Дикий мир нашего тела. Хищники, паразиты и симбионты, которые сделали нас такими, какие мы есть
Шрифт:
Я не знаю, что бы я сам ответил моему студенту, если бы он попросил у меня разрешения использовать большой зал и тысячи фунтов железа для проведения рассчитанного на пятьдесят лет эксперимента, в ходе которого он планировал избавить от бактерий множество морских свинок, крыс, кур и обезьян. Ни в одном из приходящих мне на ум ответов нет слов «да» или «ладно». (Первое, что приходит в голову, – это «когда морские свинки начнут летать» или «когда рак на горе свистнет».) Но, вероятно, Рейнирс обладал незаурядным даром убеждения, ибо в ответ на его просьбы выделить помещение, металл и сварочный аппарат декан факультета дал добро. Наверное, декан чего-то недосмотрел; а может, он принял Рейнирса за профессора. Тем не менее начало было положено. Этот мальчик начал работу над самым, пожалуй, дерзким проектом за всю историю микробиологии.
Рейнирс планировал извлекать новорожденных морских свинок с помощью кесарева сечения, причем так, чтобы детеныши не контактировали с бактериями, находящимися на руках исследователя, в полости его рта и даже в выдыхаемом им воздухе. Рейнирс твердо знал, что плод млекопитающего, будь то человек или животное, стерилен. Он полагал, что сможет сохранить это состояние, избавившись таким образом от необходимости
Воспользовавшись навыками, приобретенными в отцовской мастерской, и помощью двух своих братьев, которые тоже выбрали профессию механиков [42] , Рейнирс начал создавать металлические конструкции – большие камеры, в которые были вмонтированы рукава с перчатками; с их помощью можно было выполнять хирургические манипуляции. Рейнирс создал несколько образцов – иногда с помощью братьев, но чаще всего самостоятельно. Эти камеры представляли собой нечто среднее между подводной лодкой и больничной палатой. Днем и ночью каждый, кто проходил мимо этого зала, мог видеть Рейнирса с работающим сварочным аппаратом в руках. В эти мгновения Рейнирс был похож на скульптора или вдохновенного живописца. Временами он отступал на несколько шагов, чтобы полюбоваться своим творением. «Смотрите, какой ровный герметичный шов!» Должно быть, иногда его все же обуревали сомнения, но история их не сохранила. Конструкции чаще отказывали, нежели работали, и так продолжалось годами. Несмотря на множество неудач, Рейнирс не унывал и не падал духом. Иногда он даже спал рядом со своим творением – маленький человек рядом с огромными металлическими сферами, похожими на земной шар.
42
Данные почерпнуты из интервью, данного Филиппом Трекслером 11 июня 2010 года, когда ему было уже девяносто восемь лет. Трекслер во время работы в институте Лунда предпочитал оставаться в тени. Сначала он помогал Рейнирсу, а потом самостоятельно разработал несколько новых технологий, например технологию, которая до сих пор используется в хирургии для создания стерильных условий в камере, где находится больной, правда лишь на очень короткое время.
Часть плана Рейнирса была довольно легко выполнима. С самого начала Рейнирс понял, что ему вполне по силам стерилизовать поверхность тела матери будущего стерильного животного. Для этого самку надо побрить, выщипать оставшиеся волоски (бактерии любят мех; к этому вопросу мы еще вернемся), окунуть животное в антисептический раствор, а затем поместить в пропитанную антибиотиками оболочку. Это было легко. Такое дело по силам каждому, хотя мне думается, что найдется немного людей, которым бы не терпелось проделать это на практике. Следующий шаг Рейнирса был связан с куда большими сложностями. Он хотел перенести беременную самку, обернутую в стерильную оболочку, в металлический цилиндр и там выполнить операцию кесарева сечения. Изготовить цилиндр, в полости которого не было бы ни одной бактерии, – задача практически невыполнимая. Для этого надо было изготовить абсолютно герметичные перчатки, а это чертовски трудная работа. Шлюзы и переходники давали течь; мало того, воздух внутри цилиндра тоже надо было каким-то образом стерилизовать. Наконец, оставался еще один вопрос – какое животное взять для проведения опытов? Сначала Рейнирс пытался использовать кошек, но они царапались, кусались, рвали перчатки и портили герметичные соединения. Однако это ни в коей мере не поколебало его решимость – он зашел уже слишком далеко, чтобы поворачивать назад.
История умалчивает об эмоциональном состоянии Рейнирса во время этой титанической работы. Легко догадаться, что временами он впадал в тяжелую депрессию. К двадцати годам он так и не смог создать стерильную герметичную камеру. К двадцати шести годам он наконец сделал камеру, но так и не смог получить ни одного свободного от микробов животного – несмотря на все свои старания. Животные: морские свинки, кошки, мыши, крысы и даже куры – мерли как мухи. Животные погибали из-за операций – тяжелых и технически трудных (трудности усугублялись тем, что на начальном периоде приходилось пользоваться перчатками из толстой резины), а кроме того, на каждом этапе операции надо было контролировать стерильность. Все это было настоящим испытанием для животных, хирургов, техников и биологов. Вероятность провала явно перевешивала возможность успеха. Я бы на месте Рейнирса, наверное, сошел с ума, но он держался и в 1935 году, в возрасте двадцати семи лет, наконец, добился своего. После того как в герметичной стерильной камере появились первые живые зверьки, в организмах которых не было ни одного микроба, Рейнирс за одну ночь стал знаменитым. Он даже не потрудился написать статью. Он просто дал объявление в журнале Time [43] о том, что 10 июня 1935 года Джеймсу Артуру Рейнирсу впервые в истории удалось получить животных, полностью свободных от микроорганизмов. Теперь оставалось только выяснить, как скоро погибнут эти абсолютно стерильные животные.
43
http://www.time.com/time/magazine/article/ 0,9171,883334,00.html
Рейнирс работал над своим проектом так долго, что за это время успел защитить диплом и был назначен профессором без защиты диссертации [44] . Можно было подумать, что за столь долгое время Рейнирс успел забыть, ради чего он предпринял этот героический эксперимент. Но нет, он ничего не забыл. Первое, что сделал Рейнирс, закончив первый этап работы, – он сравнил животных, живших в стерильных камерах, с животными, обитавшими в реальном мире. Если Пастер был прав, то морские свинки в камере должны были скоро погибнуть. Если микробы в кишечнике и на коже так важны для жизнедеятельности, то в их отсутствие организмы подопытных животных начнут угасать.
44
К 1937 году Рейнирс был единственным сотрудником факультета, в распоряжении которого была площадь в 5 тысяч квадратных футов, отданная ему для дальнейших опытов со стерильными животными. Это помещение стало домом для свободной от бактериальной флоры жизни. К 1950 году Рейнирс получил в свое распоряжение еще большее помещение, в котором обитало около тысячи животных, включая кур, морских свинок, крыс, а позднее и обезьян. Для того чтобы пройти в стерильную камеру, ученым приходилось окунаться в чан с антисептическим раствором. Это был переход в «дивный новый мир». Колония стерильных животных, таким образом, началась с резервуара в колледже «Нотр-Дам». New York Times, 22 июня 1950 года.
Но стерильные, свободные от всех бактерий морские свинки и не думали умирать, если их не забывали кормить. Мало того, они отличались поистине зверским аппетитом и были более активны, чем их обычные сородичи. Это был успех! Также выяснилось, что подопытные животные отличаются большей продолжительностью жизни, к тому же ни у одного из них не было зубного кариеса [45] . Для Рейнирса эти животные были моделью будущего, которое может наступить и для человека. В статье, опубликованной в журнале Popular Science в 1960 году, эти камеры описывали как миниатюрный футуристический мир, в котором живые существа более не подвержены капризам микробов. Казалось, на старый вопрос дан окончательный, не подлежавший пересмотру ответ [46] . Высказывались мнения о необходимости отправки в космос свободных от бактерий людей или по меньшей мере обезьян. Идея о том, что и мы можем обустроить свое жизненное пространство по образцу камер Рейнирса, казалась для всей читающей публики столь очевидной, что никто даже не высказывал возражений. Здесь, в стерильных камерах, мы воочию видели будущее – не только науки, но и всей нашей жизни. Речь уже не шла о биологическом разнообразии, никто уже не собирался отправлять в будущее ковчег, где будет «всякой твари по паре». Нет, этот ковчег теперь предназначался только и исключительно для нас самих. Рейнирс сумел не только достичь поставленной им цели, он смог воспламенить воображение масс, внушить им веру в то, что и мы – подобно морским свинкам – сможем когда-нибудь насладиться практически вечной жизнью без микробов.
45
Эксперименты, поставленные доктором Дж. Р. Блэйни на животных Рейнирса, впервые показали, что причиной кариеса являются бактерии.
46
Gordon, H. A., and L. Pesti. 1971. Gnotobiotic Animal as a Tool in the Study of Host Microbial Relationships. Bacteriological Reviews 35: 390–429.
Со временем масштабы работ Рейнирса росли. Нотр-Дам предоставлял ему для работы все более просторные помещения и в конце концов выделил в его распоряжение целый институт. Рейнирс совместно с отцом запатентовал несколько стерильных камер, которые до сих пор используются учеными во всем мире, и – что самое главное – подход Рейнирса вместе с его стерильными животными распространился по всему земному шару. Конструкции камер со временем усложнились (теперь они больше похожи на прозрачные мыльные пузыри, чем на подводные лодки), но суть их осталась прежней. Все они являются потомками первых камер Рейнирса, частично сохранившими свой чудовищно-морской облик.
Рейнирсу сказочно повезло – он смог воплотить в жизнь то, о чем мечтал в девятнадцать лет. Сделать это ему удалось благодаря дару предвидения и самоотверженным помощникам – таким, как Филипп Трекслер, сумевший позднее сконструировать камеры более дешевые и меньшие по размерам, чем субмарины Рейнирса. Сам он не дожил до шестидесяти девяти лет, чтобы отметить пятидесятилетие своего проекта, но это и неважно. Он все равно добился фантастического успеха. Изучение инфекционных заболеваний на стерильных животных моделях позволило спасти миллионы жизней. В то же время наблюдения за этими животными привели биологов всего мира к выводу о том, что микробы, живущие в наших организмах, в целом все же вредны. Но Рейнирс упустил из вида одну важную вещь. Этот недосмотр, в принципе, не сыграл никакой отрицательной роли (да и теперь остается второстепенным) в использовании стерильных животных для изучения заболеваний. Здесь ценность подвига Рейнирса остается непреходящей. Допущенная ошибка имеет отношение к вопросу, заданному Пастером: что произойдет, если мы лишим животное или (что то же самое) человека всех бактерий?
В контексте вопроса Пастера – вопроса, непосредственно касающегося наших организмов и того, что микробы делают с нами, и что мы, в свою очередь, должны делать с ними, – недостаток работы Рейнирса имел отношение не к его экспериментам (они были безупречны), а к трактовке их результатов. Рейнирс был механиком. Он воспитывался среди молотов, наковален и железа, а не среди пробирок и чашек Петри с культурами живых клеток. Он не изучал эволюцию, экологию и другие науки, которые могли бы поместить его работу в нужный контекст. Квалификация Рейнирса со временем, конечно, росла, но он больше занимался поиском средств и менеджментом, нежели вопросами жизни. Мы можем простить Рейнирсу, что он не уделял должного внимания биологическим нюансам, простить погибших кошек и морских свинок. Основная беда заключалась в том, что профессиональные биологи начали смотреть на свободных от бактерий животных глазами Рейнирса. Он часто выступал и весьма авторитетно и весомо рассказывал о работах и достижениях своего института. Голос Рейнирса звучал так громко, что постепенно его интерпретации, как истину в последней инстанции, стали повторять и другие. Каждое новое исследование заканчивалось победной барабанной дробью и рефреном: «Убей бактерию!» Убив бактерии, мы навсегда освободимся от своего мрачного прошлого. Мы станем здоровее и счастливее – как морские свинки в их гигантских железных мирах.