Как микробы влияют на нашу жизнь. Новое и удивительное о многогранных соседях - [2]

Добро пожаловать в занимательное путешествие по вашему дому и по царству самых маленьких и в то же время столь могущественных существ. Шагните в этот невидимый мир и побывайте в фантастических историях, где главная роль отведена мини-героям. Вас ждут увлекательные факты и даже сюрпризы. Давайте начнем прямо с вашего дивана!

Часть первая Невидимые миры

1. Планета микробов

Мы живем в мире микробов, маленьких невидимых существ, находящихся за пределами нашего воображения. И считаем их чужими, не уделяем им должного внимания. Но можем чувствовать их запах и вкус, ведь они обитают в нашем организме и вокруг нас. Почти все в мире вращается вокруг этих крошек. Они были здесь задолго до появления человека, и без них не обходится практически ни один процесс на этой планете.

Прежде чем рассказать несколько историй о микробах в вашем доме, я хотела бы немного подготовить вас к экспедиции в этот микрокосм посредством небольшого экспресс-курса «Что вы всегда хотели знать о микробах». Поверьте, это намного интереснее, чем может показаться на первый взгляд.

Кто такие микробы?

Начнем с вопроса: что такое микроб? С научной точки зрения это неточное понятие, потому что мы используем его для определения любого маленького существа, которое не можем увидеть невооруженным глазом. К микробам относят множество очень разных организмов, в числе которых бактерии (группа, о которой мы чаще всего думаем, когда слышим слово «болезнетворные микробы»), археи (внешне напоминают бактерии, но на самом деле совершенно другие), низшие грибы (например, дрожжи) и протисты (примитивные водоросли, амебы, слизистые грибы и простейшие). К микробам также часто причисляют и вирусы.

Микробы — это одноклеточные организмы, в отличие от людей или блох, которые состоят из клеток разных типов, работающих вместе и необходимых друг другу для выживания: отдельно взятые клетки мозга, печени или сердца бесполезны. А вот единственная клетка микроба — это независимое живое существо, которое может выживать и размножаться без помощи других клеток[3]. Поскольку термин «микроорганизмы», который вы, вероятно, уже слышали, в узком смысле подразумевает только бактерии, мы будем по большей части использовать более общее понятие «микроб» независимо от того, идет ли речь о бактериях, вирусах или грибах.

Некоторые бактерии невероятно ленивы и не сдвинутся с места, другие передвигаются по воде или жидкой питательной среде с фантастической скоростью с помощью небольшого встроенного «моторчика» из нитевидных жгутиков.

И, конечно, бактерии представлены в разных формах: есть среди них шарики, палочки и спирали, встречаются даже квадратные бактерии, такие, например, как галофильная (любящая соленую среду) бактерия haloquadratum walsbyi. Ее размер составляет 40 микрометров, она плоская, как почтовая марка, и благодаря встроенным пузырькам газа может удобно дрейфовать на поверхности рассола.

Для многих видов деятельности бактерии и другие микробы должны общаться друг с другом, но только иначе, чем мы. Они производят крошечные сигнальные молекулы, чтобы их могли распознать соседи по среде. Этот способ общения бактерий называется «определение кворума» (в напоминание о «кворуме» в Древнем Риме — определенном количестве голосов, необходимом для легитимности решения): нужно, чтобы в собрании приняло участие определенное количество микробов для принятия решения. Благодаря такому типу коммуникации бактерии даже способны действовать коллективно, например для формирования биопленок. В этом удивительном мире существует множество «языков», даже «молекул эсперанто», понимаемых многими бактериями. Процесс определения кворума был обнаружен у осьминога, у которого есть светящийся орган, заполненный симбиотическими бактериями, так называемый вибрионом Фишера. Когда бактерий достаточно, среди микробов пробегает сигнал, тогда орган начинает светиться, словно фонарик.

Маленький, маленький мир: невидимая вселенная

Большинство микробов невидимы невооруженным глазом. Если клетки в организме животных или человека имеют размер до 30 микрометров, то бактериальные клетки во много раз меньше. На кончике иглы смогут уместиться миллионы таких клеток. Единственный вид бактерий, который виден без всяких приспособлений, — это намибийская серная жемчужина (Thiomargarita namibiensis), которая была обнаружена в Намибии в 1990-х годах. Она достигает в размере до полумиллиметра. Клетка кишечной палочки в среднем всего около двух микрометров в длину, таким образом, чтобы обернуть цепочку вокруг мизинца из таких клеток, их понадобится около 50 тысяч[4]. В миллилитре содержимого кишечника живет больше бактерий, чем людей на земле.

Нашими знаниями о мире крошечных существ мы обязаны изобретению микроскопа и очень умному человеку — Антони ван Левенгуку. До 1676 года бактерии оставались незамеченными. Но затем этот торговец тканями, который даже не был биологом, стал каждую свободную минуту заглядывать в свой самодельный увеличительный прибор и вы-следил их. Самоучка смастерил конструкцию из линз, чтобы лучше оценивать качество тканей. Из любопытства рассматривал также другие вещи: воду из пруда или налет на своих зубах. Лучшая отшлифованная им линза давала увеличение в 500 раз. Так он открыл «анималькул» — массу животных и растительных одноклеточных, а также крупных бактерий.