Текст книги "Не один дома. Естественная история нашего жилища от бактерий до многоножек, тараканов и пауков"

ПО ОПЫТУ МНЕ ИЗВЕСТНО, что люди, узнав о том, что их в собственном доме окружают тысячи разнообразных бактерий – экстремофильных, детритоядных или тех, что пришли из лесов и почв, реагируют по-разному. Профессиональным микробиологам, с которыми я часто общаюсь, наши результаты кажутся впечатляющими, но не ошеломительными. «Восемьдесят тысяч видов? Я бы подумал, больше… Зимой тоже брали пробы? А на собаках смотрели?» Микробиологи, которые ежедневно сталкиваются с «блеском и нищетой» невидимого мира, становятся невосприимчивыми к его чудесам. Давайте пока не будем обращать на них внимание.

Некоторые испытывают благоговение. Я сам ощущаю это трепетное чувство и хотел бы разделить его с другими. Как это волнующе – проникать в многообразный и до конца не открытый нами мир. Эволюции потребовалось 4 млрд лет для того, чтобы возникло царство микробов, которое живет по соседству с нами. Каждый дом кишит безымянными видами, о которых практически ничего не известно; с некоторыми из них люди живут бок о бок уже миллионы лет, а другие лишь недавно проникли в углы и закоулки современного дома. Можно сделать множество чудесных открытий, не выходя на улицу. Новые виды. Новые феномены. Все новое.

Но многие чувствуют отвращение. Как я об этом узнал? Просто потому, что мы сообщаем результаты своих исследований жителям обследованных домов. После этого они закидывают нас вопросами по электронной почте. Читать их одно удовольствие. Иногда они напоминают мне те вопросы, которые я задавал биологам на биостанции Ла Сельва в Коста-Рике: «Что мы знаем о таком-то виде? Какой образ жизни он ведет?» Часто я отвечаю своим респондентам так, как отвечали мне ученые в тропиках: «Мы не знаем. Можете сами заняться их изучением». Или: «Мы не знаем. Давайте попробуем вместе найти ответ». Иногда, впрочем, вопрос звучит примерно так: «Ок, пусть в пыли моей квартиры живут тысячи бактерий. Как их уничтожить?» Ответ состоит в том, что уничтожать их не нужно.

В идеале наш дом должен напоминать сад, в которым вы истребляете вредные и сорные растения, но заботитесь о тех, что посадили сами. Конечно, вредоносным и болезнетворным микробам в нашем доме нет места. Но число таких видов значительно меньше, чем обычно воображают. Во всем мире насчитывается менее 1000 видов вирусов, бактерий и простейших, вызывающих инфекционные заболевания.

В плане личной гигиены мы держим возбудителей инфекций в узде простым умыванием рук. Тем самым мы преграждаем путь фекальным микробам, которые могут попасть в рот через грязные руки. Мытье рук не уничтожает плотный слой микробов на вашей коже, оно просто удаляет вновь прибывших гостей. На индивидуальном уровне мы также используем защиту путем вакцинации. В свою очередь, наши правительственные органы и система здравоохранения борются с инфекциями специальными мерами, включая инфраструктуру для обеззараживания воды, когда уничтожаются патогены (но не все живые организмы в воде). На государственном уровне решаются вопросы борьбы с насекомыми, переносящими возбудителей инфекций, таких как малярия или желтая лихорадка. Наконец, если профилактические меры не помогают, то врачи для борьбы с патогенными бактериями используют антибиотики. Взятые вместе, все эти средства борьбы и контроля над инфекциями спасли сотни миллионов жизней и при правильном применении могут и дальше делать это.

Но все эти меры эффективнее всего действуют тогда, когда нацелены исключительно на вредоносные виды. Если же заодно с ними уничтожаются остальные виды (например, около 79 950 видов, обитающих в наших домах), последствия могут быть негативными. У меня еще будет возможность поговорить о том, что происходит, когда люди пытаются истребить все формы жизни в своем доме. Пока же достаточно сказать, что подобные действия лишь способствуют расселению, размножению и эволюции патогенных и опасных микробов, а вот работу нашей иммунной системы, напротив, затрудняют. В громадном большинстве случаев гораздо полезнее для здоровья поддерживать высокое биологическое разнообразие в нашем жилище, особенно за счет «диких» микробов, пришедших из лесов и почв (естественно, при условии, что вредные виды при этом находятся под контролем). Конечно, все не так просто (в биологии вообще все довольно сложно), но в целом дело обстоит примерно так[62]62
  Мы, люди, стремимся уничтожить все полезные виды в наших постройках, что одновременно создает благоприятные условия для вредных видов. Термиты, живущие в жилищах человека, поступают противоположным образом. Например, тайваньские термиты (Coptotermes spp.) могут учуять грибы, растущие на их теле или в их термитнике даже в темноте, поводя в воздухе своими антеннами. После этого они удаляют с поверхности тела грибные споры. Термиты проглатывают все споры, которые встречают на своем пути, а в кишечнике они надежно упаковываются внутрь фекалий, что служит своего рода биоцидом (примерно так же устрица образует слой перламутра вокруг попавшей в организм цисты ленточного червя). Стенки термитника сооружаются из таких фекалий с добавлением почвы и слюны самих термитов, имеющей антибактериальные свойства. Прорастая внутри этих стенок, грибы оказываются в ловушке. С помощью таких различных форм поведения – обнаружение, поедание, возведение построек – насекомые создают среду, в которой отсутствуют их злейшие враги, при этом другие виды, включая необходимые для пищеварения термитов, не страдают. См.: A. Yanagawa, F. Yokohari, and S. Shimizu, "Defense Mechanism of the Termite, Coptotermes formosanus Shiraki, to Entomopathogenic Fungi," Journal of Invertebrate Pathology 97, no. 2 (2010): 165–170, а также A. Yanagawa, F. Yokohari, and S. Shimizu, "Influence of Fungal Odor on Grooming Behavior of the Termite, Coptotermes formosanus," Journal of Insect Science 10, no. 1 (2010): 141 и A. Yanagawa, N. Fujiwara-Tsujii, T. Akino, T. Yoshimura, T. Yanagawa, and S. Shimizu, "Musty Odor of Entomopathogens Enhances Disease-Prevention Behaviors in the Termite Coptotermes formosanus," Journal of Invertebrate Pathology 108, no. 1 (2011): 1–6.


[Закрыть].

И тут кое-кто из вас подумает: «А я все равно постараюсь избавиться от всей этой мерзости». Одна из полезных функций непатогенных микробов, живущих на поверхности нашего тела и в наших домах, состоит в том, что они помогают нам в борьбе с патогенами. Но возможно, вы воображаете, что, уничтожив всех без исключения микробов вокруг себя, вы окажетесь в стерильной среде, где не понадобится бороться ни с одним патогеном. В рекламе чистящих средств часто утверждается, что они убивают 99 % бактерий (не справляясь лишь с немногими особенно устойчивыми), но кто поручится, что вы не столкнетесь с оставшимся одним процентом? Если и есть где-нибудь жилое пространство, в котором человек попытался довести уничтожение микробов до предела, то это Международная космическая станция (МКС). Если вы воображаете, что сможете полностью очистить свой дом от бактерий, то МКС прекрасно иллюстрирует, чего вы добьетесь в реальности.

В САМОМ НАЧАЛЕ СВОЕЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ NASA рассудило, что важно предотвратить попадание земных микробов в космос. На первых порах опасались, что космический корабль может занести бактерии с Земли[63]63
  D. L. Pierson, «Microbial Contamination of Spacecraft,» Gravitational and Space Research 14, no. 2 (2007): 1–6.


[Закрыть] в Солнечную систему или, наоборот, доставить на нашу планету «семена» внеземной жизни. В NASA был создан даже особый отдел – Отдел Планетарной Защиты (Planetary Protection Office). Со временем ученые NASA озаботились и тем, что астронавты, совершавшие полеты на космических челноках, а позднее на МКС, проводят значительное время в замкнутом пространстве, где могут присутствовать патогены.

На помощь NASA пришел сам космос. Шансы на то, что какие-то внеземные микробы проникнут внутрь космического челнока или МКС, равны нулю. Откройте окно у себя дома, и вместе с воздухом в комнату попадут микробы из внешней среды. Откройте люк МКС – и космический вакуум засосет вас, а заодно и все живое вокруг. Вдобавок объем воздуха внутри космической станции невелик, гораздо меньше объема воздуха в жилом доме. Поэтому сравнительно несложно контролировать как уровень влажности, так и потоки воздуха на станции. Наконец, NASA разработало современную аппаратуру для очистки всех пищевых продуктов и материалов перед их отправкой на МКС. Короче говоря, как ни старайтесь, вы не сможете сделать ваш дом столь же безжизненным, как эта орбитальная станция. Остается спросить, а живет ли на МКС кто-то, кроме людей.

Детальные исследования живых существ, населяющих МКС, проводились и продолжаются до сих пор. Одно из последних таких исследований осуществлялось по точно такой методике, которую мы использовали, обследуя дома в Роли. Конечно, это не случайно. В 2013 г., вскоре после того как мы опубликовали результаты нашего исследования 40 домов, ко мне обратился Джонатан Эйзен, микробиолог из Калифорнийского университета в Дейвисе. Его интересовало, можно ли применить нашу методику на космической станции. Конечно, мы хотели видеть астронавтов в числе участников нашего проекта не меньше, чем простых жителей Роли. Для взятия проб использовались точно такие же ватные палочки. И помещения для обследования были выбраны примерно такие же, хотя нам и пришлось несколько изменить процедуру. Мы просили участников проекта на Земле собирать пыль, осевшую на оконных рамах, что позволяло дать количественную оценку микробной жизни в окружающем воздухе. Но в условиях низкой гравитации на МКС пыль не оседает, поэтому астронавты брали пробы не с оконных рам, а с воздушных фильтров. В этом исследовании мы предлагали такие же формы согласия на использование полученных данных, как и прежде, но с небольшими изменениями. Работая в земных домах, мы соблюдали анонимность в отношении полученных результатов. Только жители дома, где были взяты пробы, знали о них, для остальных доступ был закрыт. На МКС это оказалось невозможным. Что-что, а анонимность не по части астронавтов. При проведении работ на станции находились шестеро: астронавты NASA Стив Свенсон и Рик Мастраччо, космонавты Олег Артемьев, Александр Скворцов и Михаил Тюрин, и командир МКС Коити Ваката, представлявший Японское агентство аэрокосмических исследований. Коити Ваката взял необходимые пробы, которые потом были доставлены на Землю и отправлены в лабораторию Джонатана Эйзена в Калифорнийском университете. Их изучала его студентка Дженна Ланг.

Проведенные ранее исследования показали, что бактерии из естественной среды на борту МКС практически отсутствуют. Здесь нет микробов, характерных для лесов и полей. Нет и микробов, связанных с пищей. Но, несмотря на эти успехи, задача по созданию на станции совершенно стерильной среды не была решена. Бактерии на МКС все-таки присутствуют, и в немалом количестве. Конечно, почти все они относятся к одной категории – видам, обитающим в организме астронавтов. Это было установлено уже первыми исследованиями на МКС и подтвердилось результатами, полученными Ланг. Но, чтобы должным образом проанализировать эти данные, рассмотрев их в определенном контексте, мы составили сравнительную карту распределения бактерий на космической станции и в домах города Роли. На этой карте пробы, наиболее сходные по видовому составу микробов, расположены более плотно, а наименее сходные удалены друг от друга. Карта показывает то, о чем я уже рассказывал выше, говоря о домах в Роли: в образцах пыли, взятых с дверных порогов, видовой состав схож, в них соседствуют микробы, характерные для внутренних помещений и открытых пространств. Пробы, взятые с кухонь в разных домах, тоже похожи друг на друга, в них представлены в основном бактерии, связанные с пищей. Наконец, пробы с постельного белья и унитазных сидений различались, но не настолько, как вы могли бы надеяться. Все образцы, взятые на МКС, оказались в нижней части карты, причем независимо от того, в каком именно отделении станции они были взяты. По составу микробов они больше всего напоминают пробы с постельного белья и из туалетов «земных» домов[64]64
  Это относится только к бактериям. О грибах мы поговорим позже. См.: Novikova, «Review of the Knowledge of Microbial Contamination,» 127–132, а также N. Novikova, P. De Boever, S. Poddubko, E. Deshevaya, N. Polikarpov, N. Rakova, I. Coninx, and M. Mergeay, «Survey of Environmental Biocontamination on Board the International Space Station,» Research in Microbiology 157, no. 1 (2006): 5–12.


[Закрыть]. Во всех этих трех случаях пробы содержали фекальные бактерии.

В «космических» пробах Ланг обнаружила виды, родственные Escherichia coli и Enterobacter[65]65
  В самом длительном из исследований были найдены десятки родов бактерий, из которых наиболее обычными были бактерии, встречающиеся в подмышках (Corynebacterium), а также бактерии, вызывающие кожную болезнь, известную как акне (Propionibacterium). См.: A. Checinska, A. J. Probst, P. Vaishampayan, J. R. White, D. Kumar, V. G. Stepanov, G. R. Fox, H. R. Nilsson, D. L. Pierson, J. Perry, and K. Venkateswaran, «Microbiomes of the Dust Particles Collected from the International Space Station and Spacecraft Assembly Facilities,» Microbiome 3, no. 1 (2015): 50.


[Закрыть], а кроме того, еще одну разновидность фекальных бактерий, настолько слабо изученную даже в условиях Земли, что у нее до сих пор не было названия. Этот вид обозначался как «неклассифицированный [представитель] Rikenellaceae / S24–7». Но пробы с МКС не во всем похожи на пробы с наволочек или унитазных сидений. К примеру, в них меньше видов микробов, связанных со слюной, чем обнаруживается на подушках, и больше бактерий, связанных с кожей, чем можно найти в туалетах. В предыдущих исследованиях было установлено, что на космической станции весьма распространены микробы Bacillus subtilis, те самые, из-за которых плохо пахнут наши ноги. Ланг нашла их тоже, а вдобавок еще бактерий из рода Corynebacterium, ответственных за запах подмышек. Неудивительно, что типичный запах для МКС описывают, как смесь пластика, мусора и человеческого тела[66]66
  S. Kelly, Endurance: A Year in Space, a Lifetime of Discovery (New York: Knopf, 2017), 387.


[Закрыть]. В земных условиях бактерии Corynebacterium преобладают в домах, где живут мужчины. В момент взятия проб население космической станции было целиком мужским, что помогает объяснить еще одно различие в микробном составе среды на МКС и в земных домах. А именно: на станции нашлось очень мало вагинальных микробов, преобладающих в микрофлоре женского влагалища, таких, например, как виды рода Lactobacillus. Легко объяснить этот факт отсутствием женщин на МКС во время взятия проб.

Можно сказать, что видовой состав микробов на космической станции был именно такой, какой мы ожидали бы найти в обычном земном доме, если полностью изолировать его от внешнего мира. Если вы будете поддерживать в своем жилище идеальный порядок и при этом держать плотно закрытыми все окна, двери и люки, у вас получится нечто похожее на МКС. Но это еще не все. Пробы, взятые в разных частях станции, оказались крайне похожими друг на друга. В них присутствовали одни и те же микробы. В этом отношении МКС напоминает первобытный дом, построенный из глины или листьев. В таких постройках, если сравнить их с современными домами, все виды встречаются повсюду. Есть только один нюанс. Сходство микробного населения во всех уголках традиционного дома, неважно, где он расположен – в Амазонии или в Намибии, объясняется абсолютным преобладанием бактерий из внешней среды. Эти виды находятся там повсеместно. А на МКС, как установила Ланг, сходство проб по видовому составу обусловлено доминированием человеческих бактерий, которые в отсутствие силы тяготения и других форм жизни равномерно распределяются по всему пространству станции. Если вы будете без устали чистить и мыть свой дом, вы добьетесь примерно такого же эффекта. Нечто подобное можно наблюдать в некоторых домах на Манхэттене. Когда мы и другие исследователи приступили к изучению таких квартир, мы столкнулись с одной проблемой. Связана она не с теми видами, которые присутствуют в доме, а с теми, которые в нем отсутствуют. Проблема эта возникла тогда, когда мы научились строить дома, почти лишенные всего живого (кроме бактерий, связанных с нашим собственным телом), и стали проводить в четырех стенах до 23 часов в сутки.

Илл. 3.2. Овалы обозначают различные местообитания, из которых были взяты пробы бактерий в домах г. Роли и на МКС. Чем больше овал, тем больше различий в видовом составе бактерий в отдельных пробах, взятых из одинаковых местообитаний. Чем ближе друг к другу расположены овалы, тем более сходен видовой состав их бактерий. В местообитаниях, расположенных ближе к нижнему краю рисунка, доминируют бактерии человеческого тела, в тех, что расположены в верхней части справа, – бактерии, связанные с пищей, а в тех, что находятся вверху слева, – бактерии из почвы и других естественных сред. (Рисунок Нила Мак-Коя.)

Глава 4
Отсутствие как болезнь

Повсюду стоял смрад от прорванных сточных труб и разлагающихся крысиных трупов… Дух блевотины витал среди яблочной кожуры, побегов спаржи и капустных кочерыжек… Это было как тотальное заражение разрушающихся зубов, метеоризм вспученного живота, перегар, изрыгаемый пьяницей, сухое зловоние падали, кислый дух из ночного судна… вся эта лавина нечистот низвергалась по гниющим улицам… испускающим свои ночные ароматы.

Le Figaro

В 1800-е гг. мир содрогался в судорогах холеры. Первая пандемия началась в 1816 г. в Индии и перекинулась в Китай, где погибло более 100 000 человек. Вторая началась в 1829 г. и прокатилась по всей Европе. Она закончилась 30 лет спустя, унеся сотни тысяч жизней от России до Нью-Йорка. В 1854 г. холера опять перешла в наступление, теперь уже по всему миру, захватывая один город за другим. Люди погибали целыми семьями, их трупы вповалку загружали в похоронные дроги. Только в России от холеры умерло более миллиона человек. Многоквартирные дома, в которых еще недавно бурлила жизнь, превратились в пустые скорлупы. В некоторых городах в то время количество умерших превосходило число родившихся. Сценарий, когда численность населения поддерживается только за счет притока иммигрантов, экологи называют демографической ямой[67]67
  Впервые эта концепция обсуждалась в работе эколога Рона Паллиема. См.: H. R. Pulliam, «Sources, Sinks, and Population Regulation,» American Naturalist 132 (1988): 652–661.


[Закрыть]. Города становились ямами, по сточным трубам которых стекали человеческие жизни.

В те времена распространение холеры связывали с миазмами. Согласно данной теории, инфекции, включая холеру, вызываются дурно пахнущим воздухом (миазмом), особенно ночным. Эта теория сейчас кажется смехотворной, но в ней есть и рациональное зерно. Она выражает идею, что неприятные запахи связаны с болезнями. Биологи-эволюционисты утверждают, что понимание взаимосвязи между зловонием и недугом имеет очень древние корни и закреплено в нашем бессознательном[68]68
  Дэн Дженсен предположил, что отталкивающий запах, производимый некоторыми бактериями, представляет собой не отходы их жизнедеятельности, а средство защитить свою пищу от нас. По его мнению, микробы издают зловоние, чтобы самим спокойно питаться. Иногда мне кажется, что люди, сидящие рядом со мной в самолете, следуют той же стратегии. См.: D. H. Janzen, «Why Fruits Rot, Seeds Mold, and Meat Spoils,» American Naturalist 111, no. 980 (1977): 691–713.


[Закрыть]. На протяжении долгой эволюционной истории избегание отвратительных запахов давало нашим предкам больше шансов на выживание[69]69
  То, какие запахи мы считаем неприятными, служит отражением и нашего эволюционного прошлого, и особенностей нашей культуры. Культура определяет наше отношение к определенным запахам (например, наши чувства по отношению к рыбной пасте), а в ходе эволюции наш мозг научился воспринимать некоторые запахи как неприятные. Стоит заметить, что восприятие является видоспецифичным. Отталкивающий нас смрад падали или нечистот привлекателен для черных грифов или навозных жуков.


[Закрыть]. Отталкивающий смрад падали уменьшает риск заражения гнилостными бактериями. Неприязнь к запаху испражнений защищает от заражения фекальными микробами. По-видимому, понятие миазмов настолько древнее, что стало почти врожденным. К сожалению, когда на земле появились большие города, корреляция между дурным запахом и болезнью перестала быть руководством к действию. Зловоние царило повсюду, но уехать за город, чтобы спастись от смрада, могли себе позволить только состоятельные люди.

Илл. 4.1. Воссоздание карты, на которой доктор Сноу отмечал локализацию смертных случаев от холеры в Сохо, Лондон, 1854. Каждый черный штрих обозначает смерть, а каждая буква «P» указывает расположение водозаборной колонки. С помощью этой карты Сноу демонстрировал, что по большей части умершие жили поблизости или пили воду из колодца на Брод-стрит. (Рисунок воспроизводит реконструкцию Джона Макензи [2010], сделанную на основе карты Джона Сноу [1854].)

История поисков истинной причины холеры насчитывает долгие десятилетия бесплодных попыток и упорного нежелания ученых и широкой публики поразмыслить над тем, что находится прямо у них перед глазами. Впрочем, в середине XIX в. в Лондоне нашелся один человек, по имени Джон Сноу, проявивший больше наблюдательности, чем его современники. Сноу предположил, что холеру вызывают невидимые «микробы», передающиеся не по воздуху, а через фекалии, из которых каким-то образом они попадают в ротовую полость. В отличие от самого кала, думал он, микробы не имеют дурного запаха. Эта идея была встречена без энтузиазма. Она противоречила теории миазмов, к тому же была вульгарна. В 1854 г. Сноу работал в лондонском районе Сохо, где произошла особенно сильная вспышка холеры. Используя данные священника Хенри Уайтхеда, Сноу смог определить, в каких местах Сохо люди заболевают холерой, а в каких нет.

Он пришел к выводу, что все смертельные случаи сконцентрированы в одном довольно крупном квартале. Тут же нашлась и причина. Все жители квартала брали воду из одной и той же водозаборной колонки, расположенной на улице Брод-стрит (ныне Бродвик-стрит). Правда, от холеры погибли и несколько семей, не пользовавшихся этой колонкой, но, как выяснилось позднее, все они пили хотя бы иногда воду из колонки на Брод-стрит, когда вода в их собственной колонке пахла миазмами.

Сноу нанес все случаи смерти от холеры на карту, чтобы показать, как болезнь распространялась во все стороны от зараженной колонки. С этой картой в руках он доказывал, что причиной заболевания была вода из этого загрязненного источника и что если снять рукоятку насоса с колонки, остановив ее действие, то эпидемия в Сохо прекратится[70]70
  Строго говоря, это не относится к естественной истории человеческого жилища, но, когда люди получают воду из общественной городской водокачки, город с его экологией приходит к ним в дома.


[Закрыть]. Хотя Сноу был абсолютно прав, ему понадобилось несколько лет, чтобы убедить большинство своих коллег. Тем временем холерная эпидемия в Сохо пошла на убыль и прекратилась сама собой[71]71
  Одной из причин, по которым холерные эпидемии прекращаются сами собой, являются вирусы (вибриофаги), атакующие холерный вибрион. Чем выше численность возбудителя, тем больше численность вибриофага, так что популяция Vibrio cholerae коллапсирует. Вслед за этим коллапсирует популяция вируса, и численность возбудителя холеры снова идет в гору. В реке Ганг рост и падение численности вибриона и его вируса зависят от времени года, как и заболеваемость холерой. См.: S. Mookerjee, A. Jaiswal, P. Batabyal, M. H. Einsporn, R. J. Lara, B. Sarkar, S. B. Neogi, and A. Palit, «Seasonal Dynamics of Vibrio cholerae and Its Phages in Riverine Ecosystem of Gangetic West Bengal: Cholera Paradigm,» Environmental Monitoring and Assessment 186, no. 10 (2014): 6241–6250.


[Закрыть]. Уже потом выяснилось, что источником инфекции была старая пеленка, лежавшая в заброшенной выгребной яме вблизи той самой колонки. Много лет спустя Роберт Кох, микробиолог, открывший бактерию Mycobacterium tuberculosis (возбудитель туберкулеза)[72]72
  Известна также как «палочка Коха». – Прим. пер.


[Закрыть], обнаружил организм, вызывающий холеру, – холерный вибрион (Vibrio cholerae). Этот патоген возник в Индии, а оттуда в начале XIX в. с торговыми судами попал в Лондон и распространился по всему свету.

Потребовались десятилетия, чтобы понять, каким образом нужно реконструировать города для предотвращения подобного загрязнения воды. В случае с Лондоном решение состояло в том, чтобы доставлять в город воду из отдаленных источников, где вероятность ее заражения ниже. После открытия, сделанного Сноу, в крупных городах, включая Лондон, стали осуществлять активный контроль над утилизацией отходов. В ряде случаев, хотя и не повсеместно, в городах начали подвергать обработке поступающую питьевую воду. Тем самым были спасены миллионы, если не миллиарды жизней[73]73
  Поскольку миллионы людей ежегодно умирают от холеры, главное – это обеспечить такой инфраструктурой всех. Проблема не в том, чтобы выяснить причину заболевания и даже не в том, как ее ликвидировать, а в том, как добиться, чтобы у всего населения Земли был доступ к чистой питьевой воде. Теперь уже не стоит задача предотвратить таинственную болезнь, вызываемую миазмами, перед нами – сложнейшая дилемма глобального неравенства и геополитики.


[Закрыть]. Принцип состоял в том, чтобы пресечь попадание возбудителей инфекции из фекалий одного человека в ротовую полость другого.

Вслед за Сноу эпидемиологи стали повсеместно использовать картирование для изучения распространения болезней. Студентам рассказывают, что карта Сноу была первой (хотя и не вполне точной) иллюстрацией того, как распространяется инфекция. Им также объясняют, как важно картирование для того, чтобы определить вероятный источник болезни и ее возможную причину. В большинстве случаев, когда эпидемиолог использует этот метод, он стремится описать, когда и где встречается патоген, а затем уже пытается понять почему. Хотя карты показывают только корреляции, они помогают эпидемиологам выявлять причинно-следственные связи. Но порой они лишь отражают степень нашего незнания, как это произошло в 1950-е, когда возникла целая серия новых заболеваний.

Подобно апокалиптическим всадникам, это новое племя недугов – болезнь Крона (воспалительное заболевание желудочно-кишечного тракта), астма, аллергия и даже рассеянный склероз – несло людям страдания и разнообразные функциональные расстройства. Все эти состояния сопровождались той или иной формой хронического воспаления. Но что его вызывало?

Поскольку эти болезни были совершенно новыми, они вряд ли определялись исключительно наследственными факторами. Более того, подобно лондонской холере, они были локализованы географически, причем довольно необычным образом. В отличие от холеры, случаи заболеваний отмечались в основном в районах с развитой системой общественного здравоохранения и хорошей инфраструктурой. Чем богаче был регион, тем с большей вероятностью население страдало ими. Это полностью противоречило сложившемуся под впечатлением работ Сноу представлению о связи «микробов» с географией. Впрочем, если изучать распространение этих заболеваний в пространстве или по отношению к другим внешним факторам, то можно приблизиться к пониманию их причин, следуя предложенному Сноу подходу. Картирование помогало ему выдвинуть гипотезы о причинах заболевания. Для их проверки он использовал метод натурного эксперимента. Когда он отбрасывал в ходе проверки все гипотезы, кроме одной, наилучшей, он снова обращался к картам в качестве доказательства в ее пользу. Тогда – и только тогда – можно было подойти к пониманию особенностей биологии реального возбудителя инфекции. Так следовало поступить и с этими новоявленными болезнями. Для начала кто-то должен был выдвинуть гипотезы и затем, путем натурного эксперимента, их проверить.

В болезнях винили новые патогены, холодильники и даже зубную пасту. Одна группа исследователей доказывала, что истинная причина не в воздействии какой-то бактерии, а, напротив, в ее отсутствии. Среди участников этой группы был эколог Илкка Хански – несколько неожиданный персонаж в истории о хронических заболеваниях и микробах. Он начал свою научную карьеру с того, что стал признанным во всем мире специалистом по жукам-навозникам. Историю жизни Хански, глава за главой, можно найти в его автобиографии. Он начал писать ее в 2014 г., в большой спешке, поскольку в марте того года объявил друзьям, что скоро умрет от рака. Ему хотелось сохранить для потомства некоторые важные мысли о живой природе.

Читатель этой книги вместе с Хански проходит через все этапы его научной карьеры. Всю жизнь тот занимался изучением небольших местообитаний в виде изолированных участков, подобных островкам. Сначала это были навозные кучи. С точки зрения жуков-навозников каждая куча – это своеобразный остров, который нужно отыскать и очень быстро заселить. В качестве приманки для навозников Хански использовал мертвую рыбу или даже собственные фекалии. На острове Борнео он ловил жуков на склонах горы Мулу, выясняя, почему в одних случаях за какую-то кучу экскрементов соперничает сразу множество видов, а в других – нет. Затем Хански обратился к изучению одного вида бабочек, шашечницы цинксии (Melitaea cinxia), живущей на Аландских островах у южного побережья Финляндии. На примере бабочек он пытался понять динамику численности редких видов на подобных участках. В течение нескольких десятков лет он отслеживал эту бабочку, вместе с ее паразитами и патогенами, на более чем 4000 участков (эти наблюдения продолжаются до сих пор). На основе этих данных Хански построил математические модели, позволяющие рассчитывать минимальный размер изолированного участка, пригодного для существования бабочек. После этого его заинтересовал вопрос, почему одни бабочки лучше приспособлены к обитанию в сильно фрагментированной среде, чем другие. Он обнаружил особые варианты генов, которые, по-видимому, способствуют адаптации к подобным условиям. Все эти достижения, основанные на полевых наблюдениях, теоретических разработках, прогнозах и их проверке, принесли Хански в 2011 г. премию Крафорда в области биологических наук – аналог Нобелевской премии для экологов.

С годами исследования Хански становились все более узконаправленными. Начав с изучения целых сообществ жуков-навозников, он перешел к одному виду бабочек, а после этого и к одной аллели. Однако потом он неожиданно переключился на исследование хронических воспалительных заболеваний человека. Подвигла его на это одна случайная встреча. В 2010 г. Хански присутствовал на докладе на эту тему, который делал видный финский эпидемиолог Тари Хаахтела[74]74
  I. Hanski, Messages from Islands: A Global Biodiversity Tour (Chicago: University of Chicago Press, 2016).


[Закрыть]. То, о чем он рассказывал, оказалось новостью для Хански, ни с чем подобным ему ранее не приходилось иметь дела. Это было свежо и впечатляюще. Хаахтела описывал рост случаев хронических заболеваний. По его данным, начиная с 1950 г. частота этих болезней удваивалась каждые 20 лет, особенно в богатых странах. И эта тенденция сохраняется. Например, за последние 20 лет в Соединенных Штатах число случаев аллергии выросло на 50 %, а астмы – на треть. К тому же, по мере того как бедные страны вкладывали все больше средств в развитие городов, там наблюдался рост числа хронических заболеваний. Эта глобальная модель вызывала удивление и тревогу. Восходящие линии на графике Хаахтелы могли соответствовать росту биржевых котировок, человеческой популяции или цен на масло, но за ними скрывалось нечто другое – чудовища, страшные хронические болезни, подстерегающие нас в собственном доме. На картах Хаахтелы было видно, где они распространены, а где нет.

Илл. 4.2. Неуклонный рост числа новых случаев иммунных нарушений между 1950 и 2000 г. (На основе рисунка Жана-Франсуа Баха, опубликованного в New England Journal of Medicine 347 [2002].)

Хаахтела утверждал, что заболевания не связаны с патогенами, и это шло вразрез с микробной теорией. По его мнению, люди болеют оттого, что лишены контакта с какими-то необходимыми для них видами. О том, какие это виды, он не имел понятия, как не знал Сноу, какое загрязняющее вещество в воде стало причиной холеры. Когда Хански увидел карты Хаахателы, у него сразу появилась догадка о недостающем звене. Эти карты были полной противоположностью тем, что он показывал в своей собственной презентации, – графикам, которые демонстрировали глобальное сокращение площади девственных лесов и их биологического разнообразия: навозных жуков, бабочек, птиц и прочих видов. По мере того как на Земле остается все меньше видов, частота заболеваний растет, причем особенно резко в самых развитых странах мира, уже утративших большую часть своего биоразнообразия (особенно в условиях городской среды). Хански полагал, что это вредное для здоровья явление относится не просто к отсутствию какого-то конкретного вида, оно гораздо масштабнее. То, что мы потеряли, – это биологическое разнообразие как таковое. Впервые в эволюционной истории позвоночных и, возможно, в истории всех животных была утрачена дикая природа. Ее уже нет в наших дворах, особняках, квартирах на Манхэттене и точно так же на МКС…

Нечто подобное уже приходило на ум и самому Хаахтеле, хотя, наряду с точными данными, он прибегал к метафорам. В 2009 г. он даже опубликовал статью о том, что на территории Финляндии в местах с пониженным разнообразием бабочек больше распространены воспалительные заболевания. В статье он поместил несколько фотографий своих любимых чешуекрылых: эльбской сенницы, снежной чернушки, двухвостой нимфалиды, полярной перламутровки, голубянки Ногеля и полудюжины других. Когда подходящая для этих видов среда обитания стала встречаться все реже, заболеваемость пошла вверх[75]75
  Кажется, неслучайно, что из 23 источников, процитированных Хаахтелой в этой работе, две были написаны Хански. См.: T. Haahtela, «Allergy Is Rare Where Butterflies Flourish in a Biodiverse Environment,» Allergy 64, no. 12 (2009): 1799–1803.


[Закрыть]. Бабочки были чуткими индикаторами того, как важна связь между людьми и дикой природой и что происходит, когда эта связь рвется. Когда мы изолируем себя от патогенов, наподобие холерного вибриона (а это тоже часть дикой природы!), это хорошо, но сегодня люди зашли чересчур далеко и отгородились не только от тех немногих действительно смертельных врагов, но и от остального биоразнообразия, включая полезные виды.

Хаахтела подошел к Хански, и между ними завязался разговор. Это была не первая их встреча. За много лет до того именно Хаахтела, фотографировавший бабочек в качестве хобби, обратил внимание Хански на обыкновенную шашечницу как удачный объект для исследований. Они сразу вспомнили свои былые очень приятные встречи. Теперь их объединяла не только любовь к бабочкам, но и интерес к изучению глобальных трендов, таких как потеря биоразнообразия, рост числа хронических воспалительных заболеваний, а также переход человечества к жизни в закрытых помещениях, где биоразнообразия еще меньше, чем снаружи[76]76
  United Nations, World Urbanization Prospects: The 2014 Revision. Highlights (New York: United Nations, 2014), https://esa.un.org/unpd/wup/publications/files/wup2014-highlights.pdf


[Закрыть]. Если все эти тенденции и правда взаимосвязаны, то прогноз на будущее еще хуже. Угроза биоразнообразию все возрастает, а мы тем временем забираемся все дальше вглубь наших домов, прочь от естественной среды обитания. Хаахтела пригласил коллегу посетить семинар в своей лаборатории, где Хански повстречался с микробиологом Леной фон Хертцен, которой предстояло стать одним из его ключевых партнеров. Семинар проходил в такой волнующей атмосфере, что мурашки шли по коже. Как Хански позже напишет в своей автобиографии, у него тогда было ощущение, что он становится участником одного из самых великолепных научных коллективов, в котором ему когда-либо доводилось работать. Ему казалось, что они вплотную подошли к пониманию каких-то очень важных явлений в мире.

Когда Сноу высказал догадку о том, что из фекалий, попавших в воду, распространяется нечто, вызывающее холеру, он не понимал, что же это именно. Точно так же Хански, Хаахтела и фон Хертцен не знали наверняка, какой конкретно утраченный аспект биологического разнообразия способствует заболеваниям, но у них были кое-какие догадки о том, как потеря биоразнообразия может быть связана с человеческими недугами. Сама идея, что две эти вещи как-то взаимосвязаны, обсуждалась уже несколько десятков лет, причем не только в отношении иммунитета, но и в более широком контексте. В своей гипотезе биофилии Эдвард Уилсон доказывал, что нам, людям, присуща любовь к живому во всем его разнообразии, поэтому изолированность от природы ухудшает наше эмоциональное самочувствие[77]77
  E. O. Wilson, Biophilia (Cambridge, MA: Harvard University Press, 1984).


[Закрыть]. По мнению Роджера Ульриха, контакт с живой природой снижает стресс, а Стивен Каплан утверждает, что в обстановке природного многообразия улучшается наше внимание[78]78
  См., к примеру, цитаты и обсуждение в работе: M. R. Marselle, K. N. Irvine, A. Lorenzo-Arribas, and S. L. Warber, «Does Perceived Restorativeness Mediate the Effects of Perceived Biodiversity and Perceived Naturalness on Emotional Well-Being Following Group Walks in Nature?» Journal of Environmental Psychology 46 (2016): 217–232.


[Закрыть]. Синдром «дефицита природы» заставляет задуматься о том, каким образом разнообразие жизни и окружающая среда в целом могут способствовать обучению и психологическому благополучию детей[79]79
  R. Louv, Last Child in the Woods: Saving Our Children from Nature-Deficit Disorder (Chapel Hill, NC: Algonquin Books, 2008).


[Закрыть]. Все указанные теории предполагают, что уничтожение флоры и фауны вызывает у нас эмоциональные, психические и интеллектуальные расстройства. Хански и Хаахтела были с этим вполне согласны, но считали, что это далеко не всё. Потеря биоразнообразия воздействует на иммунную систему людей, нарушая ее нормальную работу. Отправной точкой в рассуждениях финских ученых стали исследования, показавшие, что хронические аутоиммунные заболевания связаны с жизнью в особо чистой, «сверхгигиеничной» среде. Впервые эту «гигиеническую» гипотезу высказал еще в 1989 г. эпидемиолог Дэвид Стрэчан из Университета Святого Георгия в Лондоне. По его мнению, сегодняшние стандарты чистоты лишили нас контакта с некоторыми необходимыми для нас видами[80]80
  D. P. Strachan, «Hay Fever, Hygiene, and Household Size,» BMJ 299, no. 6710 (1989): 1259.


[Закрыть]. Хански и Хаахтела видели суть проблемы в том, что современные люди в принципе изолированы от живой природы во всем ее многообразии.