Рихард Фрибе - Союз на всю жизнь

Если посмотреть на такое совместное прошлое людей и микробов, становится ясно, почему у нас так много общего. Человеческие клетки в значительной степени управляются генами, которые есть и у бактерий. Это прежде всего такие наследственные характеристики, выполняющие основополагающие функции, которые на пути от одноклеточных к человеку почти не изменились. Их называют генами «домашнего хозяйства». Многочисленные сходства также делают их интересными для исследователей фундаментальных наук, которые стремятся раскрыть основополагающие генетические или цитобиологические механизмы.

Если взглянуть на совместный жизненный путь, становится ясно, что нас связывают между собой не только гены и метаболические пути. Это можно было бы назвать скорее старой дружбой. Мы знаем друг друга уже – здесь это громкое слово действительно является уместным – целую вечность. Вместе мы пережили плохие и хорошие времена. Мы притирались друг к другу, спорили. Мы не можем друг без друга, ведь мы всегда были вместе.

«Как ужасен и странен десяток восьмой» [7] Речь идет о песне Old Friends музыкального дуэта Simon and Garfunkel и строках из песни: How terribly strange to be seventy. – Прим. ред. , – поют Саймон и Гарфанкел в своей песне о двух старых друзьях на скамейке в парке. Как это невероятно странно – состариться вместе. То же могли бы сказать друг другу человек и микробы, если бы вдруг сидели рядом на скамье в парке, вот только они вместе уже около 700 миллионов лет.

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: помощь в переваривании, выработку веществ, которые он не может получать самостоятельно, ассистирование в борьбе с микроорганизмами извне.

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.

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.

Поиск равновесия, динамичного, но все-таки в некоторой мере стабильного баланса, который создает условия для существования всех участников, продолжается каждый день.

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} 32 Бактерии не имеют клеточного ядра, как и археи (которые ранее назывались архебактерии), они относятся к прокариотам. Растения, грибы и животные, напротив, имеют клеточное ядро и называются эукариотами. . 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.

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.