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

с растениями, генерирующими пестициды, посадить растения, которые их не вырабатывают, вредители предпочтут набрасываться на беззащитные и неотравленные посевы. Такие культуры, свободные от яда, называют «растениями-убежищами», поскольку они дают приют тем вредителям, которые боятся пестицидов. Несомненно, резистентные вредители смогут эволюционировать и в таких обстоятельствах, но при этом их особи, скорее всего, будут скрещиваться с более успешными особями, уязвимыми к пестицидам, которые кормятся на растениях, их не вырабатывающих. Гены устойчивости у вредителей останутся редкими, они будут разбавлены генами более многочисленных уязвимых особей – в особенности с учетом того, что резистентные гены, как отмечалось выше, требуют от организма особого попечения. Такая система может показаться довольно диковинной, но она работает. В большинстве стран, где сажают трансгенные растения, вырабатывающие собственные пестициды, в обязательном порядке требуется высаживать рядом с ними уязвимые «растения-убежища». Там, где эти требования по-настоящему соблюдают, эволюцию резистентности удается блокировать, а ценность трансгенных растений сохранить. Там же, где подобное требование существует, но не исполняется, резистентность берет верх, а «волшебные» трансгенные растения гибнут от вредителей и никаких чудес больше не творят. Например, в Бразилии наблюдается эволюция резистентности даже в отношении наиболее защищенных трансгенных растений. Если так пойдет и дальше, то Бразилии придется вернуться к старым сельскохозяйственным практикам (для которых требуются другие семена, другое оборудование и т. п.): вряд ли в ближайшее время будут разработаны новые трансгенные растения, способные заменить те, что уже сделались уязвимыми. Если у нас не получится наладить управление резистентностью, то нашим инновациям не удастся угнаться за ее эволюцией.

Соображения, напоминающие тактику «растений-убежищ», высказывались и применительно к борьбе с раком в человеческом организме. Например, эволюционный биолог Афина Актипис, эксперт из нашей группы, в своей книге «Клетка-предатель»[19] выдвинула новаторские предложения по лечению рака. Актипис выступает за то, чтобы рак лечили химиотерапией только в тех случаях, когда опухоли активно растут{162}. Если обращаться к химиотерапии, когда опухоль не увеличивается, то лечение будет уничтожать уязвимые клетки, оставляя незатронутыми самые устойчивые. Подобно резистентным бактериям, резистентные раковые клетки плохо выдерживают конкуренцию, но если истребить все уязвимые клетки, то соперников у них не останется. Если применить химиотерапию один раз, а потом повторить ее, не дожидаясь активного роста опухоли, то искоренению подвергнутся последние уязвимые клетки, а вместо них останутся только устойчивые. В результате, когда опухоль начнет активно расти в третий раз, она будет состоять исключительно из устойчивых клеток. И напротив, если применять лечение только в те периоды, когда опухоль растет, некоторые уязвимые клетки выживут: ведь они делятся и растут быстрее. Таким образом к следующему применению химиотерапии бо́льшая часть опухоли будет состоять из уязвимых клеток. Этот подход, являющийся одним из элементов так называемой адаптивной терапии, проходит клинические испытания под руководством Боба Гейтенби в Онкологическом центре и научно-исследовательском институте Х. Ли Моффитта во Флориде. На момент написания этих строк испытания проходили очень успешно. Конечно, адаптивная терапия – не чудодейственный путь, но она способна дополнить многие применяющиеся сейчас способы лечения онкологических заболеваний. С точки зрения размышлений о том, как контролировать резистентность рака и действовать вместе с естественным отбором, а не против него, это важная отправная точка.

Управление посадками трансгенных культур – совсем не то же самое, что лечение рака. Но у них есть нечто общее. В обоих случаях остановить распространение резистентных организмов удается через поддержку их уязвимых собратьев. Недавно руководитель нашей экспертной группы Петер Йоргенсен поделился идеей, что уязвимость наших врагов к биоцидам представляет собой общее благо. По его словам, это благо имеет не меньшее значение для человечества, чем, например, чистая питьевая вода. Чем больше мы поддерживаем уязвимость вредителей, паразитов и даже раковых клеток, тем выше становится степень нашего контроля над подобными видами. Конкретные способы работы с уязвимостью в каждом случае разные, но в конечном итоге нам всем выгодно подкреплять ее во всех формах{163}.

Третий шаг к жизни бок о бок с резистентностью сегодня представляется затруднительным, но завтра он станет проще. Чтобы сделать его, нужно научиться предсказывать, какими путями развивается резистентность. В ответ на те или иные биоциды организмы вырабатывают ее различными способами. Если снова и снова отматывать кассету эволюции назад, то каждый раз будет показан новый вариант резистентности. Но все же эволюция резистентности вполне предсказуема, хотя и по-разному. У некоторых видов можно предсказать скорость, с которой развивается устойчивость. Например, в мегачашке устойчивость к одному антибиотику приобреталась за 10 дней, а к другому – за 12. В других случаях можно предсказать больше эволюционных характеристик. Если, например, у некоторых бактериальных видов вырабатывается резистентность к определенному антибиотику, то каждый раз это происходит за счет одних и тех же мутаций, в одном и том же порядке, снова и снова – что-то вроде заученных шагов в танце эволюции. В подобных ситуациях перед нами открывается возможность предвосхищать эти шаги – и, соответственно, упреждать их. В итоге можно достаточно точно предсказывать и то, что резистентность будет развиваться, и как именно это будет происходить, а затем действовать с учетом этого прогноза. Подобное, впрочем, возможно не для всех видов и типов устойчивости; нам еще предстоит разобраться, для каких именно.

Четвертый и последний шаг к жизни с резистентностью подразумевает возвращение к решениям, предложенным природой. Байм не уставал повторять эту мысль в нашей беседе: он говорил, что лично его она «обнадеживает». Согласно моим наблюдениям, биологи, изучающие устойчивость, не слишком часто обращаются к слову «обнадеживать», а если и пользуются им, то исключительно саркастически. Но когда мы беседовали с Баймом, он говорил в прямом смысле. Надежду ему давали особые вирусы под названием «бактериофаги».

В целом наши биоциды подобны молотку. Антибиотики убивают бактерии почти без разбора. Пестициды убивают насекомых. Гербициды убивают растения. Фунгициды убивают грибы, а также представляют опасность для многих животных. Если у биоцидов и есть специализация, то она груба и приблизительна. Например, самые специфичные антибиотики убивают либо грамположительные, либо грамотрицательные виды бактерий. То есть специализации хватает лишь на то, чтобы из триллиона видов бактерий уничтожить полтриллиона. Это довольно глупый способ борьбы с угрожающими нам видами: его можно уподобить выкапыванию вокруг нашей цивилизации глубокого рва, не оснащенного мостом. Таким образом, в нашу крепость проникнут только те виды, которые смогут переплыть ров, забраться по стене и выжить под потоками кипящего масла. А вот когда они до нас доберутся, бежать нам будет некуда – ведь моста нет.

Более разумный подход – стратегически целиться в конкретных врагов. Но для этого их нужно знать. Как выразился Байм, многие распространенные паразиты до сих пор находятся «в запасниках естествознания». Некоторые из них даже имен пока не получили. И хотя более тщательная каталогизация наших недругов представляется не таким уж и сложным делом, мы ею пока не занимались – особенно за пределами самых богатых стран. Конечно, нам надо знать, кто наши враги; но столь же важно представлять себе и конкретного врага, атакующего конкретного пациента. Мы должны, взяв мазок, уметь определить, какие на нем присутствуют виды, штаммы и даже гены. Еще несколько лет назад такое было недостижимо. Но теперь это не только возможно – подобные вещи сделались намного проще и дешевле. Вскоре, по крайней мере в оснащенных больницах обеспеченных стран, определение полного гена того или иного паразита превратится в стандартную процедуру. Опознав паразита, против него можно будет применить не антибиотик широкого действия, а бактериофаг, соответствующий генетической и защитной специфике именно этого паразита. Конечно, такой метод станет доступным не в ближайший год, но, вполне возможно, через несколько лет. Здесь мы видим, как природное разнообразие (в данном случае бактериофагов) можно обратить себе на пользу.

Все перечисленные шаги и связанные с ними методы объединяет необходимость или даже требование знать законы эволюции, а также особенности биологии и эволюционных склонностей конкретных видов. Нынешние медицинские и научные практики не слишком всматриваются в эволюцию и естественную историю. Но над этим можно поработать. Медицина