Клад острова Морица
Шрифт:
Чтобы понять причину таких «чудес», присмотримся к образу жизни микробов.
Они ничтожны по размерам, примитивно устроены, слабы, но на протяжении многих тысячелетий ведут ожесточенную борьбу за существование с другими, гораздо более высокоразвитыми организмами. Многие микробы, с успехом выдержав все испытания естественного отбора, являются древнейшими жителями нашей планеты. Понятно: чтобы выжить, им пришлось запастись каким-то замечательным, универсальным оружием. Этим оружием является скорость размножения, если угодно — иной масштаб времени в сравнении с тем, который существует в нашем, «большом» мире.
При максимально благоприятных условиях микробы способны делиться через каждые 15–25 минут, то
Непреложный закон природы: каждый организм, хотя бы самую малость, отличается от другого. Это и дает возможность животным, растениям, микробам приспосабливаться к изменяющимся условиям существования, приобретать полезные свойства, органы и, в конечном счете, оберегать от вымирания свой вид.
Эволюционный механизм чрезвычайно прост и надежен. Вот схематический пример. Жизнь возникла в океане и долго развивалась там. Появилось множество водных животных и растений. И в конце концов в океане стало тесно, не хватало пищи, кислорода. Его обитатели массами гибли. Но не все: отдельные «новорожденные» отличались от своих родителей и братьев, например, тем, что имели способность дышать воздухом. Подобные отступления от нормы появлялись у некоторых организмов и раньше, когда в воде хватало и пищи и кислорода. Так как в тех условиях обладатели «новшества» никаких преимуществ не получали, они жили и умирали как все, а может быть и быстрее других, если новшество было обременительным. Иным дело стало в худые времена. Способность дышать воздухом позволяла, спасаясь от голода и удушья, выйти на сушу и сохранить жизнь себе и своему виду. А те соплеменники, которые не обладали нужными особенностями, вымирали.
Поселившиеся на суше передавали своему потомству — поколение за поколением — способность дышать воздухом. И биологический вид обретал полезное для него свойство, непрерывно порождая отклонения от новой «нормы», что гарантировало ему возможность в случае нужды снова сделать резкий поворот и уйти в сторону по дороге эволюции. Так некогда снова ушли в море сухопутные предки китов.
Ну, а уж коль этакие высокоинерционные массы могут делать (и по нескольку раз) столь резкие эволюционные повороты, то на что способны микробы? С их фантастическими скоростями размножения они ведь производят и фантастическое количество потомков, обладающих отклонениями от нормы. И среди этих миллионов отклонений, среди миллионов мутантов всегда найдутся такие, на которых мало действует, не действует или которым просто нравится стрептомицин, пенициллин, хлортетрациклин, левомицетин, эритромицин, олеандомицин в отдельности или даже все вместе взятые.
Но и это не все. Как выяснилось в последние годы, устойчивость к антибиотикам не обязательно является «врожденным» свойством микроорганизмов. Это свойство может передаваться с помощью генетических механизмов — упрощенно говоря, микробы способны в процессе общения друг с другом обмениваться генами устойчивости к данному лекарству. Это парадоксальное явление иначе и не назовешь, как эпидемией устойчивости среди возбудителей эпидемий!
Массовое применение антибиотиков, введение в практику новых мощных препаратов привели к быстрым и резким переменам условий существования в мире микроорганизмов и, как следствие, вызвали бурные процессы изменчивости, эволюции микробов.
С явлениями такого масштаба в биологии человечество еще не сталкивалось. И не случайно специалисты называют происходящее сегодня в микромире «эволюционным взрывом». Причин, способствовавших усилению
Изучение процесса «искусственной эволюции» микроорганизмов в настоящее время выдвигается на одно из первых мест. Ведь этот процесс затрагивает жизненно важные интересы всего человеческого общества.
Академик О. В. Бароян считает, что можно и нужно бороться против неразумного использования антибиотиков — это весьма наболевший вопрос: часть их все еще применяется без особой надобности. Определенный эффект может дать более быстрая разработка новых мощных антибиотиков, чтобы можно было подавлять наиболее приспособившихся микробов. Но рассчитывать на легкий успех, конечно, нельзя. О скорости приобретения антибиотической устойчивости кишечной палочкой уже говорилось. Вот еще пример: 99,7 процента штаммов стафилококков, выделенных от больных, оказались устойчивыми к эритромицину, который во время исследований был еще сравнительно новым препаратом. Следует подчеркнуть, что даже повсеместное рациональное применение антибиотиков теперь может лишь заглушить, но не прекратить начавшуюся уже «искусственную эволюцию» микроорганизмов. Поэтому нужны принципиально новые подходы и новые пути исследования. Их ищут генетики, эпидемиологи, микробиологи. В решении ряда вопросов слово будет, пожалуй, и за физиками, физико-химиками и химиками.
Ученые СССР, США, Японии уже получили некоторые обнадеживающие результаты. Выяснилось, в частности, что можно значительно снизить и даже вовсе снять феномен устойчивости к антибиотикам, если воздействовать на микробов различными химическими веществами. Однако, полагают исследователи, при разработке новой антимикробной тактики вряд ли удастся угнаться за изменчивостью микробов — наука всегда будет находиться перед уже совершившимися фактами, а человечество будет пребывать в роли обороняющегося, на которого «поверженный» противник наскакивает со всех сторон, бьет больно и неожиданно. Это, как известно, не самая лучшая боевая позиция. Чтобы поменяться ролями, иметь возможность предвидеть результаты того или иного вмешательства человека в естественный ход событий в мире микробов, инфекционисты считают необходимым призвать на помощь… математику.
Да, речь идет о моделировании явлений в стане микроорганизмов под влиянием тех или иных воздействий медицины. В математическую модель, обретающую жизнь в электронно-вычислительной машине, должен быть «включен» и организм человека, и коллективы людей — сфера циркуляции болезнетворных штаммов. Как писал советский ученый И. В. Давыдовский, инфекционная болезнь… это своеобразный процесс приспособления, заканчивающийся чаще всего созданием форм «симбиотических отношений», то есть мирным сосуществованием, а может быть, и взаимопомощью микробов и человека.
Нечто похожее на эволюционный взрыв происходит и в мире насекомых. Энтомологи утверждают, что именно в этом мире природа добилась максимальных творческих успехов: она создала более миллиона видов удивительно совершенных существ — вдвое больше, чем всех других видов животных, вместе взятых.
Десять процентов этой шестиногой рати вредны: они уничтожают пищу, предназначенную нам. Ущерб, который песет человечество, колоссальный. Стая саранчи — весом до 20 тысяч тонн — за день пожирает столько пищи, сколько съедает двухсоттысячное стадо слонов или пять — семь миллионов человек.