Эта книга сделает вас умнее

Мы живем на планете микробов. На каждый кубический сантиметр воды в океанах, озерах и реках, на каждый кубический сантиметр земной коры или нашей атмосферы приходится миллион микробных клеток. На каждом из нас, внутри и снаружи, более 100 триллионов микробов. Существуют микробы, способные выдержать миллионы рад ионизирующего излучения и пережить воздействие таких кислот и оснований, которые нашу собственную кожу тут же растворили бы. Микробы живут во льду, микробы процветают при температурах выше 100 °C. Есть жизненные формы, которые существуют в углекислом газе, метане, сере и сахаре. За несколько последних миллиардов лет мы отправили в космос триллионы бактерий; в течение долгого времени мы обмениваемся веществом с Марсом, так что будет весьма удивительно, если мы не найдем следов микробной жизни на других планетах нашей Солнечной системы, в частности на Марсе.

Димитр Саселов с коллегами не так давно обнаружили многочисленные «земли» и «суперземли» – очень похожие на Землю планеты за пределами Солнечной системы. На некоторых из них есть вода, что сильно повышает вероятность того, что там есть и жизнь. Саселов рассчитал, что в нашей галактике есть примерно сто тысяч похожих на Землю планет (с похожей и большей массой, чем наша). Наша Вселенная молода, так что там, где сегодня есть микробы, в будущем появится разумная жизнь.

Изучение все более далеких космических горизонтов изменит нас навсегда.

Микробы правят миром

СТЮАРТ БРАНД

Составитель сборника Whole Earth Catalog

(«Каталог всей Земли»), соучредитель сетевого сообщества The WELL, соучредитель компании Global Business Network, автор книги Whole Earth Discipline

(«Дисциплина всей Земли»)

«Микробы правят миром». Эта фраза, открывающая доклад Национального научно-исследовательского совета под названием «Новая наука метагеномика», возвестила новое понимание биологии и, возможно, всего нашего общества.

Все началось с секвенирования ДНК «методом дробовика» (shotgun sequencing)

 – технологии, позволившей расшифровать геном человека гораздо раньше, чем этого можно было ожидать. С 2003 года Крейг Вентер с сотрудниками секвенировали геномы больших популяций бактерий. Они обнаружили тысячи новых генов (в два раза больше известных к тому времени), выяснили, какие гены отвечают за синтез определенных протеинов и, соответственно, какую роль играют. Благодаря этому мы начали лучше понимать, что зависит от бактерий. «Метагеномика» произвела революцию в микробиологии, и волны этой революции будут ощущаться в биологических науках еще много десятилетий.

По мнению микробиолога Карла Воуза, на микробы приходится 80 % всей биомассы Земли. Крейг Вентер утверждает, что в одной пятой чайной ложки морской воды содержится миллион бактерий (и 10 миллионов вирусов), и добавляет: «Если вы не любите бактерии, значит, вы живете не на той планете. Это планета бактерий». Большую часть обмена веществ на нашей планете осуществляют микробы. Когда Джеймс Лавлок задался вопросом, откуда берутся газы, делающие земную атмосферу столь удивительным феноменом (гипотеза Геи), ему ответила микробиолог Линн Маргулис. Нашу атмосферу контролируют микробы. Они также контролируют большую часть нашего тела. Человеческая микробная биомасса в нашем кишечнике, во рту, на коже и повсюду укрывает три тысячи видов бактерий с 3 миллионами различных генов (в человеческих клетках всего восемнадцать тысяч генов или около того). Как показывают последние исследования, нам необходимо иметь микробов «на борту» для нормальной работы нашей иммунной и пищеварительной систем.

Эволюция микробов, которая продолжается уже более 3,6 миллиарда лет, сильно отличается от того, как мы обычно представляем себе эволюцию по Дарвину, когда гены передаются следующим поколениям и медленно проходят через фильтр естественного отбора. Бактерии беспорядочно обмениваются генами в каждом поколении. У них есть три механизма «горизонтальной передачи генов» между самыми разными видами бактерий, поэтому они эволюционируют постоянно и очень быстро. То, как они передают потомкам счастливо приобретенные гены, что происходит непрестанно, очень напоминает ламаркизм – наследование приобретенных признаков.

Такая «трансгенная» природа микробов показывает, что в генетически модифицированных зерновых нет ничего нового, особенного или опасного. Специалисты в области полевой биологии считают, что биосфера похожа на пангеном – взаимосвязанную сеть постоянно циркулирующих генов, содержащую гены всех клеточных линий данного вида. Биоинженеры, работающие в новой области – синтетической биологии, имеют дело непосредственно с заменяемыми генами микробов, что весьма облегчает работу.