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

Другие ученые лишь посмеивались над Маргулис и не воспринимали ее всерьез, но она все же старалась изо всех сил. Будучи презирающей устои бунтаркой, она восставала против всех научных догм. «Я не считаю свои теории спорными, – как-то сказала она. – Я считаю их верными». С митохондриями и хлоропластами она определенно попала в точку, но из-за многих других заявлений к ней относились как с превеликим уважением, так и с осторожным скепсисом. Один биолог однажды рассказал мне, как услышал, что она в разговоре назвала его имя. Ого, подумал он, Линн Маргулис меня знает! И тут же она добавила: «совершенно неправ». Круто, обрадовался он, если уж Линн Маргулис считает, что я неправ, то я точно на верном пути.

Мировоззрение Маргулис на протяжении всей ее профессиональной жизни было пронизано эндосимбиозом. Ее притягивала связь между живыми существами, и она осознала, что каждое из них живет в сообществе со многими другими. В 1991 году она придумала название этой связи: холобионт – от греческого «цельная единица жизни»[264]. Термин применим ко множеству организмов, проводящих вместе значительную часть жизни. Холобионт пчелиного волка состоит из осы и всех бактерий у нее в усиках. Холобионт Эда Йонга – это я, все мои бактерии, грибы, вирусы и многое другое.

Супружескую пару из Израиля, Юджина Розенберга и Илану Цильбер-Розенберг, этот термин сразу привел в восторг. Они занимались изучением кораллов и пришли к выводу, что эти животные представляют собой совокупность организмов, чья судьба зависит от водорослей в их клетках и других микробов, обитающих рядом с ними. Считать их едиными сообществами казалось вполне логичным. Они поняли, что здоровье рифа можно оценить, лишь учитывая весь холобионт коралла.

Розенберг перенес понятие холобионта в мир генов. Эволюционные биологи к тому моменту уже считали, что животные и другие организмы – всего лишь транспорт для генов. У генов, строящих самый лучший транспорт – самых быстрых гепардов, например, или самые прочные кораллы, или самых красивых райских птиц, – больше шансов попасть в следующее поколение. Со временем эти гены распространяются все шире в популяциях. Их животный транспорт – тоже, но напрямую естественный отбор влияет именно на гены. Они, так сказать, и есть «единицы отбора». Однако о чьих генах идет речь? Животное зависит не только от своих генов, но и от генов микробов, а их зачастую в разы больше. Микробы тоже полагаются на то, что гены их хозяина выстроят организм, способный передать их следующему поколению. Рассматривать все эти наборы ДНК отдельно друг от друга Розенбергу казалось бессмысленным. Он был убежден, что они представляют собой единое целое – хологеном, который «следует считать единицей естественного отбора при эволюции»[265].

Чтобы понять, что все это значит, вспомните, что эволюция путем естественного отбора зависит лишь от трех вещей: у особей должны быть различия, должна быть возможность эти различия унаследовать, и они должны оказывать влияние на приспособленность животного, то есть его способность выжить и дать потомство. Разнообразие, наследственность и приспособленность – если все три помечены галочкой, эволюция заводит мотор и начинает воспроизводить поколения, которые адаптируются к своей среде все лучше и лучше. Гены животного явно этим трем критериям удовлетворяют, но и гены микробов животного – тоже, подметил Розенберг. У разных особей в организме находятся разные сообщества, виды и штаммы микробов – это разнообразие. Как мы уже знаем, животные передают микробов потомству самыми разными способами – это наследственность. И как мы скоро узнаем, благодаря микробам у хозяина появляются новые способности, от которых зависит его успех, – вот и приспособленность. Три галочки поставлены – и мотор заводится. Со временем те холобионты, что лучше всего справляются со сложностями, которые подкидывает им жизнь, смогут передать следующему поколению свой хологеном – совокупность генов животных и микробов. Животные и их микробы эволюционируют вместе. Это более целостный взгляд на эволюцию – он заново определяет, что такое особь, и подчеркивает неразлучность микробов и животных.

Любая попытка вот так вот переписать основы теории эволюции многих выведет из себя, и теория хологенома здесь не исключение: мало что в этой книге так же побудит спокойных и вежливых исследователей симбиоза ехидничать и огрызаться. По-моему, очень иронично – теория, посвященная сплоченности и сотрудничеству, отстраняет друг от друга людей, всю жизнь посвятивших исследованию сплоченности и сотрудничества.

Многим такое смелое заявление нравится. Оно возвышает обделенных вниманием микробов до уровня их хозяев, обводит их маркером и до кучи размещает вокруг мигающие стрелки. Оно напоминает, что микробы важны – и только попробуйте об этом забыть. «Любое животное – это экосистема на лапках, – объясняет Джон Ролз. – Мы, конечно, можем ее и как-нибудь по-другому называть, но термин «холобионт» идеально отражает всю ее суть, и ничего лучше я не слыхал».

А вот Форест Роуэр более сдержан в оценках. Он заново ввел термин «холобионт» в обращение после Маргулис, но лишь как описание живущих вместе организмов. «Это же обычный симбиоз, – утверждает он. – Разные сочетания и комбинации возникают в зависимости от внешней обстановки, а полученные в результате свойства могут приносить как пользу, так и вред». И от идеи хологенома он не в восторге. Ему это понятие кажется слащавым, как будто микробы с хозяевами жгутик об руку несутся, радостно подпрыгивая, в светлое будущее. Эволюция устроена не так. Мы уже знаем, что даже в самом гармоничном симбиозе есть место вражде. Роуэр считает, что Розенберг, представив хологеном основной единицей отбора, эту вражду умаляет. Розенберг словно утверждает, что цель эволюции – обеспечить успех целого, но это совсем не так. Она влияет и на части целого, причем нередко эти части между собой не в ладах. С Роуэром согласна эволюционный биолог Нэнси Моран, изучающая тлей и их симбионтов. «Уж я-то определенно знаю, что симбионты очень важны, куда важнее, чем считалось раньше, – рассказывает она. – Но понятие хологенома используют для прикрытия множества мутных измышлений».

Природа хологенома тоже неясна. Такой симбионт, как Sodalis, что живет в клетках мух цеце и наследуется по вертикали, связан с хозяином так крепко, что его гены можно вполне считать частью хологенома цеце. Собственные штаммы Streptomyces у пчелиных волков, тщательно отобранные множества у гидр – сюда концепция хологенома тоже подходит. Но не все животные так разборчивы. У коровьих трупиалов, кардиналов и, вероятно, многих других певчих птиц микробиом кишечника совершенно разный – у представителей одного вида разница порой