Союз на всю жизнь
Шрифт:
Однако, когда сегодня мы называем кишечные бактерии «старыми друзьями», нам не следует основываться на слишком романтическом отношении к ним. Дружба зиждется на взаимности. Тот, кто постоянно помогает кому-либо, не получая ничего взамен, вскоре прекратит такую дружбу.
Наша дружба с нашими бактериями – это пакт, взаимообмен. Нам плохо без них, им плохо без нас, но каждый преследует свои собственные интересы. Каждая в отдельности из множества миллионов бактерий хочет есть и размножаться. Каждый отдельный человек хочет питаться, хорошо усваивать свою пищу и, да, размножаться. В том случае, если он не принимает сознательное решение не делать этого.
Человек предоставляет своим бактериям защиту, стабильно теплое местечко и поставляет питание. Это довольно много. За это он в рамках справедливой взаимности также может кое-что ожидать:
Здесь речь идет не о справедливости в философско-этическом смысле. А скорее в биологическом. В случае если взаимность не соблюдается, одна из двух сторон будет настолько ослаблена, что в конечном счете не сможет более или достаточно благополучно размножаться. Мы по-прежнему находимся в центре эволюционной гонки с нашими бактериями. Какая-либо мутация у человека, вероятно, лишает корма целый ряд штаммов бактерий. Мы в таком случае получаем больше энергии и, казалось бы, извлекаем пользу. Но, умирая с голоду, бактерии больше не производят витамины, необходимые человеку. Очевидный вред для обоих. Что в этом случае происходит в процессе эволюции?
Здесь можно вывести формулу: при отсутствии витаминов жизнеспособность организма уменьшается и мутация «отбраковывается».
Ген, который лишает бактерии питания, не одержит победу в дарвиновской борьбе. Тем не менее среди невероятного множества штаммов микробов наверняка найдется та или иная бактерия с мутацией, которая станет надежным средством в борьбе за питательные вещества человеческого организма. Благодаря этому пища, которую употребляет человек, может использоваться более эффективно и бактериями, и их хозяином. В этом случае легко можно увидеть пользу для обоих (или по меньшей мере отсутствие вреда).
Что ж, случись так, то, видимо, сложные взаимоотношения между человеком и бактериями стали бы еще запутаннее.
Зубная паста как двигатель эволюции
Такими маленькими шагами, несомненно, происходила коэволюция нас и наших бактерий, за исключением того, что все было намного сложнее. Заблуждения били ключом, злоключения, война и мир, катастрофы, взаимодействия, обратные связи. Разумеется, бактерии конкурируют и кооперируются друг с другом, имеют связи с населяющими человека грибами и другими одноклеточными, и так далее.
Многое свидетельствует о том, что она, эта коэволюция, продолжается. И, скажем так, с повышенной скоростью, поскольку все новые питательные вещества и другие средства – от медикаментов до зубной пасты – ввели совершенно новые переменные в уравнение, которое каждый человек и каждый штамм бактерий вынуждены решать ежедневно.
Симбиоз в природе представляет собой договор о взаимности, при котором обе стороны скрупулезно следят за тем, чтобы взаимообмен был сбалансированным. Несмотря на это, случается так, что один вид фактически, по крайней мере с точки зрения человека, заметно порабощает другой. Зачастую такие рабы получают что-то взамен – защиту, корм, возможности для размножения.
Симбиоз или эксплуатация – часто это только вопрос определения.
Самые тесные симбиозы в природе представляют те живые организмы, чьи клетки имеют ядро, полученное от бактерий {32} . Из первоначальной слабой взаимности образовались альянсы, в которых один партнер нежизнеспособен без другого. Конечно, подразумевается продолжающееся около 1,5 миллиарда лет тесное сотрудничество таких обладателей ядер с митохондриями и хлоропластами. Последние есть только у растений, иначе мы все были бы зеленого цвета и нам бы не требовались кишечник и книги о кишечных бактериях.
32
Бактерии не имеют клеточного ядра, как и археи (которые ранее назывались архебактерии), они относятся к прокариотам.
Митохондрии и хлоропласты являются эндосимбионтами, потомками бактерий, по которым уже почти невозможно проследить их происхождение. Это партнеры по кооперированию, которые существуют в клетках и только там передаются дальше при размножении. У них есть свой собственный все еще напоминающий о бактериях наследственный материал. Они поставляют и обрабатывают энергию для окружающих их клеток. То, что сначала звучит как порабощение, на самом деле является не чем иным, как существующим с незапамятных времен пактом о взаимности, поскольку эндосимбионты за свои услуги получают – как можно догадаться – защиту, питание, гарантию размножения.
При повторном рассмотрении истории развития живых организмов, которые человек подчинил себе, можно задать себе вопрос, кто кого использует на самом деле. От яблони, японского декоративного карпа кои, откормочной свиньи, лошади, розового куста до цукини. Кто извлекает выгоду, в контексте эволюционной теории, которая говорит о хорошем физическом состоянии и возможностях размножения, и из кого? Человек получает от животных и растений пищу и возможность успешно размножаться и выращивать потомство. Что получают за это животные и растения? Защиту, корм, возможности размножения {33} .
33
Использование животных и их убийство с целью использования – тема, вызывающая множество противоречий. Авторы данной книги это полностью осознают. Соответствующая этическая дискуссия имеет большое значение, однако в данном разделе она могла бы увести слишком далеко от темы. Здесь мы стараемся лишь прояснить, что может представлять собой взаимность в эволюционно-биологическом смысле. Так, например, племенной хряк, не подвергаясь опасности со стороны диких животных и не имея необходимости заботиться о пропитании, может стать отцом тысяч поросят, часть из которых, в свою очередь, также обзаведется потомством, – это эволюционное преимущество предоставляет ему человек, а в условиях дикой природы такое совершенно немыслимо.
Размышляя об этом, кажется преувеличением говорить о бактериях и их генах как о части нас, которая относится к нам точно так же, как наши собственные гены, наши сердца и наши почки. Мы по-прежнему мутируем и конкурируем с нашими бактериями наперегонки.
Это давняя дружба или давняя конкуренция – в любом случае давняя взаимность.
Новым, однако, является факт, что мы сегодня знаем о наших микробах: то, что они оказывают влияние на нас, наше человеческое бытие, нашу индивидуальность, наше здоровье. Мы знаем, что можем сами оказывать влияние на них, и начинаем понимать, как делать это таким образом, чтобы всем было хорошо. В новинку нам в том числе и то, насколько сильный отпечаток союз микробов наложил на высшие формы жизни, на весь животный мир например. Подробнее об этом мы поговорим в следующей главе.
Глава 5
Фермы животных
Насколько тесно человек сотрудничает со своими микробами, становится понятно далеко не сразу. У многих видов животных жизненно важные кооперации такого рода известны давно. И постоянно обнаруживаются все более удивительные альянсы.
Шанс совладать с парниковым эффектом и тем самым с изменением климата все еще существует. Не будем учитывать атомные электростанции, закачку CO2 в какие-либо пласты горных пород, отказ от автомобилей, торговлю квотами на выброс вредных веществ. Все, что потребовалось бы наряду с дополнительным количеством возобновляемых источников энергии и несколькими вполне осуществимыми мерами по экономии, – это изменение выбросов вредных веществ. Его можно было бы реализовать благодаря новым кишечным бактериям для коров всего мира, а лучше и для остальных жвачных животных в хлевах и саваннах. Вместо метана, сильнодействующего газа, способствующего более выраженному парниковому эффекту, чем CO2, все животные выделяли бы значительно меньше кишечных газов, наносящих вред окружающей среде при их выходе через рот или анальное отверстие.