Эд Йонг - Как микробы управляют нами. Тайные властители жизни на Земле

• Название: Как микробы управляют нами. Тайные властители жизни на Земле
• Автор: Эд Йонг
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2018
• ISBN: 978-5-17-096889-3, 978-1-84-792328-8

Каждое животное, будь то человек, кальмар или оса, является домом для миллионов бактерий и других микробов. Эд Йонг, чей юмор столь же очевиден, как и его эрудиция, побуждает нас посмотреть на себя и наших живых спутников внутри в новом свете – не как на индивидуумов, а как на большой взаимосвязанный и взаимозависимый мир, которым мы, безусловно, являемся.

Микробы в наших телах дополняют нашу иммунную систему, помогая ей защищать нас от болезней. В глубоких океанах таинственные существа без ртов или кишок зависят от бактерий, дающих им энергию. Микроорганизмы обеспечивают кальмара плащом невидимости, помогают жукам разрушать леса и снабжают зверей их характерными запахами.

Многие люди полагают, что микробы должны быть искоренены. Но те, которые живут с нами, – наш микробиом – строят наши тела, оберегают наше здоровье, формируют нашу самобытность и наделяют нас невероятными способностями. В этой удивительной книге Эд Йонг приглашает нас на грандиозный тур по нашей внутренней вселенной, который изменит наш взгляд на природу и на нас самих. Познание себя завораживает.

---

Умер Левенгук в 1723 году в возрасте 90 лет. К тому времени он стал одним из самых известных членов Королевского общества. Им он завещал черный лакированный шкафчик с выдвижными ящиками, в котором хранились 26 созданных им изумительных микроскопов с образцами. Каким-то невероятным образом шкафчик исчез, его так и не нашли. Эта пропажа тем более прискорбна, что Левенгук так никому и не объяснил, как создавал инструменты. В одном из своих писем он жаловался, что учеников интересует не столько «открытие невидимых глазу вещей», сколько деньги и слава. «Среди тысячи людей сложно найти одного, кто мог бы проводить такие исследования, ведь на них тратится столько времени и денег! – сокрушался он. – Но самое-то главное – большинству даже не интересно, а некоторые и прямо говорят: да какая разница, знаем мы об этом или нет?»[39]

Его отношение к своим наработкам чуть их не погубило. Другие, глядя в микроскопы, уступающие по качеству линзам Левенгука, ничего не видели и прибегали к выдумкам. Интерес к этой теме пошел на спад. Карл Линней при классификации живых организмов отнес микробов к одному роду, назвав его Chaos, что означает «бесформенный», и к классу Vermes, что означает «черви». Между открытием мира микробов и надлежащим его исследованием пройдет полтора века.

Микробов сейчас так тесно связывают с болезнями и грязью, что, если показать человеку населяющие его рот множества, он, вероятнее всего, с отвращением шарахнется. Левенгук такой неприязни к микробам не испытывал. Тысячи мельчайших существ? В питьевой воде? У него во рту? У всех во рту? Вот здорово! Если он и подозревал, что микробы могут становиться причиной заболеваний, в своих письмах он не сказал об этом ни слова. Его письма вообще были замечательны тем, что в них не было спекулятивных рассуждений. Другие ученые этим похвастаться не могли. В 1762 году венский врач Маркус Пленчич заявил, что размножение микроскопических существ в организме и распространение их по воздуху могло становиться причиной болезней. «За каждой болезнью стоит свой организм», – утверждал он. Эти слова были провидческими, но, увы, они не были подкреплены доказательствами, а значит, он не мог убедить остальных в том, что эти незначительные организмы, оказывается, очень даже значительны. «Я не буду тратить время на опровержение столь абсурдных гипотез», – писал один из критиков[40].

В середине XIX века ситуация начала меняться – все благодаря химику Луи Пастеру, дерзкому и самодовольному французу[41]. Он показал, что жидкость под влиянием бактерий скисает, а сырое мясо разлагается. И если бактерии приводят к брожению и разложению, стать причиной заболеваний они тоже вполне могут, заключил Пастер. Эту так называемую микробную теорию поддерживали Пленчич и многие другие, но менее противоречивой она от этого не становилась. В те времена считалось, что болезни вызывал исходящий от гнилого мяса дурной воздух, так называемые миазмы. Пастер опроверг это мнение в 1865 году, выяснив, что обе болезни, поразившие шелкопрядов во Франции, были вызваны микробами. Изолировав зараженные яйца от здоровых, он предотвратил распространение недуга и спас шелковую промышленность от упадка.

Тем временем Роберт Кох, немецкий микробиолог и врач, пытался положить конец падежу скота на фермах из-за эпидемии сибирской язвы. В тканях умерших животных другие ученые тогда уже нашли бактерию Bacillus anthracis. В 1876 году Кох ввел ее мыши – та скончалась. Он извлек бациллу из тела и ввел ее другой мыши – та тоже скончалась. Ученый неумолимо продолжал вводить эту бактерию грызунам на протяжении двадцати с лишним поколений, но результат оставался неизменным. Так Кох окончательно доказал, что возбудителем сибирской язвы является Bacillus anthracis. Микробная теория болезней оказалась верна.

О микробах снова вспомнили, но теперь в худшем свете. Их начали считать вредителями, патогенами, разносчиками заразы – в общем, воплощением смерти. За следующие два десятилетия Кох и другие ученые выяснили, что появлением лепры, гонореи, брюшного тифа, туберкулеза, холеры, дифтерии, столбняка и чумы мы также обязаны бактериям. Здесь, как и в истории с Левенгуком, особую важность приобрели новые инструменты и методы – линзы лучшего качества, выращивание чистых микробных культур в чашках с агаром и новые красители, с помощью которых было проще замечать бактерий и определять их тип. От определения, как правило, сразу переходили к уничтожению. Британский хирург Джозеф Листер, вдохновившись примером Пастера, начал применять в своей практике дезинфекцию – он заставлял подчиненных обрабатывать руки, инструменты и операционные столы антисептическими веществами и тем самым спас бессчетное число пациентов от инфекционных заболеваний. Другие ученые тем временем занялись поисками новых препятствий для бактерий, чтобы лечить болезни, повысить уровень санитарии и дольше хранить еду. Бактериология стала прикладной наукой, изучающей микробов для того, чтобы их отпугивать и уничтожать.

Как раз перед этими открытиями – в 1859 году – некий Чарльз Дарвин опубликовал свой труд «Происхождение видов», что явно не пошло на пользу репутации микробов. «Так сложилось, что развитие микробной теории болезней пришлось на эпоху беспощадного дарвинизма, во время которой любые взаимодействия между живыми организмами расценивались как борьба за выживание и все вокруг считались либо союзниками, либо врагами – третьего просто не было дано, – писал микробиолог Рене Дюбо[42]. – Все последующие попытки взять инфекционные заболевания под контроль были сформированы именно этой позицией. Это и привело к началу жестокой борьбы с микробами, целью которой было уничтожение их как в организме больного, так и в мире в целом».

Эта позиция сохранилась по сей день. Если я зайду в библиотеку и вышвырну из окна любую книгу о микробиологии, проходящий в этот момент под окном человек наверняка получит черепно-мозговую травму. А вот если я вырву из этой книги все страницы, на которых рассказывается о полезных микробах, я разве что кого-нибудь бумагой смогу порезать. Микробиология до сих пор ассоциируется у нас в первую очередь с болезнями и смертью.

Пока одни ученые, греясь в лучах славы, вовсю открывали новые виды болезнетворных микробов, другие, пребывая в тени, вкалывали над исследованиями, которые в итоге представят микробов в совершенно ином свете.

Мартинус Бейеринк был одним из первых ученых, продемонстрировавших миру истинную важность микробов. Этот резкий, погруженный в себя и не пользующийся популярностью нидерландец терпеть не мог как людей, за исключением разве что нескольких коллег, так и медицинскую микробиологию[43]. Болезни его не интересовали. Он предпочитал изучать микробов в естественной среде обитания – в почве и воде, на корнях растений. В 1888 году он открыл бактерий, превращающих азот из воздуха в аммиак, который потом потребляли растения, а через некоторое время обнаружил новый вид бактерий, участвующих в круговороте серы в почве и атмосфере. Его открытия послужили толчком к возрождению микробиологии в Делфте – городе, где работал Бейеринк и где Левенгук два века назад впервые увидел бактерий. Члены созданной им Делфтской школы наряду с единомышленниками, среди которых был Сергей Виноградский из России, прозвали себя экологическими микробиологами[44]. Благодаря им выяснилось, что микробы – неотъемлемая часть нашей планеты, а не просто угроза человечеству.

Газеты того времени заговорили о «хороших бактериях», которые удобряли почву и участвовали в производстве выпивки и молочных продуктов. В учебнике 1910 года написано, что «плохие бактерии», которые так всех заинтриговали, «являются лишь небольшой специализированной ветвью бактерий и в целом особой важности не представляют»[45]. Авторы учебника утверждали, что большинство бактерий являются редуцентами, то есть возвращают питательные вещества из разлагающихся органических тканей в почву и воду. «Не будет преувеличением сказать, что без них… жизнь на нашей планете наверняка исчезнет».

Другие микробиологи рубежа веков выяснили, что многие микробы обитают в телах животных, растений и других видимых живых существ. Оказалось, что лишайник, украшающий цветными кляксами камни, стены, бревна и кору деревьев, состоит из множества микроскопических водорослей, живущих в симбиозе с хозяином-грибом и снабжающих его питательными веществами в обмен на воду и микроэлементы[46]. Выяснилось, что в клетках животных – например, морских анемонов и плоских червей – тоже содержатся водоросли, а у муравьев-древоточцев – бактерии. Растущие на корнях деревьев грибы, которые издавна считались паразитами, оказались партнерами – они обеспечивают деревья азотом, получая взамен углеводы.

Это партнерство получило название «симбиоз» – от греческого «совместная жизнь»[47]. Сам термин не имел какой-либо эмоциональной окраски и мог обозначать любую форму совместного существования. Если один партнер получал выгоду за счет другого, он считался паразитом (или патогеном, если он при этом причинял вред здоровью соседа). Если выгоду партнер получал, но хозяину от этого не было ни холодно, ни жарко – это комменсализм, а если хозяин тоже получал от сожительства выгоду – мутуализм. Все это разные формы симбиоза.