Вселенная внутри нас. Как микробы обогащают наш взгляд на жизнь - Эд Йонг

кишмя кишат бактерии! Оса, выделяющая микробов из усиков? Неслыханное дело. И что еще более странно, бактерии были одни и те же. В усиках у всех пчелиных волков содержится один и тот же штамм Streptomyces.

Это стало отличной подсказкой. Бактерии Streptomyces мастерски убивают других микробов – на этой группе бактерий основано две трети наших антибиотиков. А молодому пчелиному волку антибиотики точно не помешают. Съев запасенных пчел, он окружает себя коконом и остается в нем зимовать. Целых девять месяцев он заключен в теплую влажную камеру – идеальное место для болезнетворных грибов и бактерий. Калтенпот решил, что антибактериальная паста матери поможет детенышу не подхватить смертельную инфекцию. И действительно, понаблюдав за личинками, он обнаружил, что они «вплетают» бактерии из пасты в волокна кокона, так что детеныши укрываются самотканым одеялком из микробов, вырабатывающих антибиотики. Когда Калтенпот забирал у молодых ос белую пасту, в течение месяца почти все погибали от микоза[249]. А когда он ее оставлял, все обычно выживали. Весной новоиспеченные взрослые осы выбираются из коконов и наполняют усики теми же Streptomyces, что защищали их всю зиму. И вот они разлетаются – копать свои норы, ловить своих пчел и передавать жизненно важных микробов своему потомству.

Подобные акты трансмиссии, во время которых животные передают потомству микробов в эстафете поколений, в мире симбиоза имеют едва ли не наибольшую важность, ведь они переплетают между собой судьбы хозяев и симбионтов[250]. Они гарантируют, что долгий вальс и правда будет долгим, что он будет продолжаться веками, что новые поколения животных и микробов вступят в связь, как и их родители. И с помощью эволюции они заставляют танцоров сливаться друг с другом в танце еще ближе. Микробам под давлением эволюции приходится развивать у себя способности, приносящие хозяевам пользу, чтобы с ними хотело танцевать больше партнеров. А у животных должны появляться новые эффективные способы передачи потомству микробного наследства.

Поселить микробов прямо в яйцеклетках надежнее всего – тогда и симбиоз будет задушевнее некуда. Митохондрии – бывшие бактерии, дающие нашим клеткам энергию, – и так уже там, так что от матери к ребенку они переходят без лишней мороки. Других микробов приходится туда заселять – так делают глубоководные моллюски, морские плоские черви и целая куча разных видов насекомых. Будучи лишь оплодотворенной яйцеклеткой, они уже находятся в сопровождении микробов. Они никогда не бывают одиноки.

Обеспечить потомству нужных микробов можно и без яйцеклетки. Многие насекомые идут по тому же пути, что и пчелиные волки: устраивают там, где вылупятся их детеныши, микробную заначку. В этом особенно преуспели клопы-щитники. Мало кто знаком с ними лучше, чем Такема Фукацу – энтомолог с заразительным энтузиазмом, вознамерившийся изучить всех существующих на Земле насекомых[251]. Он обнаружил, что представители одного вида щитников упаковывают микробов в прочные погодостойкие капсулы и раскладывают их рядом с яйцами, а вылупившиеся клопята потом эти капсулы поедают. Представители другого вида покрывают сами яйца желеобразным веществом с микробами. А вот у одного вида японских щитников – обаятельных букашек с красно-черной окраской, милых взгляду, но немилых урожаю, – тактика самая надежная. Большинство насекомых сразу покидают детенышей на произвол судьбы, а эти охраняют яйца до последнего. Самка их высиживает, словно курица, а иногда даже кормит вылупившихся нимф кусочками плодов. Она каким-то образом чувствует, когда они вот-вот вылупятся, и прямо перед чудом рождения обильно поливает яйца слизью с бактериями из тыльной стороны тела. Яйца в белой жидкости теперь напоминают мармеладки, покрытые самой мерзкой глазурью на свете. Детеныши вылупляются, проглатывают слизь – и их тут же заселяют свежайшие кишечные микробы. Забудьте ненадолго об отвращении и задумайтесь о значимости этого момента: каждый клопик с первым глотком перестает быть индивидом со стерильным организмом и становится колонией из множеств, богатой экосистемой.

Муха цеце – кровосос, распространяющий среди людей сонную болезнь, – тоже снабжает детенышей микробами, только на этот раз в своем собственном теле. Это насекомое, которое изо всех сил старается стать млекопитающим. Муха цеце не откладывает яйца – она живородящая. И вместо того чтобы перестраховаться и произвести на свет сразу много детенышей, она направляет все силы на одну-единственную личинку – выращивает ее в матке и кормит жидкостью, напоминающей молоко. В молоке достаточно питательных веществ и микробов (в том числе, кстати, Sodalis), так что, когда абсурдно крупный детеныш вылезает из несчастной матери (поверьте, у людей роды по сравнению с этим – пара пустяков), у него уже есть все нужные партнеры-бактерии[252].

Другие животные, перед тем как накормить детенышей микробами, ждут, пока те вылупятся или родятся. Детеныш коалы в шестимесячном возрасте отлучается от материнского молока и переходит на листья эвкалипта. Но перед этим он трется носом о ягодицы матери, на что она в ответ выделяет кашицу, которую малыш должен проглотить. В кашице содержатся бактерии, позволяющие маленькой коале переваривать жесткие листья эвкалипта, причем их там в 50 раз больше, чем в обычных фекалиях. Без этого первого обеда со всеми последующими придется тяжко[253].

У людей, к превеликому облегчению, кашицы нет. Бактерий у нас в яйцеклетках тоже нет, не считая митохондрий, а мамы не поливают нас слизью. С первыми микробами мы знакомимся при рождении. В 1900 году французский педиатр Анри Тиссье выдвинул предположение, что матка – это стерильная камера, отделяющая ребенка от бактерий. Нашему уединению приходит конец, когда мы проходим по родовым путям и встречаемся с вагинальными бактериями. Это наши первые поселенцы – первопроходцы в наших пустых экосистемах. Мы, как и японские клопы-щитники, появляемся на свет в маминых микробах. Недавние исследования ставят этот факт под сомнение, указывая на следы ДНК микробов там, где их быть не должно, – в околоплодных водах, пуповинной крови и плаценте, – но их результаты весьма спорные[254]. Неясно, как микробы туда попали, важно ли это и были ли они там вообще, – возможно, это ДНК отмерших клеток или бактерий, случайно попавших в образцы. Не исключено, что теория Тиссье о стерильности матки действительно неверна, но пока нам нечем ее опровергнуть.

Даже если животные не получают микробов вертикально, то есть от родителей, у них есть возможность «поймать» нужных симбионтов горизонтально. Многие животные регулярно засеивают все вокруг исторгнутыми микробами, которые затем попадают к их потомству[255]. Некоторые работают напрямую. Термиты, по словам Грега Херста, предпочитают лизать зад – по-научному это называется «проктодеальный трофаллаксис». Им, как и коалам, нужны микробы, чтобы переваривать пищу, только уже древесину, и они их получают, высасывая соответствующую жидкость у