Рихард Фрибе - Союз на всю жизнь

Чтобы лучше понять, что на самом деле логично не считать бактерии врагами, возможно, поможет небольшой мысленный эксперимент. Можно попытаться представить себе, что же произошло за несколько миллиардов лет эволюции с нашими предками и предками наших бактерий.

Что было в начале? Были ли наши предки и предки наших бактерий врагами? Друзьями? Мирными соседями? Игнорировали друг друга? Или бактерии были нахлебниками, которые угощались за столом, не мешая, но и не принося пользу?

Разумеется, это гипотетический вопрос, но он стоит того, чтобы немного поразмышлять над ним.

Попробуем дать ответ: в начале предки – наши и наших бактерий – просто были.

Для того чтобы стать другом или врагом, партнером или конкурентом, наши предки и бактерии, в первую очередь, должны были встретиться. И в таком случае где-нибудь должны были совпасть еще и их жизненные интересы, поскольку те, у кого нет ничего общего (о чем можно было бы поспорить), остаются безразличными друг к другу. Таким образом, вполне вероятно, что отправной точкой всей этой взаимности была конкуренция. Ее также можно назвать враждой.

Предположим, ранний предок, который в качестве одного из первых имел чуть более близкие отношения с бактериями, был одним из тех сложенных из нескольких сотен клеток, прозрачных простейших животных, которые, по сути, состояли только из кишечника {31} 31 Предшественниками этой первичной кишки были просто скопления клеток, которые принимали питание и выделяли отходы. Лишь позднее появились животные с углублением в подобном скоплении клеток, которое выглядело примерно как мешок с одним отверстием, и еще позднее сформировалась кишка как таковая, в том виде, в каком ею обладает человек: труба, имеющая входное и выходное отверстия. Когда случился этот первый важный контакт между бактериями, никто не знает, однако это определенно произошло на очень ранней ступени эволюции. . Небольшая машина для глотания и отрыгивания, которая между глотанием и снова изрыгиванием каким-то образом переваривала проглоченное.

Вполне вероятно, что наш кишечник-предок питался одноклеточными водорослями. Вместе с водорослями он также раз за разом проглатывал несколько бактерий. Возможно, они тоже переваривались или, может, снова изрыгивались в полной сохранности.

Но в какой-то момент времени в этом процессе, вероятно, принял участие вид бактерий, который чувствовал себя там особенно комфортно. Он каким-то образом закрепился, был хорошо защищен там от бактериофагов и питался тем же, чем питалась гастрея [6] Гастрея – двуслойный организм с полостью первичного кишечника, развившейся путем впячивания. По гипотезе Э. Геккеля, является родоначальной стадией развития многоклеточных организмов. – Прим. ред. .

То, что тогда началось, было типичной эволюционной гонкой. На протяжении многих поколений приживались те бактерии, которые могли использовать кишечное содержимое с пользой. Хорошо для бактерий, плохо для Госпожи Первичной Кишки. Потому что теперь он сам получал меньшую долю того, что поглотил. На протяжении многих поколений среди гастеров наилучшие шансы на выживание и размножение, следовательно, имели те, кто мог наилучшим образом контролировать бактерии. Однако лучше всего приспосабливались те, кто даже извлекал из бактерий пользу, например, благодаря тому, что бактерии утилизировали вещества, которые кишечник не мог переварить самостоятельно, и тем самым производили что-либо, что могла употреблять гастрея. Этим бактерии занимаются до сих пор, они изготавливают, например, из неперевариваемых растительных волокон короткоцепочные жирные кислоты, которые обеспечивают приблизительно десять процентов нашей потребности в энергии.

В свое время это было хорошо для семьи первичной кишки и совсем неплохо для их бактерий. Потому что те как-никак получали свою пищу с бесплатной доставкой на дом и, кроме того, у них имелись жизненное пространство и средства к существованию. Их родственники, которые в первичной кишке стремились забрать все себе, очень скоро наелись досыта, правда, со временем остались без кишечной квартиры и поставщиков питания, так как их хозяин умирал с голоду.

Это был взаимообмен. Бактерии разлагали корм, с которым первичная кишка не могла справиться в одиночку, за это они получали бесплатную еду и кров. Со временем присоединялось все больше бактерий, а также грибы, вирусы и другие одноклеточные. Благодаря совместной работе в их распоряжении имелось достаточно энергии.

Высшие животные на протяжении многих поколений становились больше и сложнее. Пищеварительная полость непрерывно растягивалась в длину до тех пор, пока идея о транспортировке переваренной и непереваренной пищи через один и тот же проход не перестала быть эффективной. Было необходимо второе отверстие. Если посмотреть на безумно ускоренную версию эволюционного развития эмбриона, мы увидим зарождение этого второго отверстия, которое сегодня мы называем ртом.

Переход к так называемой системе трубопровода с двумя проходами стал решающим шагом в развитии нашего пищеварительного тракта. То, что за этим следовало, было лишь детальной доработкой, продлившейся в течение еще нескольких миллионов лет.

Имеющие кишечник животные продолжали увеличиваться и вмещали все больше одноклеточных. В этой фазе они уже начали развивать иммунную систему в качестве контролирующей инстанции, чтобы блокировать доступ чересчур наглым бактериям, когда существовала угроза их распространения.

Кишечная трубка в результате дальнейшего развития превратилась в рот с зубами, глотку, желудок, кишечник и анус.

Чем длиннее растягивалась система, тем больше жизненных пространств она предоставляла для развития бактерий. И они начали взаимодействовать на биохимическом уровне уже не только со своим хозяином, но и со своими микробными соседями.

Множественное число бактерий давало больше возможностей для сообщества организмов, рождающих новые свойства мутаций, а соответственно, большее количество веществ, которые приносили пользу одному из партнеров, и больше питательных компонентов, которые вместе были более полезны, чем в одиночку. И так далее.

Жизнь становилась все более сложной. Чем разнообразнее были бактерии на пути к пищеварению, тем слаженнее должна была действовать иммунная система. Она должна была научиться распределять свои силы, а не просто бороться со всем чужеродным. Во-первых, это принесло бы слишком много вреда, во-вторых, расходовало бы слишком много энергии, и, в-третьих, это также вытеснило бы полезные организмы.