Звездный десант
Согласно популярной в научном мире теории панспермии, жизнь на нашу планету была принесена извне. И наиболее вероятно, что первыми колонистами стали именно бактерии. По крайней мере, считается, что такая (бактериальная) жизнь существовала уже 3,4 миллиарда лет назад, когда в атмосфере Земли преобладали углекислый газ и метан, а кислорода практически не было. Самые древние найденные окаменелости —микроорганизмы, которые существовали за счет сернистых соединений. Их потомки и в наши дни обитают в горячих источниках, гейзерах и даже вулканах. На самый главный вопрос — могли ли бактерии действительно прилететь к нам из далеких планетарных систем и при этом оставаться полными сил — наука уже дала положительный ответ. Многие виды этих микроорганизмов (в основном древние, не подвергшиеся изменениям генотипа) поразительно живучи.Японские ученые исследовали колонии бактерий в ультрацентрифуге. И обнаружили, что они способны выживать и размножаться как при гипер-гравитации, в 400 раз превышающей земную, так и при микрогравитации — в состоянии невесомости. А в 2013 году бактерия Tersicoccus phoenicis была практически одновременно обнаружена в стерильных исследовательских лабораториях NASA и Европейского космического агентства, которые дезинфицируются сильнейшими химикатами и ультрафиолетом. И как ее ни травили, колония возрождалась снова. Ученые практически уверены, что эти (а может, и другие) бактерии уже отправились путешествовать по Вселенной на корпусах исследовательских космических аппаратов, таких как “Вояджер”. Так что же это за “терминаторы”?
Что ты такое?
Слово “бактерия” происходит от латинского bacterium — трость, палочка, так как первые описанные экземпляры были палочковидными. Но они могут иметь совершенно произвольные формы: шарообразную, спиралевидную и так далее. С научной точки зрения бактерии — это домен (верхний ранг) одноклеточных живых организмов, не обладающих клеточным ядром. Они живут везде — в почве (в 1 грамме их содержится свыше 40 миллионов), воде и даже в радиоактивных отходах. Их суммарная масса в разы превышает массу всех живых существ на Земле. При этом большинство бактерий еще не описаны. А недавно исследователи международного научного проекта Deep Carbon Observatory пришли к шокирующим выводам: у нашей планеты есть подземная био-сфера, населенная миллиардами неизвестных нам микроорганизмов. Она вдвое превышает объем Мирового океана и простирается на глубину до 5 километров.Сфера деятельности бактерий поистине необъятна. Они контролируют уровень атмосферного азота, разлагают останки животных и растений, формируют почву, регулируют состав воды и выполняют множество других функций. Короче, участвуют абсолютно во всех процессах. И это не считая того, что патогенные и условно-патогенные формы периодически доставляют человечеству неприятности. Инфекционные болезни, чума, холера, сифилис, проказа, туберкулез и прочие напасти — тоже проделки бактерий. Препараты против них — антибиотики — были изобретены 100 лет назад. Но что это за срок для организмов, которые царствуют на Земле испокон веков? Бактерии упорно вырабатывают устойчивость к лекарствам, держа ученых и медиков в постоянном напряжении. Но наряду с вредными существуют и полезные виды бактерий, которые издавна являются нашими симбионтами.
Кто-кто в теремочке живет
Симбионты — это организмы, которые приспособились существовать в тесном сотрудничестве. Так вот, в теле человека их содержится от 1,5 до 2 килограммов. Это бактерии-мутуалисты (мутуализм — форма взаимовыгодного взаимодействия). Места их локализации — кожные покровы, ротовая полость и носоглотка, желудочно-кишечный тракт. Без этих “чужих”, уже давно ставших родными, нам не выжить. Схема проста — бактериям нужны среда обитания и питательные вещества. А “квартплату” они отрабатывают как охранники — создают на тканях органов такую среду (например, кислую в кишечнике), в которой их болезнетворные собратья погибают.
Недавно в научном журнале Nature была опубликована статья, содержащая описание свыше двух тысяч видов новых, ранее неизвестных бактерий, “прописанных” в пищеварительной системе человека. Это первый шаг к составлению так называемой карты кишечника. Казалось бы, зачем она нужна? Дело в том, что ученые уже давно догадывались, что внутренняя микрофлора оказывает огромное влияние на наше физическое и психическое состояние. Тут, конечно, есть чему удивляться. Ведь известно, что нами управляет и вертит, как хочет, мозг. Получается, что и желудок туда же — в руководители? Впрочем, успокаивает то, что вмешательство бактерий все же имеет рамки. В частности, от качества микрофлоры зависит метаболизм. Проще говоря, чем больше в нас живет полезных бактерий, тем качественней переваривается пища и выводятся шлаки. Лишний вес вполне может говорить о том, что желудочно-кишечный тракт излишне чистый. Кстати, этот факт — следствие комфортной жизни — ученым абсолютно не нравится. Объясним почему.
Плата за безопасность
У жителей разных регионов планеты бактериальный состав кишечной микрофлоры различается. И порой кардинально. Поэтому китайцы могут есть ласточкины гнезда, тайцы — муравьиные яйца, чукчи — оленье мясо “с душком” и так далее. А вот желудок европейца таких экспериментов может и не выдержать. Например, в 2010 году исследователи из парижского университета Пьера и Марии Кюри обнаружили, что в кишечниках японцев живут бактерии Bacteroides plebeius, которые позволяют перерабатывать высокомолекулярные углеводы (а точнее, полисахарид порфиран) морских водорослей, использующихся для приготовления суши, гораздо лучше, чем у людей других национальностей. Это стало возможным благодаря горизонтальному переносу генов — передаче кода ДНК от одного вида микроорганизмов другим. Изначальным носителем были бактерии Zobellia galactanivorans, обитающие на поверхности морской растительности и проходившие через пищеварительный тракт японцев в течение многих поколений.Так чем же недовольны ученые? “На сегодняшний день люди проделали большую работу, чтобы снизить содержание микроорганизмов в пище. Это помогает уменьшить количество заболеваний и отравлений некачественной едой, однако имеет и обратную сторону — мы исключили возможность проникновения в организм потенциально благоприятных бактерий”, — говорит микробиолог Стенфордского университета Джастин Сонненберг.
ЛЮБОПЫТНО
Некоторые виды ракообразных питаются бактериями, которые выращивают на своем теле — такое вот личное “приусадебное хозяйство”. Самый активный “огородник” — Kiwa puravida, которого называют также йети-крабом. Он на самом деле похож на мифического персонажа, так как его конечности покрыты длинными белыми щетинками. Особенно густая растительность — на первой паре, несущей клешни. Здесь обитают десятки видов бактерий, за которыми краб тщательно ухаживает. Kiwa puravida живет на глубинах более 2000 метров около глубоких щелей в скальном грунте — там, где наружу выходят пары метана и сернистых соединений, необходимые подопечным бактериям. Краб активно помогает их росту, подставляя ворсистые клешни под питательные потоки, словно танцуя.
bebenina@sb.by
