С нами или без нас: Естественная история будущего - Роб Данн

если говорить как о ближайшем, так и об отдаленном будущем, проще всего, пока это возможно, пытаться сохранить природные экосистемы с их функциями. Второй по привлекательности способ, к которому нам нередко придется обращаться, предполагает, насколько это возможно, имитацию природных систем с минимальными отступлениями от оригиналов. Если, скажем, вернуться к кишечному микробиому, то гораздо проще найти способ, облегчающий матери передачу кишечных микробов ребенку, нежели с нуля разрабатывать «идеальный» состав микробиома для каждого малыша. В последнем и наихудшем сценарии мы окажемся в том же положении, в каком был я, когда нес ведро с разобранным пылесосом в мастерскую; в этом случае людям по всему миру придется решать задачи грядущих десятилетий и веков самостоятельно, без помощи не только просвещенных экспертов – инженеров, экологов, антропологов и других специалистов, – но и самой природы. Я понимаю, что из всех идей, сформулированных мной в этой книге, мысль о том, что нам следовало бы по возможности сохранять функции природы, а не изобретать их заново, кажется самой очевидной и одновременно самой спорной. Очевидной, потому что даже интуитивно понятно, что не стоит ломать то, что уже работает. Спорной, потому что в будущем, каким его рисуют ученые и инженеры, все больше природных функций вытесняется технологическими решениями. Некоторые исследователи в последнее время дошли до заявлений, что природа вообще не нужна. По их словам, из генов, полученных в лаборатории, можно создать все необходимое. Возможно, они правы, но лично я в этом сомневаюсь. И полагаю, что мой мастер по ремонту пылесосов тоже усомнился бы. Ведь если в итоге выяснится, что они ошиблись, а мы не сохранили необходимые экосистемы, позволив им развалиться, то последствия будут ужасающими. Поэтому самая, на мой взгляд, разумная линия поведения – исходить из того, что они неправы, а я прав. И, соответственно, действовать так, будто природные экосистемы, от которых мы зависим, незаменимы{153}.

Глава 10

Жизнь с эволюцией

Мы стараемся управлять природой, потому что иногда это приносит нам огромную выгоду – особенно в краткосрочной перспективе. Когда на Миссисипи возвели дамбы, появилась возможность строить по берегам города. Некоторые из них, как, например, Гринвилл, со временем разрослись: их близость к реке была чрезвычайно удобна для перевозки товаров – и это в краткосрочной перспективе приносило прибыль. Но прибыль со скрытыми издержками, связанными с неизбежными грядущими наводнениями. С чем-то похожим мы сталкиваемся, когда пытаемся управлять окружающей жизнью, ограничивая и сдерживая ее. Держать иные формы жизни под контролем порой довольно соблазнительно. Мы убиваем множество видов, чтобы упростить себе существование или чтобы спастись. Но такая расправа действенна лишь там, где ее применяют селективно, – то есть когда мы атакуем лишь те виды, которые действительно нам вредят. Когда же мы без разбора пытаемся уничтожить все живое вокруг, тяжкие последствия не заставляют себя ждать. Они захлестывают нашу жизнь, словно взбаламученная речная вода.

Во время Великого наводнения 1927 года на Миссисипи, о котором я рассказывал в самом начале книги, мой дед, согласно его собственным воспоминаниям, первым заметил место, где дамба начала разрушаться – непосредственно перед тем, как наводнение затопило город. Дамба, рассказывал он, начала проседать прямо у него на глазах. В этой истории соседствуют правда и – почти несомненно – отступление от нее. Правда в том, что мой дедушка вполне мог заметить, как дамба дала трещину. Неправда в том, что с поднятием воды прорыв дамбы должен был случиться во многих местах, а не только там, где он заметил течь. В апофеозе разбушевавшаяся река оказалась намного мощнее заградительных сооружений. Дав слабину в одном месте, дамба поползла во многих местах сразу. Река в этой истории подобна самой жизни. Дамба – это наши попытки сдержать жизнь. А река, накатывающая на дамбу снова и снова и перехлестывающая через нее, – это жизнь, которая напоминает нам о своей силе и нашей слабости.

Я всегда вспоминаю о том историческом наводнении, когда думаю о деде. А еще память о давнем бедствии связана у меня с размышлениями об эксперименте, кратко упомянутом во введении. Этот опыт несколько лет назад провели Майкл Байм, Тэми Либерман и Рой Кишони в одной из лабораторий Гарвардского университета. Они втроем тогда разработали проект гигантской чашки Петри, которую назвали мегачашкой: приставка «мега» не только отсылала к необычным размерам лабораторной емкости, но и была сокращением от microbial evolution and growth arena (арена роста и эволюции микробов). Длина прямоугольной мегачашки составляла 120 см, ширина – 60 см, а глубина – 11 мм. Эксперимент с мегачашкой позволяет нам подробно и в реальном времени рассмотреть один из самых незыблемых законов биологии – закон эволюции путем естественного отбора. В самой простой формулировке он гласит, что предпочтение отдается генам и свойствам тех особей, которые успешно производят больше потомков по сравнению с остальными. Закон эволюции путем естественного отбора – дарвиновский закон: Дарвин представлял себе его действие довольно медленным, но теперь мы знаем, что оно может быть и ускоренным. Его последствия можно наблюдать в реальном времени – будь то в городе, человеческом организме или мегачашке.

Идею эксперимента отчасти подсказала кинореклама. В 2011 году студия Warner Brothers Canada придумала интересный рекламный трюк для продвижения фильма «Заражение» (Contagion): в витрине супермаркета установили огромную панель, на которой росли бактерии и грибы, постепенно складывающиеся в название фильма{154}. В сущности, эта панель стала прототипом гигантской чашки Петри. Кишони, увидев эту рекламу, воодушевился. В результате долгих разговоров и мозговых штурмов появилась столь же внушительная лабораторная чашка: Кишони демонстрировал ее своим студентам, а Либерман и Байм, которые тогда учились в аспирантуре, ассистировали ему. Подобно рекламной панели киношников, мегачашка содержала в себе послание. На то, чтобы явить его миру, потребовалось чуть больше времени, но менее очевидным оно от этого не стало.

Проект предполагал несколько раундов командной работы. Сначала весь коллектив совместно занимался планированием эксперимента. Потом Либерман впервые представила его на учебном курсе Кишони. Затем Байм усовершенствовал схему и запустил окончательную версию: залил агар, посеял микробы и принялся наблюдать за происходящим. Бесспорно, базовый дизайн мегачашки имел кое-что общее с рекламной панелью Warner Brothers, но и различия были весьма существенными. Прежде всего, агар в мегачашку заливали в два слоя: сначала шел твердый нижний слой, которым бактерии могли питаться, а над ним располагался жидкий верхний слой, в котором они могли плавать. Затем с обоих краев мегачашки в нее запустили штамм безвредных бактерий Escherichia coli (кишечная палочка). E. coli могли питаться агаром и потом передвигаться в те места, где питательные вещества еще не иссякли: образно говоря, у бактерий была возможность поесть и смыться, не заплатив. По-видимому, если бы в чашке Петри имелись другие виды бактерий, то E. coli не удалось бы разрастись – они проиграли бы в конкурентной борьбе. E. coli – полезный организм для лабораторных исследований, но это не самый живучий соперник, когда речь идет о столкновениях с другими обитателями человеческого кишечника. Впрочем, этот эксперимент не имел отношения к межвидовой конкуренции бактерий. Он был посвящен выяснению того, как эволюционирует устойчивость к антибиотикам.

Бактерии, выпущенные в мегачашку, не обладали резистентностью ни к каким антибиотикам. Они были уязвимы и беспомощны. Но, вероятно, ненадолго. Команда исследователей хотела выяснить, как скоро безвредные и слабые кишечные палочки смогут развить сопротивляемость к обычному антибиотику. Как быстро появятся и распространятся устойчивые мутанты – пусть даже ценой гибели остальных немутантных бактерий?

Чтобы ответить на этот вопрос, ученые решили добавить в мегачашку антибиотики. В варианте эксперимента, который был реализован Баймом после завершения курса Кишони, в качестве первого антибиотика выбрали триметоприм. Позже Байм повторил эксперимент с другим антибиотиком: им стал ципрофлоксацин. Антибиотики добавляли в мегачашку неравномерно, полосами. Идею полос предложила Либерман: она хотела создать для бактерий несколько уровней препятствий, один сложнее другого. В крайних полосках антибиотиков не было, но по мере продвижения от краев к середине их концентрация повышалась. В центральной полосе (равноудаленной от обоих