и везде, чтобы добиться наилучших отношений, приходится потрудиться. Во всех важных преобразованиях в истории жизни – от одноклеточных организмов к многоклеточным, от отдельных особей к симбиотическим союзам – нужно было разобраться с одной и той же задачей: как преодолеть корыстные помыслы отдельных особей и создать группу, основанную на сотрудничестве?

Иными словами, как же мне вмещать мои множества?

Содержание наших множеств чем-то напоминает земледелие. Чтобы отметить границы своего огорода, мы ставим заборы и загородки. Чтобы питать растения, мы их удобряем. Мы выдергиваем сорняки и обрабатываем их химикатами. И огород мы устраиваем там, где для того, что мы выращиваем, имеются подходящие климат, почва и уровень освещения. К подобным мерам прибегают и животные, когда диктуют условия договора своим партнерам-микробам[147]. Разберем их по порядку.

На каждой части тела всех видов животных есть свой зоологический терруар – характерная совокупность температуры, кислотности, насыщенности среды кислородом и других факторов, определяющих, какие там могут обитать микробы. Человеческий кишечник, в котором бактерии прямо-таки купаются в пище и жидкости, может показаться микробным раем. Но и сложностей там хватает. Пища по кишечнику проходит быстрым, сметающим все на своем пути потоком, так что микробам нужно или быстро расти, или цепляться за стенки кишечника с помощью соответствующих молекул. В кишечнике темно и страшно, а значит, там не смогут благополучно развиваться микробы, которым для питания нужен солнечный свет. Кислорода там тоже нет, что объясняет, почему абсолютное большинство кишечных микробов – анаэробы, то есть организмы, способные питаться и расти без этого вроде бы необходимого газа. Некоторые из них так зациклены на своей анаэробности, что, почуяв кислород, погибают.