Билл Брайсон - Краткая история почти всего на свете
Общее число бактерий было невелико не из-за отсутствия интереса. Бактерии иногда страшно трудно выделить и исследовать. Только один процент из них будет расти на питательной среде. Принимая во внимание, как необыкновенно легко они приспособляются в естественных условиях, странно, что единственным местом, где они не желают жить, похоже, является чашка Петри. Уложите их на слой агар-агара, ублажайте их чем угодно, но большинство будет просто лежать, отвергая любые побуждения к росту. Всякая бактерия, процветающая в лаборатории, по определению является отклонением от нормы, и тем не менее почти исключительно такие организмы изучаются микробиологами. По словам Воуза, это все равно что «изучать животных, посещая зоопарки».
Впрочем, гены дали возможность Воузу взглянуть на микроорганизмы под другим углом. В ходе исследования Воузу стало ясно, что в мире микробов различия куда существеннее, чем предполагали. Множество малых организмов, которые выглядели и вели себя как бактерии, на самом деле были чем-то совсем другим — ответвившимся от бактерий очень давно. Воуз назвал эти существа архебактериями, а позднее, сокращенно, — археями.
Надо сказать, что свойства, отличающие архей от бактерий, не из тех, которые заставляют учащаться пульс у кого-нибудь, кроме биологов. Это большей частью различия в липидах и отсутствие некоего вещества, называемого пептидогликаном. Но на деле они составляют совсем иной мир. Археи отличаются от бактерий больше, чем мы с вами, от крабов и пауков. Воуз в одиночку открыл никем не предполагавшееся разделение живых организмов, столь фундаментальное, что оно оказалось выше уровня царств, находившихся у самого корня Всемирного Древа жизни, как иногда возвышенно называют классификацию всего живого.
В 1976 году он всполошил мир — или по крайней мере ту небольшую часть его, которая обратила на это внимание, — перерисовав Древо жизни, которое теперь вместо 5 главных подразделений включало 23. Он сгруппировал их в 3 основных категории: бактерии, археи и эукарии, которые получили название доменов или надцарств. Новая классификация сводилась к следующему:
— бактерии: цианобактерии, пурпурные бактерии, грамположительные бактерии, зеленые несерные бактерии, флавобактерии и термотогалы (thermotogales);
— археи: галофильные археи, метаносарцины (methanosarcina), метанобактерии, метанококки, термоселеры (thermoceler), термопротеи (thermoproteus) и пиродиктиумы (pyrodictium);
— эукарии: дипломонадиды, микроспориды, трихомонады, жгутиковые, слизевики, ресничные, растения, грибы и животные291.
Новая классификация Воуза не завоевала биологический мир. Некоторые отвергли его систему как отдающую слишком большой перевес микробному миру. Многие просто ее не заметили. Воуз, по словам Фрэнсис Эшкрофт, «был горько разочарован». Но его новая система стала понемногу находить благодатную почву среди микробиологов. Ботаники и зоологи значительно медленнее признавали ее достоинства. Нетрудно понять почему. В модели Воуза мирам ботаники и зоологии отводится лишь несколько прутиков на самой крайней ветви эукариотного ствола. Все остальное принадлежит одноклеточным.
«Эти люди научены классифицировать в масштабах крупных морфологических сходств и различий, — говорил Воуз инетрвьюеру в 1996 году. — Многим из них трудно освоиться с мыслью, что то же самое можно делать на уровне молекулярных последовательностей». Словом, если они не могут увидеть разницу глазом, то им это не по нраву. Посему они продолжали придерживаться более привычной классификации из 5 царств, о которой Воуз, будучи в добром настроении, говорил, что от нее «мало пользы», а в остальное время называл «явно вводящей в заблуждение». «Биология, как до нее физика, — писал Воуз, — достигла уровня, когда представляющие интерес объекты и их взаимодействие часто нельзя постичь путем непосредственного наблюдения».
В 1998 году виднейший и убеленный сединами гарвардский зоолог Эрнст Майр (которому тогда шел девяносто четвертый год, а ко времени моей работы над книгой он приближается к ста, и все еще бодр и крепок) еще больше накалил страсти, заявив, что должно быть всего два основных подразделения живых организмов — он назвал их «империями». В работе, опубликованной в «Трудах Национальной академии наук», Майр утверждал, что выводы Воуза интересны, но в конечном счете неверны, отмечая что «Воуз по образованию не биолог и, вполне естественно, не обладает обширными познаниями касательно основ классификации». Это уже близко к тому, что один маститый ученый утверждает, что другой не знает, о чем говорит.
Детали критических замечаний Майра носят в основном технический характер — среди многого прочего они касаются вопросов полового размножения (мейоза), кладификации (выделения таксонов) по Хеннигану и спорных интерпретаций генома Methanobacterium thermoautrophicum,но, по существу, критика сводится к тому, что классификация Воуза нарушает равновесие Древа жизни. Царство бактерий, отмечает Майр, состоит не более чем из нескольких тысяч видов, а архей — всего из 175 получивших название разновидностей; возможно, откроют еще несколько тысяч — «но вряд ли более того». По сравнению с ними царство эукариот, то есть сложных организмов с клетками, содержащими ядро, вроде нас, уже насчитывает миллионы видов. Во имя «принципа равновесия» Майр выступает за объединение простых микроорганизмов в одну категорию — прокариот, и помещение остальных, более сложных и «высокоразвитых», в империю эукариот, которая будет с ней на равных. Иначе говоря, он выступает зато, чтобы оставить все в основном как есть. Это различие между простыми и сложными клетками и «есть тот великий раздел в мире живых существ».
Если классификация Воуза чему-то нас учит, так это тому, что живой мир многообразен и большая часть этого многообразия принадлежит малым, одноклеточным и неведомым существам. Для людей естественно рассматривать эволюцию как длинную, никогда не прекращающуюся цепь усовершенствований, направленную в сторону крупных и сложных форм, — словом, в нашу с вами сторону. Мы себе льстим. Подлинное многообразие эволюции заключено в мире малых масштабов. Мы, крупные существа, всего лишь счастливая случайность, интересная побочная ветвь. Из тех 23 главных подразделений живого мира только 3 — растения, животные и грибы — достаточно велики, чтобы разглядеть их невооруженным глазом, и даже они включают виды микроскопических размеров. В самом деле, согласно Воузу если суммировать всю биомассу планеты — все живое, включая растения, микробы, составят по крайней мере 80%, а то и больше. Мир принадлежит очень малым — и очень давно.
Тогда зачем, рано или поздно непременно спросите вы, микробам так часто хочется причинить нам вред? Какое удовольствие микробу от того, что у вас лихорадка, или озноб, или вы обезображены язвами, более того, умерли? Ведь в конечном счете мертвый хозяин вряд ли будет долго проявлять гостеприимство.
Во-первых, не следует забывать, что большинство микроорганизмов нейтральны и даже полезны для здоровья человека. Самый заразный микроорганизм на Земле — бактерия, носящая название вольбахия, не причиняет людям — а по существу, всем другим позвоночным — никакого вреда, но, если вы креветка, или червяк, или плодовая мушка, вы пожалеете, что появились на свет292. Согласно журналу National Geographic, в целом примерно лишь один микроб из тысячи является патогенным для людей; хотя зная проявления некоторых из них, нас можно простить за то, что мы и это считаем вполне достаточным. Даже если большинство микробов к нам милосердны, они все еще остаются убийцей №3 в западном мире, и, хотя многие из них не убивают нас, мы все же глубоко сожалеем, что они существуют.
Заболевание хозяина дает микробам определенные преимущества. Симптомы заболевания часто помогают распространению болезни. Рвота, чиханье и понос — отличные способы покинуть одного хозяина и получить жилье и питание в другом. Самый эффективный способ из всех существующих — заручиться помощью подвижной третьей стороны. Заразные микроорганизмы очень любят комаров, потому что комариный укус доставляет их прямо в кровоток, где они могут взяться за дело еще до того, как защитные механизмы жертвы раскусят, кто нанес удар. Вот почему так много опасных заболеваний — малярия, желтая лихорадка, лихорадка денге, энцефалит и около сотни других не столь известных, но подчас свирепых болезней — начинаются с комариного укуса. По счастливой для нас случайности вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), болезнетворное начало СПИДа, не фигурирует среди них, по крайней мере пока — вирусные частицы, которые высасывает комар во время своих странствий, разрушаются в ходе его собственного обмена веществ. Настоящая беда придет, если в результате мутации вирус найдет способ обойти это препятствие293.
