Как микробы управляют нами

Этим объясняется и еще кое-что немыслимое в геноме Tremblaya – в нем отсутствует класс древнейших генов, которые считаются необходимыми для всего живого. Они имелись у последнего общего предка всех живых организмов на Земле, а сейчас их можно найти везде – от бактерий до синих китов. Из всех генов эти самые важные для жизни и самые незаменимые. Всего их 20. Некоторые симбионты утратили несколько штук. У Tremblaya их вообще нет, а она все равно умудряется выжить – все благодаря тому, что ее партнеры, насекомое-хозяин и бактерия у нее внутри, эти гены ей компенсируют.

А куда же они девались? Мы уже знаем, что бактериальные гены часто мигрируют в геномы хозяев. И разумеется, изучив геном цитрусового червеца, Маккатчен наряду с его собственными генами обнаружил 22 бактериальных. Однако, к его удивлению, оказалось, что ни Tremblaya, ни Moranella к ним отношения не имеют. Ни к одному. Эти гены попали туда от еще трех видов бактерий – все трое до сих пор населяют клетки насекомых, а в клетках цитрусового червеца на данный момент нет ни одного из них[330].

Получается, что в этом насекомом присутствуют кусочки пяти бактерий – двух съежившихся и зависимых друг от друга, что устроились у него в клетках, и еще как минимум трех, что когда-то обитали в его организме, но давно его покинули.

Оставленные ими гены – призраки симбиотического прошлого – не просто торчат в геноме червеца без дела. Одни вырабатывают аминокислоты, другие помогают с созданием крупной молекулы под названием пептидогликан. Это странно, ведь животные ее не используют – это бактериальная молекула, из нее получается толстая оболочка, удерживающая внутренности бактерии внутри[331]. Вот только Moranellaутратила гены для производства пептидогликана. Оболочку себе она создает благодаря бактериальным генам, подаренным червецу его прежними симбионтами.

Вот Маккатчен и думает: а может ли червец специально дестабилизировать Moranella, снижая поставки пептидогликана? Без этого вещества Moranella в конце концов лопается и освобождает белки, которые она создавать умеет, а Tremblaya – нет. Возможно, за счет этого Tremblaya и выживает – не забывайте, что у нее отсутствуют гены, которые считаются необходимыми. «Это всего лишь домыслы, – оправдывается Маккатчен. – Дурацкая теория, но пока я ничего лучше не придумал». Он рассказывает о ней трепетно, сумбурно и даже смущенно, словно его открытия настолько странные, что он и сам в них не верит. А они есть.

Хоть имеющиеся данные и рассказывают порой сказки с неправдоподобными сюжетами, но они не лгут. Они указывают на то, что цитрусовый червец состоит из шести видов, пять из которых – бактерии, трех из которых там вообще нет. С помощью генов, взятых у прежних симбионтов, он контролирует, укрепляет и дополняет связь между нынешними партнерами, один из которых живет у другого внутри[332].

Не все симбионты связаны со своими хозяевами так крепко. В организмах тлей, например, помимо вездесущей Buchnera обитают еще несколько видов бактерий. Эти «второстепенные симбионты» уступают Buchnera в преданности. У одних популяций тли часто встречаются сразу три вида, у других – ни одного.

Нэнси Моран, заметив эти особенности, поняла, что такие микробы не могут обеспечивать тлей необходимыми питательными веществами, иначе они присутствовали бы в их организмах всегда. А значит, скорее всего, они оказывают тлям услугу, в которой они нуждаются лишь время от времени. Они во многом напоминают вариации человеческого генома, влияющие на риск развития у нас заболеваний. У некоторых из нас, к примеру, есть мутация, из-за которой красные кровяные тельца меняют форму – из сплющенных таблеток превращаются в тонкие серпы. У такой мутации есть своя цена – при наследовании двух ее копий у человека развивается серповидноклеточная анемия, крайне тяжелое заболевание. Зато одна копия дает носителям устойчивость к малярии – у ее переносчиков плохо получается заражать клетки искаженной формы. Эта мутация встречается у 40 % жителей стран Центральной Африки, где опасность заразиться малярией крайне велика. Там, где малярия встречается редко, серповидных эритроцитов почти не бывает. Частота защищающей от чего-то мутации зависит от того, насколько сильно ее носителям это «что-то» угрожает. Моран решила, что, возможно, и второстепенные симбионты тлей представляют собой нечто подобное. Возможно, они защищают тлей от природного врага. Если этот враг встречается редко, их услуги не требуются и число их падает. А если часто – их становится много.