Тем не менее остается немало открытых вопросов. А как работает система глобального позиционирования (GPS) в части, касающейся хранения информации у различных животных? Черепахи 20 лет подряд в одиночку переплывают океан, преодолевая 12 000 км, чтобы отложить яйца на определенном пляже. Последует ли их потомство тем же маршрутом, чтобы в том же месте отложить яйца, если их этому не научили матери, погибшие до того, как маленькие черепашки вылупились? В Берлинском зоопарке смотрителям за животными пришлось на собственном опыте понять, что в вольере для черепах нельзя перемещать ни одного камня, в противном случае черепахи перестают размножаться. Каждую весну аисты находят свои гнезда в небольшой деревушке Линум недалеко от Берлина. Прилетают они туда из Африки – сначала самцы, чуть позже самки, и находят друг друга. Бабочки-монархи погибли, когда деревья, на которых они обычно спаривались, вырубили. Хорошо известно, что форель или лосось помнят место откладывания икры и оплодотворения ее семенной жидкостью. С начала возникновения жизни на Земле 3,8 млрд лет назад на все это – и главным образом на процесс репродукции и формирования потомства – могли влиять следующие факторы: состояние магнитного поля, запахи, свет и поляризация света, цвет, пища, хемотаксис, враги, равно как и все средовые факторы. Способна ли piРНК содействовать формированию первого этапа – оплодотворению икры семенной жидкостью в дополнение к генам в форме ДНК? РНК существует с самого начала жизни на Земле, а piРНК – ее вариант, и в РНК-мире информация наследуется как РНК, а затем как ДНК, но РНК все равно сохраняется.
Вирусы для предсказания будущего?
Можем ли мы узнать что-либо от вирусов, фагов и их хозяина о продолжении жизни, будущем и конце существования человечества? Инфекционные заболевания являются основной причиной смерти на нашей планете. Во время Первой мировой войны было уничтожено и погибло от гриппа около 100 млн человек. От ВИЧ/СПИДа, главным образом в развивающихся странах, умерло около 37 млн человек. От инфекционных заболеваний в мире ежегодно умирает 15 млн человек, от рака – около 10 млн, из которых 1,5 млн случаев связаны с вирусами. Новая «эпидемия» ожирения охватила примерно 300 млн человек, и, по оценкам некоторых ученых, в скором времени ожирением будет страдать треть населения планеты – при этом «инфицирующий агент» неизвестен. Нет вируса, известного как причина, – а что насчет бактерий? В конце концов, животным дают антибиотики для увеличения массы тела. По имеющимся данным, дети к подростковому возрасту получают десять курсов антибиотиков, что приводит к изменению их кишечного микробиома. Является ли это объяснением совершенно необъяснимо быстрого увеличения числа людей с ожирением, которое, похоже, носит характер эпидемии? Такая возможность серьезно обсуждается. Было показано, что у лиц с ожирением повышается вероятность развития рака и изменения дифференциации стволовых клеток в кишечнике. Какие последствия это может иметь для состава бактерий в экосистеме человека в долгосрочной перспективе? Если на бактерии оказывается негативное воздействие, такому же неблагоприятному воздействию подвергаются вирусы и фаги, поскольку все они при стрессовых условиях лизируют бактерии. К стрессовым условиям относят и ожирение, и микробиом кишечника. А что насчет архей и дрожжей? Ответа на этот вопрос не знает никто.
Я уже отмечала, что микроорганизмы не становятся возбудителями заболеваний, если наш организм представляет собой хорошо сбалансированную экосистему. Однако подобные стабильные системы не могут существовать постоянно, в противном случае мы бы никогда не заболевали. Нам даже нужно время от времени болеть для тренировки иммунной системы, если мы не хотим, чтобы этим занимались гельминты.
Происходит нарушение баланса. Возможно, бывает трудно избежать недостатка пространства, кислорода, питательных веществ из-за близкого соседства людей и животных, и все это вызывает стресс. При стрессе вирусы могут активироваться. В развивающихся странах инфекционные заболевания являются одной из основных причин смертности. И все же микроорганизмы и инфекционные заболевания не приведут к исчезновению человечества. В рамках исследования, проводившегося НАСА, их даже не рассматривали как одну из угроз для человечества. Хотя они могут регулировать плотность популяции.
Безусловно, микроорганизмы и вирусы переживут нас – млекопитающих и эукариотов. Они существуют уже примерно 3,8 млрд лет и появились задолго до нас. Мы появились гораздо позже, например австралопитек Люси жила в Африке 3,2 млн лет назад. Выжили только те особи, которые оказались способны справляться с микроорганизмами, находящимися в окружающей среде. Мы даже нуждаемся в микроорганизмах и от них зависим. Это мы вторглись в мир бактерий и фагов, а не наоборот. Они помогают нам переваривать пищу, населяют наш организм и защищают от незнакомых микробов. Если мы перестанем существовать, жизнь на Земле сохранится в виде микроорганизмов. Бактерии и фаги существуют автономно, мы микробам не нужны, но сами нуждаемся в них. Наиболее изменчивыми являются вирусы, бактерии и, возможно, археи; последние по крайней мере дают возможность понять, в каких экстремальных условиях может сохраняться жизнь. Все они могут начать жить снова после опасной для жизни катастрофы. Однако человеку как виду потребовалось бы слишком долго ждать, чтобы стать экстремофилом, как, например, археи, и выжить при высоких температурах, повышенном уровне соли, в ядовитой атмосфере и прочих экстремальных условиях. Мы очень сложно организованы, слишком большие, слишком медленно эволюционируем и не можем быстро адаптироваться.
Люди могут оказаться достаточно умными и изобретательными, чтобы защититься от причин, вызывающих их гибель. Нам вполне хватит интеллекта, но мы слишком эгоистичны и не проявляем мутуализм в должной мере. Результаты поведенческих исследований свидетельствуют о том, что люди не демонстрируют мутуализм в группах, превышающих 150 человек, что соответствует числу родственников, друзей и соседей. Согласно прогнозам, большую часть населения Земли ожидает жизнь в мегаполисах, и встает вопрос: истребят ли в этом случае человечество микроорганизмы и вирусы? В качестве ответа на этот вопрос приведу пример: когда в Нью-Мексико вследствие изменений окружающей среды хантавирусы более не могли полагаться на мышей как на организм-хозяин, они быстро переключились на человека. И так может продолжаться до тех пор, пока они не найдут другого хозяина. Повышенная мобильность вирусов ускоряет процесс поиска нового хозяина, как это наблюдалось в случае с короновирусом атипичной пневмонии (SARS), когда он распространился от Гонконга до Ванкувера буквально за несколько часов. А что бы произошло, если бы не нашлось другого хозяина? Куда бы отправились эти микроорганизмы? Они бы изменили стратегию: если бы не оказалось нового хозяина, они перестали бы использовать и уничтожать своего хозяина и вместо этого нашли способ адаптироваться к нему и сосуществовать с ним. Так обычно и происходит. В качестве примера можно привести обезьян, устойчивых к вирусу иммунодефицита обезьян, и коал, резистентных к вирусу лейкоза гиббонов (GALV), которые эндогенизировали инфицирующие вирусы в свои гены, где они не только хорошо переносились, но и защищали организм хозяина от посторонних микроорганизмов. В качестве защиты от внешних вирусов вирусоподобные последовательности вводили в геномы эукариотов. Как показано на примере реконструированного вируса Phoenix, который эндогенизировался и снова защищает нас от экзогенных вирусов, все они были экзогенными вирусами. После этого микроорганизмы уже не представляли бы смертельной опасности для человечества, они защищают нас с самого рождения. Можно ли экстраполировать на человека ситуацию, когда враги становятся друзьями? Может быть, это оптимальный и единственный способ выживания? Это хорошая новость, если мы боимся пандемий. Показатель смертности будет высоким, но он всегда имеет какие-то ограничения.
