Я – суперорганизм! Человек и его микробиом Тёрни Джон

Моя жизнь – своего рода палимпсест. Впрочем, ваша тоже. Начнем с того, что я – существо биологическое. Я – животное. У меня есть животные потребности. Однако я испытываю их сквозь перекрывающиеся слои культурных, социальных, технологических сетей. А при моем образе жизни (вероятно, и при вашем тоже, если только вы не относитесь к числу активно тренирующихся спортсменов или не страдаете тяжелой болезнью) социальное и культурное обычно кажется более значимым.

Какая же польза от того, что я буду больше знать о какой-то биологической части себя, которая к тому же состоит из микробов? Приступая к этой книге, я предположил, что исследования, проводимые в данной сфере, используют характерный современный подход, рассматривая микробиом как богатейший источник информации. После некоторого изучения того, чем сейчас занимаются исследователи и как они это делают, могу подтвердить, что информации по этой части действительно много – явно больше, чем я мог бы уместить в одну книгу. Но ведь в наши дни полно информации практически обо всем. Вот почему следует решить, насколько важна именно микробная информация (на фоне всей прочей) и на какие детали здесь следует обратить особое внимание.

В каком-то смысле микробиом – штука ошеломляющая: столько крошечных клеток! И тот коллектив, который они образуют, невероятно сложно устроен. Добавьте к этому стремительное появление новых публикаций. Глупо притворяться, будто я уже сейчас знаю ответы на все вопросы или хотя бы на изрядную их долю. Однако я попытаюсь изложить то, что узнал, тремя путями. Читая обзоры и слушая ученых, я понял, какие вопросы сейчас считаются наиболее интересными. Так что вкратце остановимся на них. Кроме того, мне хотелось бы вернуться к идее, с которой я начал, и обратить ее в финальный Большой вопрос: действительно ли я – суперорганизм? (И что я сам об этом думаю?) Но сначала позвольте дать вам несколько советов. Вы прочли почти всю книгу и теперь сами можете определиться, считать ли их советами знатока.

Управление современным микробиомом

Перед вами не очередной учебник правильной жизни. По крайней мере, мне так кажется. Но, готовя эту книгу, я все-таки узнал некоторые вещи, убеждающие меня в том, что понимание ведет к правильному действию.

Вот что касается диеты. Все, что мы пока узнали о микробиоме, позволяет увидеть немалую мудрость в краткой формуле Майкла Поллана, автора книг о здоровой пище. Он дает лучший в мире совет насчет того, что класть на тарелку: «Ешьте не очень много, главным образом растения»[188].

Многие добавили бы еще одно: старайтесь, чтобы часть вашей пищи была ферментированной. Правда, я по-прежнему сомневаюсь, так ли уж это необходимо. Не исключено, что лучше стараться есть как можно больше различных видов растительных волокон (клетчатки) – в качестве пробиотика – и таким путем способствовать поддержанию «кишечника равных возможностей» (подразумеваются возможности для обитающих в нем микробов). Впрочем, продукты брожения могут приносить добавочную пользу (и, вероятно, не причиняют вреда), так что время от времени добавляйте их в свой рацион, когда вам кажется уместным. Некоторые из них – довольно славные.

Ваш выбор неминуемо будет зависеть от личных предпочтений и от того, насколько легко добыть такие продукты. Меня вполне устраивает йогурт по утрам – Мечников бы одобрил. Я испытываю глубокое, позорное предубеждение, что квашеная капуста – еда крестьянская, а кимчхи терпеть не могу, зато с удовольствием и в неограниченных количествах поглощаю голубой сыр желательно с большим количеством продуктов брожения виноградного сока. Но все это – лишь, так сказать, культурные преференции.

Я в общем-то почти всегда мог похвастаться неплохим здоровьем. Если бы мне довелось страдать болезнью Крона, синдромом раздраженного кишечника или непереносимостью глютена, я бы воспользовался более подробными рекомендациями касательно употребления пробиотиков. Впрочем, наилучший способ узнать, что из пробиотиков способно вам помочь, состоит в экспериментировании на себе. Индивидуальные реакции здесь весьма различны. Советую скептически воспринимать рекламные посулы производителей, зато внимательно следить за тем, какой именно продукт вы пробуете, когда вы это делаете, как при этом меняется ваше состояние (если меняется вообще). Если вам становится лучше, это еще не повод включить опробованный продукт в повседневный рацион. Впрочем, поступайте как знаете. Каждый имеет право действовать на основе тех свидетельств, которые добывает сам. Не стоит ждать особой помощи от чужих советов и наставлений.

Если у вас водятся деньги и вам нравится рассматривать всякие графики, сегодня вполне возможно отслеживать изменения в вашем личном микробиоме по мере того, как вы экспериментируете с диетой. Для этого вы можете обратиться к одному из массовых исследовательских проектов, финансируемых путем сбора пожертвований. Такие проекты сейчас вовсю развиваются. Результаты подобных наблюдений почти наверняка окажутся любопытными. Но их будет чертовски трудно по-настоящему интерпретировать. Опять же решайте сами, как вам быть.

Пробиотики – ладно. Если у вас хронические проблемы с кишечником, вы можете испытывать понятную тягу к другим методам. Мой вам совет (уж не знаю, насколько он ценен): даже не думайте проводить фекальную трансплантацию в домашних условиях. К этому средству прибегают от отчаяния, при болезнях, угрожающих жизни, – скажем, при хроническом заражении C. difficile, единственном недуге, для которого сейчас существуют убедительные доказательства, что такой метод его лечения эффективен. В любом случае применять эту процедуру нужно под наблюдением врача, а донор биоматериала должен пройти предварительную проверку. Если вам повезет, к тому времени, когда вам действительно остро понадобится прибегнуть к такому методу, ученые и регулирующие органы, объединив усилия, все-таки найдут способы создавать стандартизированные смеси бактериальных культур, которые будут проделывать нужную работу и избавят нас от необходимости обращаться к такой рискованной, плохо контролируемой и, давайте уж признаем, омерзительной процедуре.

Теперь что касается младенцев. Есть основания полагать, что роды при помощи кесарева сечения влекут за собой последствия, о которых мы раньше не подозревали или не знали: они меняют состав первой микробиоты новорожденного. Самый простой, безопасный и очевидный способ защититься от таких последствий – вагинальные мазки. Может быть, это не первое, что приходит в голову роженице, только что подвергшейся полостной операции. Кому-нибудь придется обратиться с убедительной речью к акушерке, медсестре или врачу. Но дело того стоит. Может быть, процедуру не обязательно делать так уж прямолинейно и удастся как-то организовать ритуальное помазание, когда родившегося ребенка привезут домой?

Жутко раздражает и деморализует, когда слышишь, что искусственное молоко – не очень-то хорошая вещь, а при этом у вас обширный маммарный абсцесс[189], ребенок, не желающий сосать грудь, или проблемы с молочницей. Но с микробной точки зрения, естественное вскармливание – оптимальный вариант (предлагаю рекламный слоган: «Грудь – лучший путь!»). Со временем появятся обходные пути: в искусственное молоко станут добавлять тщательно проверенные бактериальные культуры и пробиотики. Но до этого все-таки пока довольно далеко.

А как только ваше расчудесное чадо обзавелось хорошо сбалансированным микробиомом, чем меньше вы будете атаковать этот микробиом при помощи антибиотиков широкого действия, тем лучше. Безумная идея – отказываться от этих замечательных лекарств, когда ваш ребенок (или кто-то еще) заболевает инфекцией, угрожающей жизни. Но если болезнь не столь опасна, подумайте об альтернативных методах, даже если бедняжке плохо. Ничего, пройдет. Если не стремиться мгновенно облегчить боль прямо сейчас, иногда можно избежать проблем в будущем.

Медикам тоже не помешает пересмотреть отношение к антибиотикам (этот процесс уже пошел), причем не только в случае детей, но и в случае взрослых, особенно пожилых. Не забудем, что доля пожилых людей на планете неуклонно увеличивается.

Если же говорить о нелекарственных средствах, то всякие новомодные полоскания для рта и антибактериальные мыла скорее всего принесут вам больше вреда, чем пользы. Покрывая прыщавую кожу очистителями с вяжущим действием, вы можете усугубить проблему. (Мне, к примеру, такое никогда не помогало, а у меня был довольно серьезный случай.) Опять же относитесь критически к рекламе, которая неустанно призывает нас не покладая рук дезодорировать и дезинфицировать все поверхности тела и все уголки жилища. Научно обоснованная критика – вещь полезная.

Да, и вот еще что. Позволять фермерам использовать антибиотики не для лечения животных, а для того, чтобы они быстрее набирали вес, – полный идиотизм. Такую практику надо немедленно запретить там, где она еще почему-то разрешена. Между прочим, там, где она запрещена, эти запреты делаются сейчас еще строже.

И наконец, хотя мы берем на себя обязательство не вести войну против микробиома, это не значит, что мы совершенно перестаем заботиться о гигиене. Патогены по-прежнему есть повсюду. Допустим, вы не хотите убирать всех бактерий со своей кожи, поскольку это облегчит ее колонизацию менее желательными видами. Но мыло и вода этого и не сделают; судя по всему, они лучше справляются с удалением микробов, которые на вашей коже еще не прижились. Так что руки по-прежнему следует мыть.

У меня тут кое-какие вопросы

Узнав, что в системе, которая и является мной, и поддерживает мое существование, обитают триллионы микробов, я стал гораздо больше восхищаться биологией. Большинство всех этих процессов и явлений остаются загадочными не в том смысле, что «здесь действуют силы, кои мы не в силах охватить разумом», а скорее в смысле «елки-палки, да тут масса такого, что еще нужно выяснять».

Иными словами, после чтения огромного количества научных статей по данному предмету (всех, до каких я сумел добраться) у меня по-прежнему остаются вопросы. И не удивительно. Мой суперорганизм – штука молодая. Речь, увы, не о моем возрасте, а о молодости самого понятия. Мы уже какое-то время знаем, что содержим в себе микроорганизмы, но нынешние методики изучения микробиома появились не так давно. Подытожив то, что нам сейчас известно об этих наших микроскопических компаньонах и о том, что они для нас делают, я стал отлично осознавать: речь идет о развивающейся области науки. Сегодня исследователи знают больше, чем в прошлом году. А через год будут знать еще больше. Во всяком случае в их распоряжении будет гораздо больше информации, хотя до полного понимания еще ох как далеко.

Надеюсь, вы готовы согласиться, что уже сейчас сделано достаточное количество свежих открытий и находок, чтобы развивать углубленные (а также широкомасштабные) исследования микробиома. Впрочем, остается масса вопросов. Вот некоторые из наиболее важных, ответы на которые, по-видимому, удастся отыскать в течение ближайших нескольких лет[190].

Подтвердится ли существование энтеротипов? О чем они нам могут поведать?

Иными словами, хочется выяснить, существует ли несколько распространенных типов кишечных бактериальных смесей, стабильных и оказывающих нам все обычные услуги, которые мы рассчитываем получать от наших микробов по части пищеварения, обеспечения витаминами и предотвращения болезней. Но здесь подразумевается гораздо более обширный круг вопросов. Насколько сильно проявляется в кишечном микробиоме индивидуальная вариативность? Как эта вариативность проявляется у разных групп людей – выделяемых и по определенным характеристикам микробиоты, и по более традиционным параметрам (таким, как пол, возраст, социальное положение, принадлежность к той или иной этнической группе, кулинарной культуре)? Распутав этот узел, мы существенно продвинемся на пути выяснения того, сколько разновидностей здорового микробиома вообще существует и как выглядят микробиомы нездоровые.

Предложат ли нам «метагенотипизацию» и о чем она может сообщить?

Уже сейчас нетрудно получить приблизительный «моментальный снимок» населения вашего микробиома. Такой снимок можно при желании делать снова и снова. Выполнять более детальный и интенсивный ДНК-анализ, в принципе, конечно, тоже можно, но в настоящее время это неразумно делать вне рамок хорошо финансируемого научного проекта. Впрочем, в эпоху постоянно дешевеющей геномики следует ожидать, что полная распечатка всех генов микробиома скоро станет доступна каждому. Правда, пока не очень ясно, какие советы понадобятся нам для ее интерпретации и, возможно, применения ее в ходе принятия решений, касающихся нашей жизни.

Как нам обращаться с антибиотиками?

Есть веские основания гораздо избирательнее, чем прежде, подходить к прописыванию антибиотиков и их выбору. Следует взвесить два фактора – их воздействие на наших нормальных микробов и постоянно растущую угрозу возникновения новых микробных видов, устойчивых к антибиотикам. Может быть, первый фактор перевешивает, но ученым еще предстоит многое узнать, чтобы научиться извлекать из антибиотиков одни лишь преимущества, оставляя за скобками их недостатки. Например, врачи могут брать пробы кишечной микробиоты перед тем, как выписывать лекарства, чтобы оценить, высока ли вероятность того, что микробный состав популяции, живущей в организме пациента, восстановится после того, как на нее обрушат эту химическую атаку. Впрочем, такое разумно лишь в случае, когда нет необходимости в срочных мерах. Пожилых пациентов могут регулярно проверять на наличие C. difficile, которая в небольших количествах имеется у здоровых людей. Причина проблем с этой бактерией, возникающих в сравнительно позднем возрасте, – вероятно то, что антибиотики позволили уже существующей популяции вырасти гораздо сильнее нужного или же после курса лечения в организме пациента поселился какой-то другой штамм[191].

Когда появятся методы лечения, основанные на новых микробиомных исследованиях, и какими будут эти методы?

Медицину, лечебную и профилактическую, явно ждут усовершенствования, которых добьются благодаря всем этим микробиомным штудиям. Но дорога к тому, что предприниматели именуют трансляцией от лаборатории к клинике или от лабораторного стола к прикроватному столику (попросту говоря, к внедрению), может оказаться долгой. Многие результаты ученым по-прежнему дают лишь мыши. Процедуры, протоколы обработки данных пока далеки от стандартизации, а значит, результаты различных исследований трудно увязывать воедино для формирования общих выводов или подкрепления уже имеющихся умозаключений. Стоит ожидать появления методик типа «проглоти эту штуку – и посмотрим, что будет», которым, по-видимому, сложно будет дать научную оценку. А для более точных исследований наверняка по-прежнему потребуется детальное (желательно на молекулярном уровне) понимание механизма происходящего. В большинстве случаев микробиомные исследования более высокого уровня дают нам лишь версии на сей счет, и эти версии еще нужно дополнительно проверять. Может быть, при испытаниях, проводимых на ранних стадиях работы, будут использоваться метаболиты микробного происхождения или вещества, имеющиеся на поверхности клеток и отделенные от своих родных видов.

Ждут ли нас новые неожиданности при выяснении функций наших микробов?

Да, почти наверняка. Мы (по определению) не знаем, какими они будут. Но с уверенностью выделим одну сферу, где их можно с наибольшей вероятностью ожидать, – эпигенетику, новую модную науку о том, как гены самым тонким и изощренным образом модифицируются уже после нашего зачатия. Эта область быстро развивается. Она приносит массу сюрпризов, касающихся того, как основной ДНК-код, содержащийся в генах, меняется при добавлении своеобразных «комментариев к основному тексту» – дополнительных химических групп, пристраиваемых к нуклеотидным основаниям генетической последовательности (или при их удалении). Подобные изменения, чаще всего включающие в себя пристраивание метильной (СН₃-) группы к ключевым участкам цепочки, чем-то напоминают работу с набором опций и установок компьютерной программы. Эти изменения определяют, какие функции и субфункции будут использоваться и когда, а кроме того, кто получит доступ к определенным рутинным механизмам. Они могут влиять на то, будут ли вообще экспрессироваться определенные гены или наборы генов. Эпигенетические маркеры размещаются на тех или иных позициях в результате того, что переживает организм; этот опыт транслируется в клеточные отклики, а те – в трансформации генома. Уже сейчас есть указания на то, что обитатели микробиома способны оказывать эпигенетическое действие в иммунной системе, а возможно, и везде.

Сколько времени уйдет на составление подробной картины влияния микробиома на нашу иммунную систему?

По-моему, самое большое достижение исследователей микробиома на данный момент – то, что эти работы вызвали такие сильные сдвиги в представлениях о происхождении и функциях нашей иммунной системы. Я уже кое-что рассказал об этом. Впрочем, остается масса открытых вопросов насчет мелких подробностей, всех этих «винтиков и гаечек». Как микробы кишечника влияют на дифференциацию иммунных клеток, особенно Т-лимфоцитов? Почему некоторые виды это делают, а другие – нет? Сумеем ли мы когда-нибудь продемонстрировать непосредственное воздействие микробов на аллергии и аутоиммунные процессы, или же так и будем опираться на неясные, но манящие ассоциации?

И наконец что еще нам нужно узнать?

Этот вопрос непременно витает в воздухе, когда та или иная наука вызывает большой интерес. На данный момент общий ответ, который обычно дают применительно к наукам о живом, таков: нам нужно знать, как развивать «системную биологию». Что это такое? Мне кажется, ее нередко обсуждают так бурно, словно речь идет о каком-то чудодейственном ингредиенте или универсальном растворителе, которые позволят нам расправиться со всеми нерешенными проблемами. На самом деле здесь подразумевается изучение того, как разнообразные компоненты сложного организма работают вместе, – что-то вроде многоуровневой суперфизиологии, интегрированной на каждом уровне. Редукционистский подход поможет выбрать конкретную систему для исследования, но всегда наступает момент, когда вам нужно снова попытаться собрать Шалтая-Болтая.

Эта довольно понятная общая цель подхлестнула весьма впечатляющие попытки получить настоящее представление о компонентах живого, дать им четкое определение. Самую простую из клеток, Mycoplasma genitalium, описали при помощи компьютерной модели, где учтен каждый ген этой бактерии, а также все продукты, порождаемые этими генами. Взаимодействия всего этого прослежены на протяжении полного цикла жизни клетки – от новой клетки, только что возникшей в результате дупликации, до следующего деления[192]. Эта гигантская работа позволила заполнить множество пробелов (опираясь на исследования других видов – скажем, E. coli). Пока это лишь первый черновой вариант, разработанный для одной клетки одного вида; получаемые данным методом расчетные результаты по таким параметрам, как содержание конкретных веществ и скорость их синтеза, лишь приблизительно соответствуют тем, которые мы получаем при наблюдении реальных клеток. Однако это серьезная веха на пути к созданию симулятора целой клетки. На другом конце шкалы – довольно убедительная компьютерная модель бьющегося сердца. Его «клетки» координируются электрическими импульсами. Устройство создано на основе исследований, которыми всю жизнь занимается британский физиолог Дэнис Нобл[193].

Даже в наши дни, когда вокруг несметное количество информации практически обо всем, убедительную теорию суперорганизма, выстроенную с точки зрения системной биологии, по-прежнему трудно найти. Похоже, сейчас об этой сфере стали говорить чаще, но сама она как-то ухитряется все больше скрываться из вида. Разработано множество моделей взаимодействий между двумя или тремя видами бактерий, а также моделей их метаболической конкуренции или кооперации. Пока же в общую картину не включены другие аспекты клеточной жизни, например передача сигналов и уж тем более взаимодействие с многоклеточным организмом-хозяином[194].

На данный момент есть рабочие доказательства принципа, показывающего, к примеру, некоторые пути, какими наш кишечник мог бы проводить отбор нужных бактериальных видов. Эти доказательства убедительны главным образом благодаря тому, что в ходе рассуждений применяются колоссальные упрощения. Джонас Шлютер и Кевин Фостер из Оксфордского университета пытаются объяснить, как поддерживается существование сообщества бактерий, приносящих пользу организму-хозяину. Рассуждая теоретически, конкурентными преимуществами обладает любая бактерия, просто пожирающая все питательные вещества, до каких сможет добраться, и при этом не дающая ничего полезного никаким другим клеткам. Такие иждивенцы будут быстрее расти и размножаться, а значит, в конце концов станут доминировать в популяции, тем самым создавая проблемы для теоретиков, стремящихся объяснить, как может поддерживаться бактериальная кооперация. Оксфордская группа показала на математической модели: то, как бактерии концентрируются возле кишечного эпителия, свидетельствует о том, что слабое влияние на их отбор со стороны эпителиальных клеток организма-хозяина (выделение этими клетками ключевых питательных веществ или антибактериальных соединений затрагивает лишь некоторые виды бактерий) может усиливаться и даже противодействовать тем преимуществам бактериальных нахлебников, которыми они должны бы обладать в теории. Впрочем, модель описывает всего два вида, а не тысячи, и не отражает никаких деталей бактериального метаболизма, так что полученные на ее основе выводы – лишь начало пути[195].

Рассуждая о грядущем применении идеальной системной биологии к сложным организмам, можно надеяться, что она сумеет описать взаимодействие четырех великих информационных и контролирующих систем, о которых я говорил раньше, – генетической, гормональной, нейронной и иммунной. Это взаимодействие регулирует метаболизм, а также рост и развитие клеток и тканей. Непросто разобраться в этом многообразии. Новые представления о микробиоме лишь добавляют понятийную и методологическую сложность. Теперь ученым надо оценить, как микробиота влияет на эти системы и как они в свою очередь влияют на нее. Лишь тогда, возможно, мы придем к подлинной системной биологии суперорганизма.

В современных обзорах научных работ встречается множество намеков, указывающих в этом направлении. Но они дают лишь общую перспективу, не показывая путь в деталях. В одной такой работе сказано, что требуется «более всеобъемлющая карта генетических факторов, играющих роль в переговорах между организмом-хозяином и его микробами, а также в межмикробном общении» и «выявлении взаимозависимостей между микробными видами и сетевыми архитектурами кишечной колонизации». Явный реверанс в адрес системной биологии! Вопрос лишь в том, выясним мы особенности суперорганизма благодаря «более всеобъемлющей карте» – или же для того чтобы понять эту систему, будут применяться совершенно новые идеи и подходы. Интересно было бы узнать.

И снова зеркало

Современная космология показала, что все элементы периодической системы после гелия возникают в звездах, за исключением тяжелых; те рождаются при взрывах сверхновых. Рассеиваясь в космосе и затем слипаясь в планету, элементы создают возможность появления сложных химических веществ, а значит, и жизни. Как пела на Вудстокском фестивале Джони Митчелл, «мы – звездная пыль».

Мартин Риз, британский королевский астроном и популяризатор науки, наделенный очаровательно-шаловливым характером, тоже имеет что сказать по данному поводу. Он обожает уверять всех, что мы – ядерные отходы.

Вероятно, он не имеет в виду, что мы – просто бесполезный мусор, а не замечательный продукт сложнейшего процесса. Нет-нет: он имеет в виду, что факты не говорят сами за себя. Ученые описывают, что происходит, как только они сумеют разобраться. А тогда уж мы придаем этим описаниям тот смысл, какой можем. Или, по крайней мере, выбираем те интерпретации, которые кажутся нам наиболее убедительными.

Так происходит, когда череда новых открытий возбуждает широкий общественный интерес, к примеру, недавние находки касательно жизни, обитающей в нас и на нас. Однако невозможно превратить академические статьи, написанные научным языком, в занимательные сюжеты, понятные для всех, хотя многие и пытаются это делать. Взять хотя бы бурный поток невиданных метафор, сопутствовавший появлению первых сообщений о результатах микробиомных исследований нового уровня. Тут и «инопланетяне внутри нас», и «бактериальная нация», и «легион миниатюрных помощников», и «наши бактериальные приятели», микробные автографы, бактериальные отпечатки пальцев, новое «расширенное Я». Ученые становились авторами этих образов не реже, чем журналисты[196].

Я подбираюсь к концу экспедиции по моему «расширенному Я». Какую историю о себе я могу поведать? Дайте-ка мне снова на себя взглянуть, уже зная кое-что о микроскопических взаимодействиях, которые тоже составляют часть меня.

Вот он я, снова перед зеркалом. Что изменилось? Это старое тело выглядит таким же. Может быть, я стал иначе о нем думать, иначе воспринимать его? Пожалуй, да.

А если точнее описать эту перемену в восприятии? В каком-то смысле мое тело теперь кажется мне более живым. Звучит странновато даже для меня самого. Я ведь и прежде явно чувствовал себя живым. Попытаюсь объяснить (хотя бы сам себе), что я имею в виду.

Прежде я представлял себя какой-то одной большой вещью – взрослым человеком, кучей плоти, которая неуклонно идет к тому, чтобы стать трупом, но пока еще ого-го. Поздний бэби-бумер, к тому же книгочей. Познавший удачу. Ощущавший здоровье. Мужчина. Я редко думал о своем теле как таковом. Получив первые научные знания в области биохимии, я надолго остался заворожен изысканной красотой молекулярных механизмов. Я воспринимал их как живые механизмы из многих деталей, которые необходимо поддерживать в рабочем состоянии и которые получают нужные объекты на входе и выдают определенные объекты на выходе. Что происходит с этими объектами внутри? Главным образом химические процессы. Объекты на входе интересуют меня, поскольку пища – штука славная. Объекты на выходе интересуют меня не так сильно – за исключением тех моментов, о которых не говорят в приличном обществе: скажем, нежданных вспышек детской радости от производства какашки особенно изысканной формы. Радость длится секунду-две, а затем слышен шум спускаемой воды, уносящей ваше произведение. Что происходит между входом и выходом? Расщепление пищи на маленькие молекулярные компоненты, прелюдия к созданию из них молекул для меня. Процесс, вкратце описываемый на гигантских схемах, украшающих стены кабинетов биохимиков и озаглавленных «Промежуточный метаболизм».

В 1970-е годы биология принесла новости, перетряхнувшие эти представления. Удалось получить убедительные доказательства того, что митохондрии, эти энергогенерирующие органеллы в клетках эукариот, происходят от древних бактерий, которые нашли новый способ жить внутри других клеток. Эти доказательства породили новую картину жизни многоклеточных организмов, в том числе и нас самих. Человек по-прежнему представлял собой гигантский ансамбль сотрудничающих друг с другом клеток, но выяснилось, что каждая из них дает приют другим существам, объектам и сущностям – своеобразным мини-клеткам, в чем-то неполноправным, зато с собственными небольшими наборами генов и четко различимыми мембранами, со своей аппаратурой для синтеза белков. Вместе с великим эссеистом Льюисом Томасом я дивился тому, что казалось «очень большой подвижной колонией дышащих бактерий, орудующих сложной системой ядер, микротрубочек и нейронов для блага и удовольствия своих семейств».

Поразительная мысль! Однако ее легко выкинуть из головы. В конце концов эти мириады эндосимбионтов давно утратили способность к самостоятельному, независимому существованию. Мы поддерживаем с ними столь тесную и древнюю связь, что моя интуиция по-прежнему убеждает своего носителя в том, что они – часть меня, а не какая-то отдельная колония, живущая со мной вместе. Выяснение происхождения митохондрий (похожая история с хлоропластами в листьях растений) заставляет удивляться чудесам эволюции. Но знание о том, что мне сопутствуют эти невидимые пассажиры, остается довольно абстрактным.

А вот с микробиотой дело другое. Мне все равно не разглядеть ее отдельных представителей. Но я знаю, что они постоянно прибывают, размножаются и отбывают. Я ощущаю себя более обитаемым. Велико искушение согласиться с мыслью, что всех этих микробов, живущих во мне и на мне, следует воспринимать как «разумных существ, загнанных в громадные колонии, запертых внутри большого организма, к тому же формируемых окружающим миром, ибо они общаются с ним посредством сложных процессов, благодаря которым вслепую, словно бы по волшебству, рождается функция»[197]. Да, все почти так.

Меня в очередной раз поразил размер этих колоний. Честно говоря, мне трудно вообразить, как выглядит килограмм микробной жижи в моей толстой кишке, но меня впечатляет информация о том, что мои (обычно имеющие четкую форму) испражнения по весу наполовину состоят из микробов. Если считать себя отчасти биореактором, то я – агрегат довольно производительный.

Само это количество наводит на мысль, что микробиом просто обязан иметь какое-то отношение к моему самочувствию – хорошему или плохому. Ученые на все лады твердят о взаимодействиях между моими тканями и триллионами более мелких (по сравнению с моими) клеток, которые в них живут. И это меняет мои представления о собственном Я.

Начнем с того, что теперь я уже не только механическое или химическое существо, хотя известно, что все происходящие во мне взаимодействия по-прежнему управляются молекулами. Тот факт, что я предоставляю среду обитания широкому спектру других видов, чьи популяции увеличиваются и уменьшаются в ходе борьбы видов за ресурсы, наполняет мою внутреннюю жизнь событиями весьма особого рода.

Конечно же, все это вызывает ощущение, что мне следует обращать больше внимания на то, что попадает в систему (то есть на ее вход). Я не просто заправляюсь топливом (или даже сырьем и микроэлементами), дабы автоматические чудеса химического расщепления и биосинтеза могли конструировать новые клетки (хотя и это я по-прежнему проделываю). Я ем, чтобы кормить свою микробиоту, а иногда в процессе еды прибавляю к микробиоте что-то новое. Совсем другие ощущения. Урчание в животе, которое я слышу, лежа в постели после сытного обеда, теперь не кажется мне всего лишь проявлением перистальтического сокращения кишечных мышц, обеспечивающих успешное прохождение пережеванной пищи. Это звуки перемешивающих устройств моего главного биореактора.

Но не только. Это еще и шум экосистемы – одной из нескольких экосистем, с которыми я теперь вынужден считаться. Экосистема и организм – разные вещи. Раньше я представлял себе все экосистемы как нечто внешнее по отношению ко мне самому. Внутренняя экосистема – совсем другое дело. Может, она и сама охотно регулирует себя без всякой опеки или внимания с моей стороны. Но я склонен хотя бы чуть-чуть думать о ней, когда я ем, пью, занимаюсь физическими упражнениями или принимаю лекарства.

Впрочем, мне все-таки кажется, что «биореактор» или «экосистема» – не самые интересные образы для представления моего расширенного микробного ансамбля. Некоторые утверждают, что я вместе со своими микробами составляю некую новую разновидность биологического объекта, заслуживающую отдельного терминологического названия: я – холобионт. Думаю, вряд ли этот термин привьется. Нет-нет, мой вывод таков: на самом деле я – суперорганизм.

Этот термин уже неоднократно появлялся в некоторых биологических контекстах, иной раз вдохновленных открытиями в области микробиологии. Так, суперорганизмом можно считать разные виды или штаммы бактерий, делящие друг с другом один и тот же генофонд, откуда все они могут черпать материал. Некоторые заявляют даже: генетический обмен на всех этажах жизни настолько распространен, что глобальное сообщество геномов можно рассматривать как своего рода гигантский суперорганизм (не путать с планетарным организмом – Геей)[198].

Все это не очень передает идею суперорганизма, которую я теперь исповедую. Это идея о смеси одного высокоорганизованного клеточного сообщества, эукариотического, многоклеточного Я, с невообразимо громадным числом других, более мимолетных живых сущностей, которые предпочли жить вместе, чтобы поддерживать существование чего-то большего – такого, чему трудно подобрать точное определение.

Как же осознание себя суперорганизмом влияет на повседневное самоощущение? Я никакой не супер в смысле превосходства над кем-то. Мой новый статус суперорганизма означает для меня лишь принятие идеи, что каждое другое многоклеточное – тоже в какой-то мере суперорганизм. Однако этот статус побуждает меня восхищаться тем, как в процессе эволюции жизнь объединила большое и малое, связав их самыми тесными узами. У того Я, что является суперорганизмом, более размытые границы, нежели у тела, которое не имело бы микробной нагрузки. Я-суперорганизм складывается, вероятно, под более сильным воздействием случайности. Такое Я менее стабильно, чем мы привыкли думать. В каких-то отношениях это зыбкая сущность, ускользающая от понимания. Она мерцает и переливается, то как будто позволяя увидеть себя вполне ясно, то вдруг незаметно превращаясь во что-то несколько иное. Но она больше связана с остальным миром (особенно с миром биологическим), чем мне казалось раньше. То же самое касается и всех остальных существ на нашей планете, ведь они тоже представляют собой суперорганизмы.

Меня поражает и то, насколько суперорганизм моего типа отличается от просто организма. Организму можно дать вполне четкое биологическое определение. У него есть части, и целое – больше, чем просто сумма этих частей. Все они координируются взаимодействиями, удерживающими целое в нормальном состоянии. Отклонения от заведенного порядка обычно означают болезнь. К примеру, на клеточном уровне злокачественную опухоль можно считать частью человека: у него с ней общий геном по крайней мере на ранних стадиях ее развития. Но ее интересы, некогда общие с человеческими, постепенно начинают сильно от них отличаться. Если опухоль удастся удалить и если она принадлежит к разновидности, почти не оставляющей после себя зримых телесных изменений, то после операции человек скорее будет чувствовать, что его Я восстановилось, а не уменьшилось.

Кое-что из этой идеи всевластного целого можно перенести на еще один тип «суперорганизма»: иногда данный термин применяют к общественным насекомым (а изредка и к млекопитающим – привет, сурикаты!), генетически связанным между собой и функционирующим как единая сущность. С некоторых точек зрения их можно рассматривать как единый организм с отделяемыми частями, каждая из которых по отдельности не обладает жизнеспособностью. Состав таких суперорганизмов также легко определить. К примеру, мы можем узнать, какая пчела из какого улья прилетела.

Совсем иное дело – социальный организм, который попадает в поле зрения при изучении нашего Я в увязке с нашим микробиомом и при попытке мысленно собрать эту систему заново. Не все наши микробы удается точно классифицировать или зафиксировать: конкретный состав популяционной смеси чрезвычайно изменчив и в какой-то степени зависит от случайных событий и от времени. Это вольное сотрудничество, партнеры в котором постоянно меняются[199]. Многие из входящих в него видов или наборов видов с удовольствием жили бы где-то в другом месте. Может показаться, что они служат какой-то более масштабной цели, когда, к примеру, обитают у меня в кишечнике, однако на самом деле бактерии растут и размножаются там, поскольку их устраивает такой образ жизни. Состав и поведение всей этой компании очень трудно предсказать, и ее стабильность может в любой момент нарушиться. Когда я умру, некоторые из бактерий, которыми я питался при жизни, с очаровательным безразличием микробов станут в свою очередь питаться мною. Мы связаны, но наши судьбы отнюдь не являются такими уж неразрывными[200].

Еще одно серьезное изменение в моем восприятии себя то, как я теперь учусь думать о роли иммунной системы в осуществлении этих связей. Представление об ее функционировании как о ведении боевых и разведывательных операций никогда меня толком не убеждало. Похоже, я давно ждал именно такого объяснения, которое сейчас постепенно формируется учеными, всерьез исследующими, как мы уживаемся с таким сложным микробиомом.

Я ловлю себя на том, что теперь представляю себе иммунную систему, другие клетки и ткани, микробиом и даже мозг как участников постоянного разговора. Обычно это беззаботный шепот где-то на заднем плане, болтовня клеток на вечеринке. Но время от времени темп разговора нарастает, и когда общество по-настоящему возбуждается, вспыхивают споры, а порой и более серьезные перепалки. Иногда возникают ужасные случаи недопонимания. Во всем этом, по-видимому, больше нюансов, чем в предыдущих описаниях той же системы. Разговоры могут вестись на большом расстоянии. Обычно они сводятся лишь к чему-то вроде: «Как ты там, все нормально? – Ага, все в порядке. – Ну ладно». Иногда слышится такое: «Думаю, тебе интересно будет к этому присмотреться», а порой доходит и до такого: «Похоже, у нас вот-вот будут неприятности, вот в этом месте, пришлите помощь, пожалуйста!» или даже до «Опасность! Уничтожить! Искоренить!» Но гораздо чаще все стараются быть предельно вежливыми, потому что им хочется избежать неприятностей.

Впрочем, это лишь мои фантазии. К тому же неизвестно, могу ли я влиять на это общение. Я не говорю на их языке, да и речь их едва слышна. Однако, по-моему, важно хотя бы просто признавать, что такое общение происходит.

Это общение соединяет меня с микробной жизнью, а значит, и со всей прочей. Другие связи с ней я теперь ощущаю гораздо острее, чем прежде, – в моих клетках (где есть митохондрии), в моих генах (где есть генетические фрагменты, уцелевшие от бактериальной живности в ходе эволюции), в моем кишечнике (где есть бактерии, составляющие немаловажную часть более крупного клеточного сообщества).

Возможно, это могут быть связи с формами жизни, которые слишком малы, чтобы их разглядеть. Но я все равно рад, что мне выпало жить в эпоху, когда наука делает их видимыми. Товарищеский привет всем нам, суперорганизмам. Рад познакомиться.

И наконец… Да, мой микробиом можно рассматривать как нечто, позволяющее мне теснее соединяться с прочими живыми существами. Тут уместен грандиозный и очень привлекательный образ, который мне очень нравится. Приятно ощущать суперорганизм как неплотно сплетенную сеть, объединяющую все живое на Земле посредством микробного и вирусного обмена, а иногда, при случае, и обмена генетического. Когда-то я написал книжку о Джиме Лавлоке и его гипотезе Геи[201]. Хотя мне, признаться, не по душе концепция Геи как некоего шедевра планетарной саморегуляции, я остро чувствую различия между этой живой планетой и другими – неживыми. Хорошо быть частью живого!

Впрочем, такое осознание позволяет прийти к очаровательному локальному упрощению для решения некой запутанной проблемы. Речь идет о практическом культивировании микробиома, который является крошечным узелком этой глобальной сети. Мне снова приходит на ум вклад Грэма Рука в гигиеническую гипотезу и его идея о том, что нам необходимо поддерживать знакомство со своими микроскопическими «старыми друзьями». Он настаивает, что отличное место для этого – всякие зеленые пространства. Значит, нужно быть поближе к листьям и почве, к птицам и насекомым? Не обязательно.

Ведь микробы, в конце концов, есть повсюду. Возьмите хоть их популяции, обитающие в воздухе, предлагает Рук. Бактерии, которые имеются в почве и воде, в изобилии присутствуют и в атмосфере. В частности, они содержатся в почве и воздухе крупных городов[202]. Между прочим, в почве нью-йоркского Центрального парка (ну да, у него немалая площадь) при недавнем анализе обнаружили целых 170 тысяч видов микробов[203]. В одном кубическом метре воздуха над газонами и кустами может содержаться миллион живых организмов. А средний человек вдыхает 8 кубометров в день. Так что, может, мне вообще забыть обо всех этих пребиотиках и пробиотиках? Может, больше не думать о том, стоит ли завести собаку из соображений роста микробного разнообразия? Достаточно лишь зайти в парк за углом – и немного там подышать.