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

У этого роста множество граней. Например, увеличивается количество продаваемых доз антибиотиков – как в целом, так и на душу населения. Аналогичным образом растет количество литров применяемых гербицидов в абсолютных цифрах и в расчете на акр, а также расширяются посевные площади устойчивых к гербицидам трансгенных культур. Есть, правда, и пример нисходящего тренда: его демонстрируют пестициды. Но соответствующие цифры обманчивы. Применение пестицидов снижается исключительно из-за того, что расширяется доля трансгенных культур, вырабатывающих собственные пестициды. Далее, все более распространенными становятся биоциды, применяемые в химиотерапии для борьбы с раком. На первый взгляд, рак вовсе не то же самое, что бактерии-паразиты или насекомые-вредители, однако раковые клетки способны развивать устойчивость к химиотерапии, из-за чего возникают резистентные опухоли – они сопротивляются попыткам врачей их сдержать{160}. Почти все живое несет на себе отпечаток человеческих биоцидов. Мы еще глубже вдавили большой палец во влажную глину на гончарном круге природы.

В большинстве перечисленных случаев и резистентность становится все более распространенной. Когда мы принимаем антибиотики, наши тела становятся ходячими аналогами мегачашки. Человек пьет таблетки, а бактерии в ответ обзаводятся устойчивостью к ним; вскоре они опять начинают распространяться – и на этот раз их уже ничто не сдерживает. Когда мы накачиваем антибиотиками домашний скот – зачастую это делается не для лечения, а лишь для ускорения роста, – животные тоже превращаются в подобие той мегачашки. Бактерии в них процветают и эволюционируют прямо посреди потоков антибиотика, не встречая преград. Даже наши больницы можно уподобить мегачашке: антибиотики там принимаются массами пациентов и во множестве палат. Кроме того, в больницах многие люди подвергаются иммунной компрометации: их организмы становятся беззащитными, словно агар в мегачашке. Сага эволюции раковых клеток, разворачивающаяся в наших телах, тоже отсылает к образу пресловутой чашки. Оттуда ничем не сдерживаемые клетки, штаммы и виды распространяются в экологических системах наших обществ. Более того, «ничем не сдерживаемые» – не совсем точный оборот: наши биоциды даже способствуют их процветанию, поскольку устраняют соперников. Они растут в положении своеобразных любимчиков: мы сами сделали их таковыми, выступив против остальной жизни.

Рис. 10.3. Динамика общего мирового объема применения гербицидов, антибиотиков, трансгенных посевов, производящих пестициды (Bt-посевов), одного конкретного гербицида (глифосата, который продают под маркой Roundup) и инсектицидов с 1990 года.

Источник: Jørgensen, Peter Søgaard, Carl Folke, Patrik J. G. Henriksson, Karin Malmros, Max Troell, and Anna Zorzet, "Coevolutionary Governance of Antibiotic and Pesticide Resistance," Trends in Ecology and Evolution 35, no. 6 (2020): 484–494.

Изображение: Лорен Николс

Чтобы предотвратить катастрофу, мы каждый раз шли одним и тем же путем: находили всё новые и новые антибиотики, химиотерапии, пестициды, гербициды и прочие биоциды. Когда вода в реке эволюции поднимается, мы строим дамбу повыше. Поначалу мы просто разыскивали новые биоциды в природе, действуя как золотодобытчики. В этих занятиях мы прочесывали биологический мир. Причем эти разведывательные вылазки начались задолго до Флеминга или даже до открытия бактерий. Например, ученый-медиевист Кристина Ли вместе с коллегами недавно обнаружила древнее лекарство, использовавшееся викингами для лечения глазных инфекций. Ученые показали, что это стародавнее средство не только справляется с бактериями, поражающими глаза, но и убивает бактерий с резистентностью к некоторым антибиотикам{161}. (Другими словами, древний препарат все еще в деле.) Следующей стадией освоения антибиотиков стали изобретения, то есть лабораторный подход: ученые прицельно создавали новые соединения, которые могли оказаться полезными. Теперь, отчаянно нуждаясь в обновлении антибиотиков, они пробуют смешанные стратегии, когда комбинируются поиски в природной среде, заимствования из арсенала народных средств (таких, как лекарство викингов) и чистое изобретательство. Например, Кишони, хорошо разбирающийся в эволюции бактерий, участвовал в разработке нового подхода, при котором для лечения инфекций одновременно применяют несколько антибиотиков. Если использовать такой прием нужным образом, он затрудняет эволюцию бактериальной резистентности в отношении даже одного вещества, не говоря уже обо всех сразу.

Реалии резистентности довольно мрачны. Но, как мне кажется, и здесь можно найти проблеск надежды. Я не менее сотни раз посмотрел видеозапись Байма, на которой показана эволюция E. coli. Когда я демонстрирую ее на своих лекциях, люди затихают. Именно такие вещи Кант называл возвышенными и страшными одновременно[18]. Байм, однако, считает, что люди неверно истолковывают увиденное. Лично у него видеозапись вызывает намного меньше волнения, чем, вероятно, вызовет у вас. Вообще говоря, он надеется, что в будущем мы научимся управлять резистентностью, сделав для этого четыре последовательных шага. Тут важно помнить, что на каждом шаге между нашими действиями и откликом мира на эти действия проходит некоторое время (ровно как с изменением климата). Применение биоцидов обязательно аукнется нам когда-то в будущем. Но, в отличие от изменения климата, в этом случае пауза будет относительно короткой. Как правило, она составляет годы, а не десятилетия, а иногда даже меньше, чем годы. Поэтому у нас имеется возможность быстро и кардинально пересмотреть свои подходы к управляемой эволюции своих врагов. В таком контексте те четыре шага становятся еще важнее: мы можем начать действовать уже сейчас, а отдачу получим довольно скоро. Пройдя четыре шага, мы значительно расширим свои возможности – нет, не избавить планету от резистентности (подобное невозможно), а найти способы сосуществовать с нею, органично вписавшись в поток жизни.

Первый шаг на пути к жизни бок о бок с резистентностью почти не изучен, но довольно важен. Он связан с идеей экологического вмешательства. Считается, что устойчивые бактерии хуже закрепляются в тех условиях, где им приходится конкурировать с другими бактериями, многие из которых производят собственные антибиотики, а также с паразитами и хищниками, вредящими бактериям. Чем больше больница или ваша кожа напоминают дикие джунгли, тем меньше шансов укорениться в них имеют новые штаммы бактериальной жизни.

Идея о том, что паразитам и вредителям труднее выживать, когда повсюду есть непохожие друг на друга враги, представляет собой еще одно проявление закона разнообразия. Дэйв Тилман, работу которого я описал в главе 7, проверил действие этого закона на заброшенных полях Миннесоты. Однако специфический контекст резистентности добавляет сюда кое-что свое. Свойство устойчивости у бактерий и прочих организмов обычно зависит от наличия определенных генов. Эти гены зачастую крупного размера, и поэтому их копирование снова, снова и снова требует много энергии. Бактерии тратят столько времени на копирование, что даже не успевают нормально питаться. К тому же белки и другие производные этих генов зачастую тоже обходятся недешево. Из-за этого резистентные виды, как предполагается, особенно уязвимы перед лицом соперников и паразитов. Таким образом, первый способ обуздать резистентность – это всеми силами поддерживать разнообразие в окружающих нас экосистемах. Заниматься этим можно и у себя дома: пользуйтесь водой и мылом, не злоупотребляйте антибиотиками, избегайте антисептических гелей, не применяйте пестициды без крайней необходимости. Все эти меры помогут сохранить полезные виды, с которыми резистентные виды и штаммы конкурируют.

Второй важный шаг, приближающий нас к сосуществованию с резистентностью, – это добиться преобладания в наших экосистемах уязвимых штаммов тех видов, которые предрасположены к выработке устойчивости. Этот шаг связан с первым, где уязвимые виды зачастую участвуют в конкурентной борьбе. Нам нужно поддерживать уязвимых конкурентов, хотя в целом уязвимость имеет значение не только для конкуренции.

Особый случай управления уязвимостью демонстрируют трансгенные растения, которые вырабатывают собственные пестициды. Такими растениями можно питаться без опаски, но у них довольно легко вырабатывается резистентность к тому пестициду, который они сами производят. Эта их слабость становится серьезнейшей проблемой, поскольку такими растениями засеяны огромные площади. В результате, когда нарождаются устойчивые к пестицидам вредители, им не составляет труда распространяться с поля на поле. Они способны пожрать целые страны: такое уже случалось и случится еще не раз. Однако у нас есть решение, позволяющее хотя бы на какое-то время преодолеть эти трудности.

Если рядом