Краткая естественная история цивилизации - Марк Бертнесс

можно считать во многом ответственными за успех болотных экосистем, давших толчок возникновению этих первых цивилизаций. В более широком масштабе работа, подобная этой, является экспериментальным полигоном для взаимного улучшения среды обитания и межвидовых мутуализмов, наслоенных на неявные процессы иерархической организации. Последние, в свою очередь, являются способами проверки основных компонентов симбиогенеза и гипотезы Геи.

В 1980-х гг. исследования положительных взаимодействий считались просто милыми историями о жизни Природы, но не проблесками знания относительно движущих сил планетарной самоорганизации. Читая сообщения о термитах, нуждающихся в микробах для переваривания древесной целлюлозы, которую сами термиты усваивать не в состоянии, или о тропических муравьях Дэниэла Ханта Дженсена, защищающих деревья акации в обмен на сладкий нектар, либо о коэволюции бабочек и растений, изученной Полом Эрлихом и Питером Рэйвеном, мало кто усматривал в этих сообщениях общие правила, способные изменить экологическую теорию. Это были исключения из правил конкуренции и хищничества, известных лучше всего прочего экологам и эволюционистам, выросшим в условиях холодной войны[23].

В то время как теория Геи остается коррелятивной вследствие невозможности экспериментальной проверки из-за наличия в доступности лишь одной планеты, базирующиеся на ключевых биологических видах экосистемы воспроизводятся по всему миру. Это дало ученым возможность проверить, к примеру, изменяют ли деревья в тропических и умеренных лесах местный климат в сторону большей продуктивности и стабильности экосистемы, или как мутуализм кораллов и водорослей способен создавать и поддерживать разнообразные, самодостаточные системы коралловых рифов. Такая работа может помочь нам понять, как базовые предположения гипотезы Геи – наша глубокая, богатая история коэволюционной зависимости – способны проявляться сегодня[24].

Все, от эукариотических клеток и прибрежных засоленных болот Новой Англии, как мы теоретически предполагаем, построено из взаимодействующих между собой отдельных разнородных элементов. Мы можем принять этот взгляд на жизнь и эволюцию без особой борьбы, поскольку все полнее понимаем опасности вымирания видов для экосистемы, например, из-за чрезмерного промысла. Но все же, чтобы должным образом изучить естественную историю цивилизации, мы должны пойти еще дальше и признать, что человеческий род сам по себе является симбиогенетической агрегацией. Мы, подобно экосистемам и дождевым червям, существуем благодаря кооперации видов, не являющихся нами самими, и что самое главное – мы существуем благодаря нашим симбиотическим отношениям с миром микробов.

Лишь за последнее десятилетие мы стали понимать ту фундаментально важную роль, которую микробы играли и продолжают играть в обеспечении устойчивости жизни на Земле. Из-за своего малого времени воспроизводства (микробы быстро размножаются, создавая частые возможности для действия давления эволюции) микробы точно подстраиваются под свою среду обитания и быстро формируют эволюционные системы защиты от угроз со стороны всех многоклеточных растений и животных, включая людей. Помимо этого, позвоночные животные связаны с триллионами микроорганизмов, большинство из которых обитают в их пищеварительном тракте, что играет неоценимую роль в развитии и функционировании их хозяев, особенно в их пищеварении и защите. Все многоклеточные организмы имеют симбиотические ассоциации со своими популяциями микробов, в совокупности называемые их микробиомами. Микробиомы влияют на общее состояние здоровья, устойчивость к болезням и метаболическую эффективность их хозяев и эволюционно подстроены к биологическим видам и популяциям видов. Таким образом, все многоклеточные организмы могут и должны рассматриваться как суперорганизмы, имеющие эволюционно-симбиотические ассоциации со своими микробиомами[25]. Микроорганизмы являются одновременно как колыбелью и опорой жизни, так и величайшей угрозой жизни, и человеческая жизнь не является здесь исключением[26].

С самого начала, когда микробы дали начало первым сложным клеткам, их связывали с разнообразием жизни различные симбиотические и антагонистические отношения. У людей микробы составляют 90 % клеток в толстой кишке, а микробиом кишечника контролирует многие, критически важные пути метаболизма. Недавно полученные данные свидетельствуют даже о том, что аппендикс человека, долгое время считавшийся бесполезным рудиментарным органом, в действительности служит убежищем или резервуаром для важных кишечных бактерий. После заболевания желудочно-кишечного тракта, например, дизентерией, популяция обитающих там необходимых нам микробов истощается, и тогда аппендикс помогает заселить нашу пищеварительную систему этими микробами. Тяжелая дизентерия должна была быть широко распространена среди наших предков, поскольку по мере расширения географического диапазона своего расселения и рациона питания они должны были сталкиваться со многими новыми угрозами своим микробиомам[27].

Нам потребовалось немало времени, чтобы обнаружить положительную роль наших микробных партнеров. Исследование этого мутуализма началось около ста лет назад, когда Илья Ильич Мечников и Пол Эрлих получили Нобелевскую премию по медицине и физиологии 1908 г. за открытие взаимозависимости между человеком и микробами. До работ этих авторов открытие Пастером микробной жизни легко укладывалось в рамки микробной теории болезней прошлого века, где микробы единодушно демонизировались как угроза и опасность для здоровья человека. Эта ассоциация, все еще являющаяся влиятельной и распространенной, на протяжении веков тормозила любое движение в сторону выяснения важности микроорганизмов для здоровья человека. До сравнительно недавнего времени парикмахеры были более осведомленными сторонниками пользы микробов, чем семейные врачи. Сегодня исследования в этой области застопорились успехами современной медицины, успехами, являющимися одновременно и угрозами, так как вездесущность антибиотиков отравила наш баланс между хорошими и плохими микробами.

И все же в современной медицине возрождается использование характерных для человека микробов в качестве инструмента лечения. Исследования последних лет показывают, например, что кишечные бактерии синтезируют витамины B₇, B₁₂ и K, помогающие нашему организму защищаться от болезней, начиная от диабета и заканчивая раком и болезнью Альцгеймера[28]. Большая часть жизненной силы микробов проистекает из их способности размножаться посредством «вертикального переноса генов», являющегося формой размножения, на несколько порядков более быстрой, чем способ размножения клеток растений и животных. Это дает им возможность быстро эволюционировать соотносительно изменениям экосистем. Более того, микробы могут передавать гены напрямую, без полового размножения просто путем слияния. Такой «горизонтальный» или «латеральный» перенос генов позволяет микробам функционировать в качестве сетей иммунитета и устойчивости, что делает их нашим самым важным союзником и первой линией защиты в борьбе с болезнями.

Именно этот живущий внутри нас невидимый мир требует от нас переопределения людей не как отдельных организмов, а как симбиогенетических суперорганизмов, метаболизм которых тесно зависим от микробных процессов. Мы являемся слаженным оркестром клеток, которые сами являются продуктом биогенетических симбиотических отношений, и обитаем мы на планете, биологически сконструированной средами обитания и организмами внутри нее. Мы не автономные существа: мы являемся результатом бесчисленных взаимоотношений и коопераций. Как красноречиво высказался Уолт Уитмен: «Я огромен, я вмещаю множества»[29].

На шкале времени человеческого рода