Книга слизи. Скользкий след в истории Земли - Сюзанна Ведлих

Гонка вооружений с микробами

Я только что увидел, как великолепная луна зашла за горизонт, и вслед за этим появились ее маленькие отблески – чудесные пиросомы, как будто зажегшие под водой мерцающие белые цилиндры.

Т. Г. ГЕКСЛИ, Путевой дневник на фрегате «Рэттлснейк»

Королевские комнаты обставлены в темном стиле ар-нуво. Черные стены блестят, как рубцовая ткань со слизью, разворачивается металлический вихрь – это Ксеноморф, инопланетянин из фильма «Чужой». Королева занята – она откладывает еще одно скользкое яйцо. Тот, кто видел темную королеву во второй части «Чужого» режиссера Ридли Скотта, не скоро сможет забыть такую картину. Чего стоят ее тощие веретенообразные руки, костлявый хвост и щит на шее… Ее импозантный образ придумал швейцарский иллюстратор Х. Р. Гигер, вдохновляясь при этом схожими персонажами из других работ.

Г. Ф. Лавкрафт, мастер космического ужаса и, как следствие, косвенно духовный отец «Чужого», создал в своих историях вымышленный Некрономикон – мифическую книгу мертвых, своего рода книгу волшебства, состоящую из наполненных магическим знанием каракулей. Мрачные иллюстрации Гигера к фрагментам «Некрономикона» положили начало образу первого Ксеноморфа. Тем не менее королеву Гигеру пришлось придумать самому. Существуют споры о ее происхождении и о том, где Гигер черпал вдохновение, однако снова и снова говорят о Phronima – ее, бродящую по просторам бесконечной черноты со своим выводком, едва ли можно назвать хорошей матерью. Паучьи руки, глубоко посаженные глаза под великолепным щитом: вне всякого сомнения, она похожа на королеву ксеноморфов. Тем не менее не до конца известно, послужила ли она вдохновением для Гигера или нет.

Стоит добавить, что Phronima всего несколько сантиметров длиной, и, словно прозрачная сестра Диогена, плавает в прозрачной бочке в беспросветном открытом океане. Ее пристанищем является внешняя оболочка и последние останки сальпы – животного, которого Phronima выбирает в качестве объекта паразитирования. Она превращает останки сальпы в гнездовую полость для своего выводка.

Сальпы – представители класса оболочников (туникатов), которые, несмотря на простоту облика, нам, позвоночным, очень близки. Во многих ситуациях они помогают лучше понять нашу собственную эволюцию. Многие туникаты выглядят как гелеобразные бочонки и функционируют по простому принципу: морская вода затекает внутрь через одно отверстие, а через другое выходит. Планктон при этом остается внутри, там организм сальпы его фильтрует и переваривает, используя при этом сеть из слизи.

Жизненные циклы большинства туникатов невероятно сложные, поскольку они включают как одиночные, так и колониальные этапы. Во время колониальной фазы тысячи сальп объединяются в цепочки в несколько метров длиной. Другие туникаты объединяются в гелеобразный матрикс и таким образом превращаются в пиросомы, или, как их еще называют, огнетелки. Они могут достигать двадцати метров в длину, сияя при этом невероятно ярким светом. Этот свет голубыми волнами распространяется по площади цилиндра, как отмечал биолог-эволюционист Томас Генри Гексли. Когда этот цилиндр открывается, в него легко может поместиться человек, однако ныряльщикам не рекомендуется проплывать внутри этой трубы, потому что матрикс очень вязкий и неподатливый. В пиросомах уже запутывались рыбы и даже, по слухам, как-то был обнаружен один утонувший пингвин.

Элегантные аппендикулярии, или ларвацеи, выглядят как головастики. Они носят с собой слизистый фильтр, похожий на изысканное жабо. Хвосты этих существ волнообразно изгибаются и образуют ток воды через камеры фильтра, проходящий в более крупную слизистую полость – домик, где накапливаются питательные частицы в настолько высокой концентрации, насколько это возможно. Туникаты – одни из многих морских животных, использующих вязкую слизистую сеть. Она эластична настолько, что может фильтровать улов в зависимости от его величины и формы. Правда, туникатам приходится обходиться без таких бактерий, как Pelagibacter ubique, поскольку они, в силу своей особой внешней поверхности, легко проскальзывают сквозь слизистую сеть.

Однако домики быстро засоряются и сбрасываются до того, как животное произведет новый слизневый домик – у некоторых аппендикулярий может быть до сорока домиков в сутки. Эти домики опускаются на дно моря и служат важным источником питания для других видов. Это объясняет, почему пелагические туникаты, живущие в открытом океане, – в частности, сальпы, пиросомы и аппендикулярии – так важны для морских пищевых цепочек. Это очень распространенные организмы, однако в необъятной среде обитания их сложно обнаружить, а также они слишком хрупки для многих методов анализа. Поэтому исследователи зачастую фокусируются на более крепких туникатах, поскольку их проще обнаружить.

К ним относится оседлая и вездесущая Ciona intestinalis, уже давно выбранная учеными для исследования в лаборатории. При этом целью изучения этого представителя оболочников является исследование не только секретов загадочной группы организмов, но и развития нашего собственного пищеварительного тракта. В эволюционном плане наш пищеварительный тракт уникален, поскольку только млекопитающие покрывают свой кишечник одной лишь слизью. Беспозвоночные организмы в качестве барьера используют хитин, тогда как Ciona intestinalis использует и то, и другое. Она покрывает попадающие из морской воды частицы слизью, которая скручивается в жгут и в таком виде попадает в кишечник.

Рисунок 19. Оседлая Ciona intestinalis относится к оболочникам (1). Ларвацеи, такие как Barthochordaeus charon, используют фильтры из слизи, чтобы отбирать питательные частицы, поступающие из воды (2)

Микробы при этом похожи на безбилетных пассажиров, которые, тем не менее, сталкиваются со слоем хитина[7], который отделяет ткани, как физический барьер. Без этого материала туникаты бы погибли. Волокна хитина находятся в слизистом матриксе, основанном, как и гели в нашем кишечнике, на муцине. На этом сходство заканчивается, поскольку наша слизь, в отличие от слизи оболочников, имеет более сложную структуру, что необходимо в борьбе против патогенов. Наша слизь привлекает микробов с помощью специальной молекулярной приманки, схожей с их стыковочными пунктами в тканях, а затем быстро их перерабатывает. Более того, в слизи млекопитающих находятся полезные микробы, так называемый микробиом, не оставляющий места патогенам. Микробы помогают нашей иммунной системе созреть и работают с ней сообща. К тому же наш пищеварительный тракт, в отличие от тракта Ciona, разделен на специальные секции с урегулированным комплексом питательных веществ и необходимой степенью защиты.

Рот – это обманчиво благоприятная среда для микробов. Муцины в слюне совершенно по-разному обращаются с захватчиками. MUC5B, к примеру, отправляет Streptococcus mutans в сон, как Спящую красавицу, и делает этого возбудителя кариеса безвредным, поскольку он, будучи в «спящем» состоянии не сможет прикрепиться к поверхности зуба. Существует предположение, что оборонная тактика муцинов рассчитана на то, что возбудители, всегда нападающие вместе, будут находиться порознь. Другие муцины, напротив, собирают микробов вместе и избавляются от них с помощью