Как микробы управляют нами
Тайные властители жизни на Земле
Для кого эта книга?
Боитесь ли вы микробов? – Скорее всего, да, ведь в наше время образ микроба как опасного существа, способного сильно насолить человеческому здоровью, используется повсюду – в рекламе антибактериальных средств, в листовках и видеороликах по соблюдению гигиены, в рассказах не очень образованных людей, которые думают, что «коварные микробы» убивают человечество. В результате, это провоцирует у общества многочисленные страхи, и даже фобии по поводу микробов и бактерий. Биохимик Эд Йонг подробно и популярно рассказывает о том, что всё наоборот, и без существования микробов и бактерий человечество бы давно вымерло – такая сильная связь существует у нас с микроорганизмами. Что ж, пора узнать о том, как микробы управляют нами!
Научитесь ценить своих микробов
Что первым приходит вам на ум при слове «микроб» или «бактерия»? Может быть, что-то вроде: «А, это те мерзкие мелкие твари, которые каждый год на несколько дней выбрасывают меня из жизни, атакуя мой организм и вынуждая лежать в постели и пить ромашковый чай, ту еще гадость!»
А вы знали, что наличие в человеческом организме микробов, в частности, бактерий, – это единственная причина, по которой наша иммунная система может функционировать? Микробы жизненно важны для осуществления всех функций нашего организма, при этом микробов в нем больше, чем клеток тела!
Вы научитесь ценить работу микробов и относиться к ним как к маленьким помощникам своего организма. А также узнаете о той исключительной роли, которую микробы сыграли в эволюции, и о том, почему дружить с микробами означает находиться в хорошей компании. Кстати, последнее утверждение верно не только для людей, но и для всех живых организмов.
Кроме того, вы узнаете:
- сколько микробов помещается на булавочной головке;
- как микробы делают рыб невидимыми; а также
- почему некоторые листья на яблонях не желтеют осенью.
Микробы есть везде, они помогают нашей планете функционировать
Микробы существуют так давно, что это сложно представить. Если 4,5 миллиарда лет, в течение которых существует Земля, взять за один календарный год, то люди появились бы на ней только в последние полчаса 31 декабря, через пять дней после того, как вымерли динозавры. Тогда как микробы были бы на Земле еще с марта.
Это было очень давно, и некоторое время микробы оставались единственными живыми существами на планете. Но даже тогда они работали изо всех сил, создавая ту планету, на которой мы сейчас находимся.
Термин «микробы» фактически относится к широкому кругу крошечных одноклеточных организмов, например, различных видов бактерий и грибов.
Насколько же они малы? Представьте: настолько, что 1 млн микробов мог бы поместиться на булавочной головке!
Но это не означает, что их роль незначительна. Микробы постоянно заняты тем, что расщепляют разные молекулы вокруг нас, именно таким образом обогащается почва, а также происходит круговорот питательных веществ (например, углерода и азота) в окружающей среде.
Также микробы играли важную роль в создании атмосферы Земли. Они были первыми живыми существами, которые использовали фотосинтез – процесс, при помощи которого организм использует энергию от солнечного света для преобразования двуокиси углерода и воды в сахар. После этого микробы поглощали полученный сахар, вырабатывая при этом кислород и создавая атмосферу нашей планеты.
Кроме того, так была заложена основа для круговорота углерода, без которого жизнь не могла бы существовать: поглощение двуокиси углерода растениями, поедание растений животными, выдыхание двуокиси углерода животными.
Еще одна причина, по которой микробы являются настолько поразительными существами, состоит в их способности приспосабливаться почти к любой окружающей среде. Их можно отыскать во льдах Антарктики, высоко в облаках или на краю подводного вулкана, где температура достигает 400о С.
Микробы могут адаптироваться к таким экстремальным природным условиям, поскольку они эволюционируют с чрезвычайно высокой скоростью.
При помощи формирования физической связи одной клетки с другой, фрагменты ДНК переносятся и добавляются в геном. Таким образом, микробы могут совместно пользоваться адаптивным изменением, произошедшим у микроба-соседа, и впоследствии передавать эти новые гены путем размножения. В результате, процесс эволюции происходит значительно быстрее, чем естественный отбор.
Помимо своих генов в организме каждого человека присутствует и множество микробных генов, которые воздействуют на жизнь и развитие организма
Если вы увлекаетесь чтением научных журналов, возможно, вы читали, что в теле человека на каждую клетку человеческого организма приходится десять клеток микробов. Возможно, эта цифра и преувеличена, но в любом случае, она впечатляет.
Действительно, микробы составляют большую часть клеток и генов в нашем теле.
Наш организм состоит из порядка 69 трлн клеток, и более половины из них, около 39 трлн, – микробы. Кроме того, в геноме человека насчитывается приблизительно 20 000 генов, но если бы мы включили в него все микробные гены, которые в нас содержатся, то эта цифра увеличилась бы в 500 раз.
У каждой особи, независимо от того, к какому виду она принадлежит, есть уникальные и сложные микробные сообщества, которые называются «микробиом». В каждой части тела живет свое сообщество, и, несмотря на то, что микробы у каждого свои, эти сообщества существуют для выполнения одного и того же набора функций.