Pathogenesis: A History of the World in Eight Plagues

Летом 1837 года, только что закончив пятилетнее кругосветное путешествие на корабле "Бигль", Дарвин сделал набросок в своем блокноте под надписью "Я думаю". На непритязательном рисунке, похожем на ветку дерева, четко отражены основные черты того, что впоследствии станет его теорией эволюции путем естественного отбора: когда популяции одного вида оказываются в разных условиях, случайные изменения в сочетании с естественным отбором признаков, обеспечивающих преимущество в каждой конкретной среде, в конечном итоге приводят к их разделению на отдельные виды. Этот процесс, повторяющийся снова и снова на протяжении сотен миллионов лет, объясняет калейдоскопическое разнообразие форм жизни на нашей планете, которое на бумаге выглядит как огромное дерево.

Если мы проследим древо жизни до основания его ствола, то обнаружим последнего универсального общего предка (LUCA): одноклеточный организм, похожий на бактерию, который является далеким прародителем всех живых существ, включая человека. Именно благодаря этому общему предку все живое - от синих китов до гигантских красных деревьев и бактерий - унаследовало такие общие черты, как ДНК для хранения генетической информации и молекулу АТФ, которая является универсальным источником энергии. Поднимаясь вверх по дереву, ствол разделяется на три ветви, которые представляют собой великие области жизни. Две из них состоят из невидимых невооруженным глазом организмов: бактерий и архей - одноклеточных микробов, похожих на бактерии. На третьей ветви изображены эукариоты, которые отличаются тем, что хранят свою ДНК в ядре и используют специализированные структуры, называемые митохондриями, для производства энергии. К этой категории относятся все сложные живые организмы, включая животных, растения и грибы, но они составляют лишь несколько маленьких веточек на огромном Древе жизни. На Земле насчитывается около 8,7 миллиона видов животных, растений и грибов, по сравнению с примерно 1 триллионом-1 миллионом видов бактерий и архей. Менее 0,001 процента всех видов на планете являются эукариотами.

Американский палеонтолог Стивен Джей Гулд утверждает, что "по любым возможным, разумным или справедливым критериям бактерии являются - и всегда были - доминирующими формами жизни на Земле". Одна из причин этого - длительность их существования. Наша планета образовалась около 4,6 миллиарда лет назад. Примерно через миллиард лет в окаменелостях появились первые свидетельства бактериальной жизни. Одноклеточные эукариоты появились примерно 1,8 миллиарда лет назад, но для развития самых древних многоклеточных животных потребовалось более миллиарда лет, и даже тогда они были крошечными, похожими на червей существами. Люди - относительные новички: мы произошли от шимпанзе между 6 и 8 миллионами лет назад, а самые ранние свидетельства существования Homo sapiens датируются примерно 300 000 лет назад. Такие огромные периоды времени человеческому мозгу трудно осмыслить, но если сжать 4,6 миллиарда лет в один календарный год, то бактерии развились в начале весны. Люди появились только за полчаса до полуночи 31 декабря.

Бактерии встречаются повсюду. Они обнаружены в ледниках Антарктиды и на дне океана, где кипящая горячая вода вытекает из центра Земли. Они живут в километрах под землей и в километрах над ней, где влияют на формирование облаков и, возможно, даже молний. Они настолько многочисленны, что, несмотря на их крошечный размер, общая масса всех бактерий на планете в тридцать пять раз превышает массу всех животных и в тысячу раз - массу всех людей. Но бактерии не просто вездесущи: они также оказали глубокое влияние на нашу планету.

Около 2,5 миллиарда лет назад наш мир был почти полностью погружен в воду, за исключением странных вулканических пиков, пробивающихся сквозь море. Метан в атмосфере создавал парниковый эффект, благодаря которому на планете было гораздо жарче, чем сейчас. В воде и воздухе практически не было свободного кислорода, так как он был заперт в других молекулах. Жизнь на Земле состояла из анаэробных бактерий. Затем мир начал меняться с появлением цианобактерий - сине-зеленых водорослей, использующих солнечные лучи для фотосинтеза. Благодаря этому цианобактерии стали гораздо эффективнее вырабатывать энергию, что дало им огромное эволюционное преимущество. Их численность резко возросла. В течение нескольких сотен миллионов лет они накачивали океаны и атмосферу огромным количеством кислорода - побочного продукта фотосинтеза.