Союз на всю жизнь

И правда: заселено все – от речного угря до цикады. Корова, которая, совсем не имея кишечных бактерий, паслась бы на лугу и пыталась бы прокормиться травой, довольно скоро упала бы замертво худой, как спичка. Лошадь, которая перед аптекой нечаянно съела бы весь транспортный автофургон с антибиотиками, по всей вероятности, вскоре извергла бы свою трапезу из травы и овса обратно{34}. И даже термит со стерилизованным кишечником очень быстро протянул бы все свои шесть ног навсегда.

У других животных ситуация менее драматична. Например, у лабораторных мышей, кишечник которых был стерилизован в целях исследования кишечной флоры. В этом случае им можно передавать отдельные виды бактерий и изучать, какое воздействие это оказывает. Такие мыши абсолютно жизнеспособны, но они чувствуют себя не так хорошо, как сородичи с нормальной микрофлорой кишечника. Их иммунная система, их обмен веществ и еще несколько дополнительных физиологических функций значительно повреждены.

Все заселено

Окружающая среда заполнена микроорганизмами. Впрочем, она была такой и около 500 миллионов лет назад, когда появились первые животные с кишечником. Она была такой, когда появились первые живые организмы с клеточным ядром и когда эволюция делала первые шаги от одноклеточных к многоклеточным организмам, и все это происходило более двух миллиардов лет назад. Пара клеточных компонентов, делающих существование высших форм жизни возможным в принципе, – митохондрии и хлоропласты – произошли от бактерий, которые некогда жили в симбиозе с клетками-предшественниками (см. главу 4). А в Калифорнийском университете в Беркли в 2012 году Николь Кинг и ее коллеги даже обнаружили признаки того, что возникновение многоклеточных организмов зависело от бактерий. В рамках этих экспериментов бактерии побуждали животные одноклеточные организмы не только делиться, но и при этом также не отделяться друг от друга{35}.

Сегодняшние растения живут, насколько известно, практически всегда в тесном взаимодействии с микроорганизмами, такими как почвенные бактерии и почвенные грибы. Самые известные и, безусловно, важные, пожалуй, клубеньковые бактерии бобовых, которые получают из воздуха азот и делают его пригодным для усваивания растениями и животными.

Насколько интимно взаимодействие между животными и микробами и насколько универсальны такие кооперации, обнаруживается только сейчас. Высшие животные разработали некоторые стратегии, чтобы не подпускать к себе и не впускать в себя тех, кто приносит вред. Барьеры, такие как кожа или кишечный эпителий, для них непроницаемы, а те, кто в качестве микроба все же попадает в кровеносное русло, готовы к встрече с фагоцитами[9] и антителами. Кожа, рот, уши, нос, кишечник, пенис, влагалище, пупок, ногти на руках и ногах, волосы – все это ни один человек и ни одно животное не могут содержать в стерильных условиях. Единственное решение гласит: микробы могут селиться, и среди них более желательны те, которые не вредны и которые не допускают вредных. Это в большей степени мирное сосуществование, возникшее не за счет какого-либо романтично-эзотерического стремления к природной гармонии, а за счет миллиардов лет эволюции. Ее результат – это динамичное, часто также подверженное нарушениям равновесие.

Даже такие простые многоклеточные организмы, как гидра, внутри заполнены и снаружи покрыты большим количеством различных видов бактерий{36}. В рамках новейших исследований было обнаружено от 150 до 250 вариантов бактерий{37}, причем лишь немногие, вероятно, от пяти до десяти, селятся там в особо большом количестве. Такие кишечнополостные подхватывают какие-либо микроорганизмы, с которыми затем вынуждены жить, не случайно. Более того, каждый до сих пор исследованный вид обладает своим собственным, также достаточно постоянным для многих из своих сородичей составом бактериальной смеси. Гидры подбирают себе тех, с кем они хотят жить вместе, и для этого у них имеются свои инструменты. Уже упомянутый Себастиан Фрауне и его коллеги из биоцентра Кильского университета обнаружили у различных видов гидр вполне специфические мини-протеины, которые оказывают токсическое воздействие на определенные микробы, а на другие – нет{38}.

Внутренние солнечные электростанции и сахарные заводы