Роб Данн - Дикий мир нашего тела. Хищники, паразиты и симбионты, которые сделали нас такими, какие мы есть
Муравьи, как и все мелкие создания, вездесущи. Вероятно, классической моделью для изучения взаимодействия между организмами разных видов (например, между человеком и населяющими его кишечник микробами) является пример взаимодействия между муравьями и акациями. Акация предоставляет муравьям убежище и питание в виде маленьких грушевидных плодов в обмен на защиту своей листвы. Деревья, на которых обитают муравьи, здоровее деревьев, лишенных муравьев, и растут они гораздо быстрее, так как муравьи защищают акации от многочисленной группы травоядных насекомых. Можно провести параллель между тем, как муравьи взаимодействуют с акацией и как наши организмы уживаются с населяющими их микробами. Наши микробы тоже защищают нас и обеспечивают питательными веществами в обмен на еду, которую мы поглощаем. Впрочем, можно найти еще более тесную параллель – если присмотреться к муравьям, которые занимаются собственным сельским хозяйством.
Эти существа похожи на нас больше, чем животные любого другого вида. Колонии этих муравьев, известных как муравьи-листорезы, представляют собой колоссальные сообщества. Их образуют многие тысячи или даже миллионы стерильных особей, обеспечивающих всем необходимым свою королеву. Как и в любом обществе, некоторые отдельные особи могут быть несовершенны. Одни принимают неверные решения. Других съедают враги. Третьи притаскивают в муравейник ядовитые листья, а четвертые всегда ходят не туда, куда надо. Но в целом общее дело не страдает, муравьи беспрестанно работают. Их работа заключается в доставке в муравейник измельченных листьев, где те становятся удобрением для грибных плантаций. Грибные тела – их можно назвать плодами – богаты сахарами, и муравьи кормят ими своих личинок. Эти грибы служат муравьям как бы внешним кишечником, переваривающим листья, которые насекомые неспособны переварить самостоятельно. Разные виды листорезов разводят грибы разных видов. Короче говоря, грибы и муравьи нужны друг другу, и у насекомых существует множество разнообразных способов, как использовать грибы. Такое сельское хозяйство – занятие нелегкое, но муравьи научились делать это почти безупречно. Наверное, с точки зрения грибов, кормить личинок тоже нелегкое дело, однако грибные фермы растут, колония процветает, а муравьиная королева толстеет от невообразимого количества оплодотворенных яиц.
Колонии муравьев-листорезов, поднаторевших в выращивании грибов, выглядят со стороны как хорошо налаженное поточное производство. Муравьи-рабочие таскают в муравейник листья, на которых сидят более мелкие муравьи – в их задачу входит охранять рабочих от мух, откладывающих яйца в их головы. Солдаты, чьи мышцы развиты куда лучше, чем мозг, охраняют пути транспортировки. Листья измельчаются согласованными движениями острых пилообразных мандибул. Есть и внушительных размеров королева, которая, лежа в укромном отсеке муравейника, непрерывно откладывает тысячи яиц в день, причем каждое яйцо неповторимо, как яйца Фаберже. Множество специалистов по тропической биологии сутками и месяцами следили за этой совершенной фабрикой. Почти все наблюдатели отметили необычайное сходство между муравьиными и человеческими городами. Это сравнение напрашивается само собой, но все же муравьиная колония больше напоминает не город, а единый организм. Каждого муравья можно уподобить клетке – одни клетки заняты транспортом питательных веществ, другие обезвреживают яды, и все вместе они бескорыстно трудятся ради выживания всего муравейника.
Муравьи-листорезы так же удивительны, как и их грибы. Отношения грибов и муравьев показывают, до какой степени может дойти взаимозависимость двух биологических видов. Но ученые, изучающие кишечник человека, мало знают о муравьях, по крайней мере, не больше того, что можно узнать из просмотров научно-популярных передач канала «Дискавери». Там можно увидеть то попадающих в фокус, то расплывающихся насекомых и сравнить их размер с размером человеческого пальца. Но до недавнего времени в рассказах о муравьях-листорезах отсутствовал один ключевой элемент. Было неясно, каким образом примитивная иммунная система муравьев защищает грибы – свой наружный пищеварительный тракт – от болезней. (Вы можете заметить, что этот вопрос аналогичен вопросу о том, как наш кишечник защищается от вредоносных для него бактерий.) Если такой грибной сад, какой мы видим у листорезов, остался бы без присмотра, он был бы немедленно сожран – особенно в тропиках. Однако растущие в муравейниках грибы отлично себя чувствуют и, несмотря на свою пищевую привлекательность, остаются целыми и невредимыми. Кроме того, оставалось загадкой, как муравьям удается самим оставаться здоровыми в окружении грибов.
Если живое существо в природе никто не трогает, для этого есть веская причина – оно может отвратительно пахнуть, выделять яды или защищаться каким-нибудь иным способом. Но что же отгоняет врагов от муравьиных садов и от самих насекомых, которые ежедневно соприкасаются с множеством микробов? Недавно было высказано предположение, что муравьи и грибы защищены от патогенных бацилл «хорошими» бактериями. Кэмерон Карри, биолог, ныне работающий в университете штата Висконсин, считает, что эти бактерии образуют колонии в особых местах на теле муравьев. Бактерий становится больше, когда в колонии заводятся патогенные микроорганизмы. Карри полагает, что эти микроорганизмы помогают муравьям бороться с опасными бациллами, обитающими на хороших грибах. Давно известно, что бактерии могут вырабатывать антибиотики – большинство антибактериальных препаратов, включая пенициллин, изначально были выделены из микроорганизмов. Бактерии муравьев-листорезов могут продуцировать антибиотики, подавляющие рост вредных грибов (по-латыни их называют Escovopsis), поражающих полезные грибы муравейника. Согласно гипотезе Карри, эти бактерии являются защитниками и партнерами муравьев, они живут на телах насекомых, покрывая их словно вторая кожа. Вероятно, муравьи поддерживают существование этих бактериальных колоний, чем-то вознаграждая их и удерживая на себе. Альтернативная гипотеза гласит, что эти бактерии являются защитниками не столько грибов, сколько самих муравьев. В данном случае оба объяснения выглядят вполне разумными. Таким образом, идея о том, что наш организм специально культивирует в кишечнике полезных бактерий, пришла из биологии беспозвоночных. Так как изучать муравьев легче, чем людей, то можно надеяться, что все сложные (хотя и спорные) способы взаимодействия муравьев с окружающей природой будут раскрыты быстрее, чем тонкости наших взаимоотношений с кишечными бактериями. Прав Кэмерон или нет – покажет время, но достаточно и того, что он смог посмотреть на проблему с некоторого расстояния и обнаружить нечто очень интересное. Его находка касается муравьев, но, как выяснилось, эту идею можно применить и в изучении экологии и биологии человека.
Мы склонны воображать себя очень сложными существами. Согласно прежним воззрениям, мы – вершина творения, главное звено эволюционной цепи. В то же время нам трудно представить себе, что наши взаимоотношения с другими видами по своей сложности не уступают взаимоотношениям, скажем, тех же муравьев. Но надо сказать, что и наши отношения с «родными» микроорганизмами тоже нельзя назвать простыми. Нам просто повезло, что в последнее время мы стали больше знать о жизни колоний муравьев-листорезов. В том, как мы возделываем свои бактериальные сады, мы мало отличаемся от муравьев. Наши червеобразные отростки, если они не воспаляются, выполняют, в принципе, ту же самую работу. Вопреки тому, что говорит наш мозг относительно вредоносности всех бактерий, живущих у нас в кишках и на коже, аппендикс имеет свое мнение на этот счет. Он что-то бормочет на своем примитивном бессловесном языке, и он явно знает, что говорит.
Глава 6
Мне нужен мой аппендикс (как и моим бактериям)!
11 сентября 1942 года Дину Ректору из Шатокуа, что в штате Канзас, стукнуло девятнадцать. День рождения праздновали на глубине сотни футов под водой. Над головой Ректора, кроме миллионов фунтов воды, находились еще и японские эсминцы, охотившиеся за американскими субмаринами, в одной из которых и находился Ректор. Подводники надеялись, что стальной корпус убережет их и от воды, и от вражеских торпед. Дин впервые встречал свой день рождения подобным образом.
Впрочем, праздник продолжался недолго. К утру парню стало так плохо, что он подумал, что умирает. Дина Ректора и его сослуживцев окружало множество опасностей, но на этот раз восстали внутренние демоны. Боль усилилась настолько, что Дин не смог сдержать стон. Один из моряков предположил, что у Ректора просто грипп. Может быть, это ностальгия, предположил другой. Но Ректор стонал все сильнее, и в конце концов все осознали беспощадную истину – у парня был аппендицит.
