Эд Йонг – Вселенная внутри нас. Как микробы обогащают наш взгляд на жизнь (страница 51)

Понять все это довольно сложно, причем не только из-за того, что сама мысль о полезных микробах для многих в новинку. Она еще и противоречит здравому смыслу, ведь медицина во многом полагается на простую арифметику. У вас цинга? Вам не хватает витамина C – чтобы пополнить его запасы, ешьте больше фруктов. Грипп? У вас вирус – принимайте нужные лекарства, чтобы от него избавиться. Что нужно – прибавьте. Что не нужно – вычтите. Медицина до сих пор основана вот на таких простых уравнениях. Но математика микробиома куда сложнее, ведь она включает в себя крупные и постоянно меняющиеся сети из взаимосвязанных и взаимодействующих частей. Контролировать микробиом – то же самое, что придавать форму целому миру, то есть очень и очень сложно. Не забывайте, что сообщества по своей природе весьма устойчивы: если их толкнуть, они откатятся обратно. Они еще и непредсказуемы: если внести в них изменения, последствия могут оказаться какими угодно. Добавьте микроорганизм, который вроде бы полезен, а он раз – и вытеснит соперников, которые нам тоже нужны. Уберите микроба, который вроде бы вреден, и его место вскоре займет кто похуже. Вот почему попытки изменить мир на данный момент несколько раз привели к потрясающему успеху и много раз – к неудачам, суть которых неясна. В одной из предыдущих глав мы выяснили, что для налаживания микробиома мало избавиться от «плохих бактерий» с помощью антибиотиков. В этой главе мы узнаем, что добавление «хороших бактерий» тоже не решит проблему.

Двадцать первый век – явно не лучшее время для любителей лягушек. Эти прыгучие земноводные исчезают по всему миру с такой скоростью, что хмурятся даже самые оптимистичные специалисты по охране природы. Не меньше трети видов земноводных сейчас находятся под угрозой исчезновения. Отчасти из-за того же, что и многие другие животные: потеря среды обитания, загрязнение, климатические изменения. Но земноводным угрожает и их собственный враг. Это зловещий грибок Batrachochytrium dendrobatidis, можно просто Bd, образцовый убийца лягушек. Уплотняя кожу своих жертв и лишая их способности впитывать через нее необходимые им ионы натрия и калия, он вызывает у них нечто вроде сердечного приступа. Открыли его в 1990-х, и с тех пор он распространился по шести континентам. Он появляется там, где обитают земноводные, вот только вскоре после его появления они там обитать перестают. Этот грибок способен уничтожить целые популяции лягушек за считаные недели – из-за него уже десятки видов канули в лету. Остромордая речница, скорее всего, вымерла. И заботливых лягушек больше нет. Оранжевая жаба тоже свое отквакала. Сотни других брошены на произвол судьбы. Недаром Bd окрестили «худшим известным инфекционным заболеванием, встречающимся среди позвоночных»[349]. Лягушки, жабы, саламандры, тритоны, червяги – никому от него не укрыться. Если бы появился новый вид гриба, убивающий млекопитающих – всех собак, слонов, дельфинов, летучих мышей, людей, – мы бы, естественно, запаниковали. Как раз в таком состоянии сейчас находятся биологи, занимающиеся земноводными.

Bd – предвестник того, что ждет природу в будущем. В 2013 году был описан родственный ему вид гриба, B. salamandrivorans, поражающий хвостатых земноводных Европы и Северной Америки. По меньшей мере с 2006 года летучим мышам Северной Америки угрожает еще один грибок – он вызывает у них смертельное заболевание, известное как синдром белого носа, так что теперь полы пещер усеяны миллионами трупиков. Вот уже на протяжении десятков лет кораллы терпят эпидемию за эпидемией[350]. Сейчас природа подвержена инфекционным заболеваниям как никогда ранее, и отчасти в этом виноваты люди. Мы разносим патогенных микробов по всему свету на самолетах, кораблях и ботинках с невиданной ранее скоростью – новые хозяева попросту не успевают приспосабливаться. Отличный пример тому – расцвет Bd. Да, он заразен. Да, он подавляет иммунитет земноводных. Но все же он – всего лишь грибок, а земноводные живут бок о бок с грибами вот уже 370 миллионов лет. Для них это не первая гонка. Этот заезд они проигрывают из-за того, что их вымотали климатические изменения, внедренные в их среду обитания хищники и загрязнение окружающей среды. Прибавьте к этому разрушительную и быстро распространяющуюся болезнь – будущее тут же перестанет казаться радужным.

Однако у Рида Харриса, специалиста по земноводным, еще осталась надежда. Харрис открыл потенциальный способ спасти лягушек от грибка-негодника. В начале 2000-х он обнаружил, что красноспинные и четырехпалые саламандры – некрупные змеевидные амфибии, обитающие на востоке США, – покрыты смесью из множества фунгицидов[351]. Производят эти вещества не сами животные, а бактерии на их коже. Возможно, они защищают от грибка яйца саламандр – без них во влажных подземных гнездах он бы успешно размножался. И как позже выяснил Харрис, они способны остановить рост Bd. Возможно, задумался он, именно этим и объясняется устойчивость некоторых видов-везунчиков к грибку-убийце: их кожный микробиом – настоящий симбиотический щит. А может быть, эти микробы помогут предотвратить наступление Квапокалипсиса?

На другом берегу США о том же самом задумался Ванс Вреденберг. Он занимался изучением калифорнийских лягушек Сьерра-Невады и, когда Bd появился и там, уже начал терять надежду. «Я просто поверить не мог, – сокрушается он. – Этой заразой тут и не пахло – и вот она уже всех лягушек в округе поубивала». Вскоре лягушек не стало почти нигде. Почти. Лягушки, обитающие в озере у горы Коннесс, были заражены Bd, но им это не мешало жизнерадостно скакать и квакать. Bd убивает хозяев, наполняя их организмы десятками тысяч спор, но у этих лягушек спор насчитывалось лишь по несколько десятков. Грибок, что считался гибельным и переворачивал лягушек в остальных озерах кверху брюхом, у горы Коннесс оказался разве что мелким хулиганом. Что-то здесь и еще в нескольких местах не давало Bd взять верх. Узнав об эксперименте Харриса, Вреденберг вдруг понял, что именно. Он взял пробу с кожи местных лягушек, и его догадка подтвердилась – там обитали те же противогрибковые бактерии, что обнаружил Харрис у саламандр. Один вид бактерий выделялся из общей массы как своими защитными способностями, так и цветом – его представители были темно-фиолетовыми и зловеще прекрасными. Его назвали Janthinobacterium lividum. Все зовут его просто J-liv[352].

В лабораторных исследованиях Вреденберг и Харрис выяснили, что J-liv действительно защищает от Bd лягушек, не подвергавшихся прежде воздействию грибка. Но каким образом? Может, она вырабатывает антибиотики и ими убивает грибок напрямую? Стимулирует иммунитет лягушек? Вносит изменения в их микробиом? А может, просто занимает место на коже и грибку становится некуда приткнуться? К тому же, раз уж она такая полезная, почему бы ей не встречаться на всех лягушках, а не только на некоторых? И почему, даже когда она есть, ее так мало? «Отлично было бы разузнать все обо всех мелочах, вот только у нас времени нет, – печалится Вреденберг. – Если будем тянуть, лягушки исчезнут. У нас тут кризисная ситуация». Забудьте про мелочи. Главное, бактерия справилась, по крайней мере в уютной лаборатории. Справится ли она в природных условиях?

На тот момент Bd стремительно распространялась по Сьерра-Неваде, захватывая примерно по 700 метров в год. Вреденберг прикинул и решил, что на очереди у грибка был Даси-Бейсин – участок на высоте около 3000 метров над уровнем моря, где тысячи калифорнийских лягушек жили себе спокойно и понятия не имели, что их ждет. В общем, замечательное место, чтобы проверить мощь J-liv на практике. В 2010 году Вреденберг с коллегами отправились на Даси-Бейсин и стали отлавливать всех лягушек, которые им повстречались. На коже одной особи они обнаружили J-liv и вырастили обильные культуры этих бактерий. Затем они окунули часть пойманных лягушек в приготовленный бактериальный бульон, а всех остальных оставили в емкостях с обычной водой из пруда. Спустя несколько часов все лягушки были отпущены на волю. На волю случая и на растерзание грибку.

«Результаты нас просто потрясли!» – восторженно заявляет Вреденберг. Как и предполагалось, летом пришел Bd. Он обычным способом расправился с лягушками, побывавшими в прудовой воде: десятки спор вскоре превратились в тысячи, и каждая лягушка попрощалась со своей лягушачьей жизнью. А вот у животных, которых окунули в раствор J-liv, споры не только вскоре переставали накапливаться, но и зачастую начинали выводиться из организма. Год спустя в живых осталось около 39 % особей с J-liv, а вот все остальные погибли. Испытание сочли успешным. С помощью микроба ученые сумели защитить популяцию лягушек в природных условиях. J-liv начала считаться пробиотиком – обычно так называют йогурты и всякие пищевые добавки, но на самом деле это любой микроорганизм, способный улучшить состояние здоровья хозяина.

Однако не станут же защитники природы ловить и прививать каждую амфибию, которой угрожает Bd, – для этого придется вообще всех отлавливать. Вместо этого Харрис планирует обработать пробиотиками почву, чтобы каждая лягушка и саламандра получила дозу J-liv, просто пробегая мимо. А находящихся под угрозой исчезновения лягушек, размножающихся в неволе, можно будет прививать в лаборатории, а потом отпускать. «Возможностей много, – говорит Вреденберг, – но наша бактерия все-таки не палочка-выручалочка. Перед нами стоит сложная задача, вряд ли получится решить ее лишь с помощью бактерии». И действительно, Мэттью Бекер, учившийся когда-то у Харриса, выяснил, что с панамскими жабами Atelopus zeteki, содержащимися в неволе, такой подход вообще не работает. Этот вид – сущий призрак со шмелиной окраской: прелестное желто-черное создание, истребленное в природе грибком Bd. В наши дни эти ателопы обитают лишь в зоопарках и аквариумах. Пока Bd терроризирует их естественную среду обитания, выпускать их на волю нельзя. Несмотря на весь свой потенциал, J-liv не поможет решить проблему[353].