Гриб съел моих соседей: правила общежития на триллионы существ

Роб Данн. Не один дома. Естественная история нашего жилища от бактерий до многоножек, тараканов и пауков. М.: Альпина нон-фикшн, 2021. Перевод с английского Максима Винарского. Содержание

1. В наших домах вместе с нами живут около 200 000 видов разных существ.

Роб Данн вместе со своими коллегами провел лишь приблизительный подсчет форм жизни, соседствующих с человеком в доме, но даже его результаты глубочайшим образом поразили ученого. Это и стало поводом для написания книги, которая теперь, в свою очередь, призвана поразить читателей. Рядом с человеком, в какой бы точке мира он ни находился, живут десятки и сотни разных видов позвоночных и еще больше видов растений. Гораздо более разнообразны членистоногие, в том числе насекомые. Но если позвоночных и насекомых еще можно увидеть невооруженным глазом, то с представителями царства грибов это часто не удается (до поры до времени) — а между тем численность соседствующих с нами видов грибов превосходит позвоночных и членистоногих вместе взятых. Не говоря уже о бактериях, превосходящих по численности совокупность видов грибов, растений, членистоногих и позвоночных. Мельче бактерий только вирусы, среди которых есть и те, что инфицируют растения и животных, и так называемые бактериофаги, — но в целом их не так много, как бактерий. И все это вместе составляет около 200 000 тысяч видов, которые растут, ползают, бегают, прыгают, плавают и летают рядом с нами да и в нас самих.

2. Борьба с микробами больше помогает рыжим тараканам, а не человеку.

Как отмечает автор, тем, кого впечатлил первый приведенный факт, не стоит сразу бежать за химическими средствами для борьбы с бактериями. На самом деле, применение таких средств на фоне все возрастающей изолированности наших жилищ от внешнего мира ведет к уничтожению многих полезных для человека видов бактерий. Борясь у себя дома со всеми подряд бактериями, мы тем самым облегчаем жизнь (и попадание в наш дом) таким устойчивым к внешним воздействиям видам, как рыжий таракан, постельный клоп или золотистый стафилококк. Данн пишет, что борьба с домашней микрофлорой не только способствует их выживаемости, но и ускоряет их эволюцию:

«Виды, живущие по соседству с нами, эволюционируют с беспрецедентной скоростью — возможно, самой высокой за всю их историю на Земле. И достигается она за наш с вами счет. В результате исчезают более уязвимые виды, не способные конкурировать с вновь возникающими и весьма вредоносными штаммами. Добавлю к этому, что масштаб происходящих изменений огромен. Наши жилища представляют собой постоянно растущие биомы, превосходящие по площади некоторые естественные».

3. Иммунной системе требуется «пакт о ненападении» с внешним миром.

Наша иммунная система призвана защитить нас в том числе и от негативного влияния многочисленных «соседей», которое может быть очень разнообразным. Данн сравнивает ее с «малым правительством», состоящим из большого числа подразделений, часть которых отдает команды, а часть — выполняет. За их согласование отвечает система управления, которая иногда дает сбои. В целом, существует два основных механизма работы иммунной системы. Первый развивается в том случае, если антиген (например, белок пылевого клеща или смертельный патоген), обнаруживается иммунными клетками на коже, в кишечнике или в легких, что вызывает цепь сигналов, которая определяет, атаковать этот антиген прямо сейчас или спустя некоторое время. Если атака начинается немедленно, то на антиген нападает армия лейкоцитов. Иммунная система обнаруживает антигены и принимает решение о борьбе с ними — и, пока все работает нормально, она оперативно отвечает на угрозы. Но если происходит сбой, то иммунные клетки набрасываются на ложные цели, что способствует развитию аллергий, астмы и других хронических заболеваний.

Второй механизм функционирования направлен на поддержание иммунной системы в состоянии готовности и предотвращение ненужных и избыточных для организма иммунных атак. Он регулирует иммунный ответ на антигены — ведь, по сути, большинство антигенов не опасны, особенно те, что встречаются в жизни человека достаточно часто и связаны с обычным воздействием внешнего мира или с микробами, живущими на коже, в легких или кишечнике. Задача второго механизма состоит в том, чтобы постоянно напоминать организму об этом.

4. «Дефицит природы» способен свести нас с ума и загнать в могилу.

Потеря биоразнообразия воздействует на психологическое состояние и иммунную систему человека.

Многие ученые утверждают, что контакт с природой снижает стресс и улучшает наше внимание. Кроме того, синдром «дефицита природы» наводит на мысли о связи биологического разнообразия окружающей среды, способности детей к обучению и их психологическому благополучию. Множество теорий говорит о том, что вытеснение флоры и фауны из нашей повседневности вызывает эмоциональные, психические и интеллектуальные расстройства. Ученые также предполагают, что отсутствие контакта с природным многообразием не только ухудшает наше эмоциональное самочувствие, но и способствует развитию аутоиммунных воспалительных заболеваний — таких, как аллергия и астма. Впервые эту гипотезу высказал в 1989 году эпидемиолог Дэвид Стрэчан из Университета Святого Георгия в Лондоне. Он и его единомышленники предположили, что сдерживающий механизм иммунной системы начинает давать сбои, когда ему недостает внешних стимулов, отчего и возникают аутоиммунные заболевания. Иными словами, этот механизм в чем-то напоминает современные нейросети, принципом функционирования которых является постоянное обучение, в отсутствие которого нейросеть просто не может работать нормально.

5. Российские карелы страдают от аутоиммунных заболеваний меньше, чем финские. Но живут все равно хуже.

Для подтверждения гипотезы, изложенной в пункте 4, ученые изучили данные по аутоиммунным заболеваниям карелов, живущих на территории Финляндии и Российской Федерации. Их условия жизни за последние пятьдесят лет стали сильно отличаться. Данн пишет:

«Образ жизни российских карелов за последние 50–100 лет не претерпел серьезных изменений. Они живут в небольших сельских домах, без кондиционеров и центрального отопления, постоянно контактируют с домашними животными, включая крупный рогатый скот, и выращивают овощи на своих огородах. <...> Финские карелы живут совсем в другой среде. В основном это жители больших и малых городов, где биоразнообразие резко снижено. По сравнению с сородичами из России, большую часть времени они проводят в закрытых помещениях, в домах, надежно изолированных от окружающей среды. Это больше напоминает жизнь на борту космического корабля, чем среди полей и лесов».

В итоге статистика показала, что жители финской Карелии намного чаще подвержены хроническим заболеваниям, чем их российские соседи. В Финляндии частота таких заболеваний, как астма, сенная лихорадка, экзема и ринит, была и остается в 3–10 раз выше, чем в России. В российской Карелии вообще не встречается сенная лихорадка и аллергия на арахис. Данные же из финской части Карелии показывают, что она давно стала частью большого стерильного мира, где процветают хронические заболевания.

Однако автор также замечает, что «в современной российской Карелии ожидаемая продолжительность жизни сравнительно невелика из-за автокатастроф, алкоголизма, курения и всевозможных комбинаций этих факторов. В финской части Карелии эти причины смертности распространены гораздо меньше. Можно сказать, что карелам, живущим в России, повезло меньше, чем их собратьям по ту стороны границы».

6. Природа очищает воду лучше любых фильтров. Но потребуется время. И желательно рачки.

Как показывают научные исследования, самой чистой водой является отнюдь не дистиллированная вода, лишенная каких бы то ни было признаков жизни, а вода, очищенная самой природой. Чтобы такая очистка происходила эффективно, нужны нетронутые естественные водоразделы и очень много времени. Кроме того, такие водоразделы обязательно должны быть изолированы от токсинов и болезнетворных микробов. Главный же признак чистоты природных вод — присутствие мелких членистоногих, таких как разноногие и равноногие рачки, среди которых нередко встречаются настоящие живые ископаемые, чье устройство практически не изменилось за миллионы лет. Обычно они обитают только в таких местах, где разнообразие других видов в экосистеме велико, и каждый из них выполняет собственную функцию — что и является главным признаком живой экосистемы. Стерильная чистота такой системе просто противопоказана.

7. В вашей душевой насадке кипит жизнь, и ученые пока не в силах в ней разобраться.

Душевая насадка представляет собой одну из простейших экосистем в вашем доме. Как отмечает автор книги, «среднестатистическая насадка содержит десятки, иногда сотни, но все-таки не тысячи видов микробов», которые образуют «биопленку» — «красивый термин, которым ученые заменяют слово грязь». Так, среднестатистическая душевая насадка в США обычно содержит биопленку, в которой присутствуют триллионы отдельных организмов, образующих слой толщиной примерно в полмиллиметра. Дело в том, что протекающая через душевую насадку вода обычно имеет высокую температуру, которая способствует размножению бактерий. Микробы, подобно морским губкам, извлекают из воды питательные вещества, поэтому чем чаще используется душ, тем обильнее их рацион. По замечанию Данна, одна капля воды содержит ничтожное количество ресурсов, в то время как в тысячах литрах воды, проходящей через душевую насадку, обнаруживается вполне достаточный для жизни объем питательных веществ. Кроме того, в душевой насадке происходит постоянная борьба за ресурсы:

«Они [микробы] формируют особую устойчивую экосистему, где каждый вид играет определенную роль. Например, в биопленках есть свои хищники — свободноплавающие бактерии, которые, как мог бы выразиться Левенгук, „снуют туда-сюда подобно щукам”. Да, в насадке вашего собственного душа встречаются такие миниатюрные хищники, которые присасываются к другим бактериям, пробуривают отверстия в их клеточных стенках и впрыскивают внутрь пищеварительные ферменты».

Любопытно, что в этих микробах очень трудно разобраться и понять, какие из них приносят человеческому организму пользу, а какие для него вредны. По меньшей мере некоторые из штаммов микобактерий, обитающих в душевой головке, вызывают болезни, а некоторые уменьшают стресс. Однако уточнить, какие именно штаммы отвечают за одно и за другое, ученым пока не удается, так что душевые процедуры остаются под властью слепой воли случая — к счастью, чаще всего не обладающей роковыми последствиями.

8. Механизм работы фекальной трансплантации пока не прояснен до конца.

Конечно, лучше всего было бы разобраться, в каких именно бактериях нуждается человек, и создать условия для их присутствия в его жизни. Но поскольку сделать это пока затруднительно, ученые предпринимают частные попытки подобных операций, одной из которых является так называемая фекальная трансплантация. Как отмечает Данн, сегодня это одно из лучших средств лечения пациентов, зараженных патогенным микробом Clostridium difficile, который вызывает диарею. Фекальная трансплантация происходит в несколько этапов. Сперва человеку вводят огромную дозу антибиотиков — это «тактика выжженной земли» по отношению к микрофлоре кишечника, вместе с которой погибают и патогенные микробы. Затем, чтобы ее восстановить, пациенту вводят фекальную микробиоту от здорового человека. И, как показывает практика, это прекрасно работает. Микробиологи видят в этой операции метод медицины будущего, но при этом признают, что пока не знают, какой именно вид микробов играет главную роль в восстановлении микрофлоры.

9. Грибы следуют за уровнем влажности, пожирая все на своем пути.

Не будет слишком большим преувеличением сказать, что грибы присутствуют везде, где бы ни оказался человек, — в древней пещере, на римских форумах, в средневековых замках, современных торговых центрах или космических станциях. И если их не видно невооруженным глазом, это не значит, что сейчас их нет с вами рядом. Скорее всего, они просто ждут, когда обстановка станет чуть более влажной... Тогда они, следуя за градиентом влажности, начинают расти и активно размножаться, пожирая все на своем пути — от камней и дерева до металла и пластика:

«Если бы вы только могли слышать эти ужасающие звуки — звуки, издаваемые грибными гифами, вгрызающимися в клетки старой древесины и взламывающими их одну за другой. С помощью гиф грибы питаются и стелются по субстрату. Гифы сокращаются в одном участке и растягиваются в другом; так гриб движется, медленно переползая с места на место».

Проведите небольшой мысленный эксперимент: постарайтесь посмотреть на ваше жилище с точки зрения грибов. Тогда, скорее всего, перед вами предстанут очень питательные кирпичные, каменные или деревянные стены, на которых висят крайне аппетитные обои. Комнатная пыль будет выглядеть как самое изысканное лакомство. А если вам попадется бумага или солома, то вашему восторгу просто не будет предела. Но оставим эту жуткую картину и вернемся к аналитическим данным, говорящим, что по мере роста грибов увеличиваются масштабы их действий. Как отмечает автор, некоторые грибы, если позволить им расплодиться, могут уничтожить до основания целый дом с такой же легкостью, как обычное бревно.

10. Вопреки расхожему мнению, пауки крайне редко кусают человека.

Чаще всего пауки используют свой яд для охоты, а не для защиты, и предпочитают спасаться бегством, а не атаковать существ, представляющих для них опасность. Для подтверждения своих слов Данн описывает эксперимент, в ходе которого исследователи пытались заставить пауков вида «черная вдова» кусать искусственные пальцы. В опыте участвовали сорок три паука, ни один из которых так и не соблаговолил укусить предложенную жертву. Даже после щелчка, полученного от искусственного пальца, ни один из пауков не укусил его. Никто из пауков так и не решился дать сдачи даже после шестидесяти последовательных толчков. И только когда ученые стали сдавливать пауков искусственными пальцами, они получили ожидаемый результат: шестьдесят процентов подопытных существ, которых сдавливали по три раза подряд, кусались в ответ. И то лишь половина из этих укусов содержала яд. Безусловно, такой укус может быть для человека очень болезненным, но при условии отсутствия яда абсолютно безопасным — ведь яд предназначен преимущественно для комаров и мух.