Как микробы влияют на нашу жизнь. Новое и удивительное о многогранных соседях - Сюзанна Тиле

растений им. Лейбница в Гросберене. Первые результаты показывают, что у бактерий есть свои предпочтения, какие растения колонизировать, поскольку растения тоже защищаются от вредителей и образуют для своей обороны специальные вещества. Так, бактерия Enterobacter radicinitans любит селиться на листьях белокочанной капусты и капусты пак-чой, богатых алкенил-глюкозинолатами. Но зато этот микроб не любит кресс-салат и содержащиеся в нем растительные вещества. Бактерии капризны в отношении солнечного освещения листа и однозначно предпочитают ребро листа или устьице, поскольку в них больше воды. Мытьем овощей и их чисткой под проточной водой грязь, пестициды и патогенные микробы в основном смываются, потому что они не слишком хорошо приспособлены к поверхности. А вот здоровых жителей водный душ не затрагивает. Бактерии живут в межклеточном пространстве, т. е. не только на поверхности листа, но и в клетках тканей. Или же они населяют микроскопические маленькие ниши и складки, откуда пустая вода их не вымывает.

Эти сообщества имеют большие преимущества для растений и микробов: бактерии, подобные Enterobacter radicinitans, или сенная палочка захватывают питательные вещества из воздуха и снабжают растение важными минералами. Другие же микробы образуют гормоны роста или защищают растение от вредителей. Взамен они получают от растения-хозяина сахар и воду.

Ученые связывают особенную пользу для здоровья с молочнокислыми бактериями. В своем исследовании венский ученый Хальсбергер обнаружил в среднем 105 экземпляров на грамм салата[74]. Доказано, что молочнокислые бактерии особенно положительно влияют на кишечник и иммунную систему. К тому же добрые микробы могут защищать от аллергии, потому что они обучают иммунитет. Из-за индустриального способа производства продукты питания становятся все более стерильными. Поэтому случаев аллергических заболеваний регистрируется все больше. Известно, что кишечная флора вегетарианцев устроена по-другому. У них в пищеварительном тракте находится меньше микробов, образующих канцерогены.

Добрые бактерии на зелени могут усмирять опасных патогенов, таких как листерии, псевдомонады или кишечная палочка. Так, выделенные из фруктов и овощей лактобациллы сдерживают рост листерий на айсберг-салате, как показало исследование ученой Ютты Цвиленер из университета в Квинсленде. Естественные сообщества на салатном листе претерпевают изменения при сборе готовых к употреблению салатных смесей, при котором растения повреждаются. Нормальная филлосфера преобразовывается, и вредные для нас микроорганизмы могут начать размножаться. Из-за подрезки из листьев выступает клеточный сок и открывает доступ к питательным веществам. Одновременно выделяются энзимы, которые сдерживают одних бактерий, но могут стимулировать других к размножению, чреватому болезнью.

Однако до сих пор невозможно сказать в целом, является ли врожденная флора эффективной защитой против патогена.

Кстати, салаты, упакованные в полиэтиленовую пленку, являются эффективными инкубаторами для выращивания бактерий из-за высокой влажности, даже если они хранятся в холодном месте. Предварительно нарезанный салат остается хрустящим внутри пластиковой упаковки, но минералы, белки и сахар вытекают из воды по краям среза в сок — восхитительный буфет для бактерий, плесени и дрожжей. Согласно исследованию, проведенному университетом Лестера, 100 сальмонелл достаточно для размножения примерно 100 тысяч микробов в течение пяти дней[75]. Этого количества более чем достаточно для инфицирования. Эксперты также обнаружили, что сальмонелла особенно хорошо чувствует себя в упакованном шпинате, в то время как бактерии кишечной палочки предпочитают рукколу.

Однако не нужно полностью отказываться от упакованного салата. Важно только хранить свежий продукт в холодильнике и употребить его до истечения срока годности. В некоторых странах используется новаторский подход к избавлению от надоедливой сальмонеллы — борьба с вредителями естественным путем. Специальные вирусы противодействуют вредным пищевым бактериям на салате или мясе, это так называемые бактериофаги, естественные враги бактерий. Эти пожиратели микробов состоят из сферической или многогранной головы и хвоста. Они не могут размножаться самостоятельно, но нуждаются в хозяине — бактерии. У бактериофагов есть фермент, закодированный в их ДНК. С его помощью они могут разрушить клеточную стенку бактерии, и тогда последняя практически взрывается. Как настоящие пираты, они захватывают сальмонеллу и перепрограммируют ее так, что бактериальная клетка производит много вирусов и наконец полностью саморазрушается. По принципу снежного кома они могут заразить многих сальмонелл. Бактериофаги специализируются на определенном типе хозяина, поэтому их можно найти везде, где есть подходящая бактерия. Использование их считается безопасным, потому что желудочная кислота разрушает их. США, Канада, Австралия и Швейцария уже используют их против болезнетворных микроорганизмов. В России соответствующие препараты свободно продаются в аптеках. В Германии это пока не разрешено.

Хорошие микробы из водопровода

Полезные для человека бактерии населяют питьевую воду, трубопроводные трубы и краны и таким естественным путем попадают в нашу кухню. Питьевая вода у нас далека от стерильности, хотя и является одним из наиболее тщательно контролируемых продуктов в Германии. Каждый немец потребляет ежедневно до 125 литров воды. В стакане воды из-под крана копошится около 10 миллионов неизвестных бактерий, как обнаружили ученые из университета в Лунде, Швеция[76]. Но это не повод переходить на кофе, пиво или минералку из пластиковых бутылок. Эти микробы не представляют вреда для человека, они даже полезны. Но как они попадают в воду?

К примеру, это дождевая вода, которая просочилась в почву, или озерная вода. Пройдя обработку, она попадает через подземную систему трубопроводов прямо в ваш кран. Водопровод и счетчики воды по дороге — это прекрасная экосистема для бактерий.

Шведские исследователи смогли при помощи современных методов генного материала найти более 80 тысяч микробов в миллилитре воды. Это был неожиданный результат, потому что менее 10 процентов бактерий вообще поддается выращиванию в сырой или питьевой воде. Они должны долго расти в питательной среде или на агаровых пластинах, чтобы ученые смогли их выделить. Благодаря новому быстрому методу секвенирования исследователи получили полную картину сообщества микробов в водопроводах.

Большинство бактерий не плавают в питьевой воде по отдельности. Они живут в органических отложениях в трубопроводах — биопленках. Микробы предпочитают образовывать для своего преимущества «слизистые города» — симбиозные сообщества из бактерий, грибков, водорослей и протозоев. Укутанные в слизь колонии особенно прочны и хорошо сопротивляются природным катаклизмам. Жители колонии с удовольствием пользуются определенными метаболическими качествами друг друга. Поэтому более 95 процентов бактерий сидят тонким слоем на поверхностях водопроводов и счетчиков воды.

Прежде всего это те хорошие микробы, которые помогают очищать питьевую воду и защищать ее от патогенных микроорганизмов. По оценкам исследования, более тысячи различных видов бактерий живет в водопроводе. Самую большую группу образуют микробы в форме палочки или яйца — сфингомонады. Они относятся к альфа-протеобактериям, встречаются в свободной форме в почве и воде и прилежно разлагают там вредные вещества, например ядовитые