Europą išgąsdino labai mažas padaras - patogeninis Escherichia coli štamas. Jo ilgis yra tik 2-3 mikronai, tačiau jis yra pavojingas ir kietas. Nevalingai pasidomėsime, kas yra dominuojanti rūšis mūsų planetoje - žmogus ar tokie mažyliai?
Jei viena Escherichia coli, kuri, kaip žinote, dauginasi paprastu dvejetainiu dalijimu, dedama į idealią maistinę terpę ir manoma, kad ji ir jos palikuonys turės daug maisto, tada šis kūdikis gali sudaryti koloniją, sveriančią apie … 10 milijonų tonų per dieną! Shocking figūra, ar ne? Vienaląsčiai organizmai yra, jei ne patys svarbiausi, tada, be abejo, patys reikšmingiausi, tiesiogine prasme, Žemės rutulio gyventojai. Bendra visų mikroorganizmų, įskaitant mikroskopinius grybus ir dumblius, biomasė yra 76 milijardai tonų (sausosios medžiagos, išskyrus vandenį). Visi daugialąsčiai augalai sveria 55 milijardus tonų, o gyvūnų, įskaitant žmones, masė padidėja iki „apgailėtinų“500 milijonų tonų.
Kiekvieno sveiko žmogaus kūne bus du kilogramai bakterijų, nes žmogus yra simbiotinis savo kūno ląstelių ir bakterijų konglomeratas. Pagal jauną metabolomikos mokslą, žmonės yra superorganizmai, kurių tik 2-3 trilijonai ląstelių yra tiesiogiai mūsų, giminaičių. Dar šimtas trilijonų yra mikroorganizmai - jų organizme yra
daugiau nei 500 rūšių. Šiame superorganizme žmogaus DNR nėra visiškai vyraujanti, sako įkūrėjas metabolomikas tėvas, britų biochemikas Jeremy Nicholsonas.
Kiekvienas iš mūsų turi unikalų genomą, kurį sudaro mūsų pačių genetinė medžiaga ir daugybės vienaląsčių organizmų, gyvenančių mumyse, DNR.
KAS GYVENAMA ASMENYJE?
Daugeliu atvejų kūdikiai gimsta sterilūs. Tačiau jau pirmąją jų gyvenimo dieną prasideda mikrobiocenozės sukūrimas: žmogų kolonizuoja daugybė mikroorganizmų. Iš pradžių tai yra chaotiškas procesas, kurio metu bakterijos įnirtingai kovoja dėl „vietos saulėje“tiek iš vidaus, tiek iš išorės. Po 2–3 dienų atsparios kolonijos gauna leidimą nuolat gyventi įvairiose kūno vietose. Tai yra vadinamasis įpareigojimas - naudingas ir. be to, būtini mikrobai. Galime pasakyti, kad gyvos būtybės yra arčiausiai šio pasaulio žmonių.
- „Salik.biz“
Visame odos paviršiuje ir viršutiniame jos sluoksnyje patogiai įsitaisė propionibakterijos, difteriniai ir korinebakterijos. Jie žino, kaip absorbuoti patogenines bakterijas, patenkančias iš išorės, jie laiko pirmąją gynybos liniją. Akių gleivinėje gyvena stafilokokai ir mikoplazmos, kurie neleidžia atsitiktiniams ateiviams čia įsitvirtinti ir pradeda daugintis. Straumoje maudosi draugiška streptokokų, lakto- ir bifidobakterijų komanda, apsupta mielių tipo grybelių; visi jie gerai toleruoja rūgščią skrandžio sulčių aplinką ir pradeda virškinimo procesą. Daugiau nei 15 pagrindinių anaerobinių bakterijų ir Candida genties grybelių rūšių žarnyne gyvena ankšti, bet neįžeisti. Ir tarp jų yra tos pačios E. coli E. coli, nepatogeninės padermės, kurių žmonėms tikrai reikia. Būtent ji gamina vitaminą K2 mūsų organizme ir yra atsakinga už kraujo krešėjimą.
„Nors man jau sukako 50 metų, mano dantys yra labai gerai išsilaikę, nes turiu įprotį kiekvieną rytą juos trinti druska, o didelius dantis valydamas žąsies plunksna kruopščiai nušluostau nosine“- šiuos žodžius galima perskaityti teismo rūmų sargo laiške. iš Olandijos Delft miesto Anthony van Leeuwenhoek (1632–1723), kurį jis atsiuntė Londono karališkajai draugijai. Negalite pasakyti nieko, originalus burnos higienos laikymosi būdas, tačiau Levengukas, žinoma, išgarsėjo ne dėl to, bet dėl to, kad išmokė žmoniją pamatyti paslėptas gamtos gyvenimo puses. Levengukas neturėjo „mokslininko“išsilavinimo, tačiau turėjo išties ugningą aistrą: padidinamus akinius. Jis buvo vienas iš pirmųjų, kuris spėjo sujungti kelis lęšius į teleskopą, norėdamas ištirti ne makrokomandą, o mikro pasaulį. Ir taip jis gavo mikroskopą.
Tyrimui jis pasirinko medžiagas: pipirų užpilas, krienų pluoštai, odos dribsniai, musių akys, vėžiagyviai, sugauti Delfto kanaluose. Jis praskiedė dantų grandymą vandeniu ir stebuklingais akiniais stebėjo „neįtikėtiną skaičių mažų gyvūnų ir, be to, tokiu mažu gabalėliu aukščiau esančios medžiagos, kad buvo beveik neįmanoma tuo patikėti, o jei nematėte to savo akimis.
Savamokslis Levengukas per 50 stebėjimo metų eskizavo daugiau nei 200 rūšių „mažyčių gyvūnų“, kaip jis vadino savo naujus pažįstamus. Tačiau mokslinė revoliucija neįvyko tada - šimtą metų po Levenguko mikrokosmas mokslo pasauliui išliko tarsi „palapinė mikroskopu“.
DRAUGAI ir priešai
Ko gero, beveik visi mums labiausiai pažįstami maisto produktai - duona, sūris, jogurtas, alus, vynas, šokoladas ir daug daugiau - yra ne kas kita, kaip fermentacijos produktai. Visus pagrindinius jų paruošimo darbus atlieka anaerobinės bakterijos ir mielės. Žmogus gali tik atsargiai laikyti, atrinkti ir auginti pradines kultūras - bakterijų kolonijas. Ir jis tai darė tūkstantmečius. Net penki tūkstančiai metų iki Kristaus gimimo senovės Babilone jie žinojo, kaip rauginti gėrimus, o prieš tris su puse tūkstančio metų egiptiečiai išrado mielių duoną. Taigi žmogus jau seniai sutramdė savo mikro draugus.
Profesionalūs „treneriai“, mokslininkai-biotechnologai, apsiginklavę molekulinės biologijos ir genų inžinerijos laimėjimais, išmokė mikrobus padaryti daugybę dalykų, naudingų žmonėms. Šiandien laukuose dirvožemiui dedamos bakterinės trąšos, o pavojingus cheminius žemės ūkio reagentus pakeitė mikrobų insekticidai ir biologiškai skaidūs pesticidai. Thioninės (sieros oksiduojančios) bakterijos iš rūdos koncentratų išplauna vertingus metalus ir pagerina sieros turinčių anglių kokybę. Šiuolaikiniai vaistai neįsivaizduojami be „darbinių žirgų“- bakterijų, vienaląsčių grybų ir dumblių, gaminančių visų rūšių antibiotikus, priešnavikinius vaistus, vitaminus ir amino rūgštis.
Tyrėjų komanda, vadovaujama profesoriaus Josepho Chappello iš Amerikos Kentukio universiteto, nustatė, kad visos naftos ir anglies atsargos mūsų planetoje yra vieno mikrodumblio Botryococcus braunii gyvybės rezultatas. Taigi, jei ne ji, mes nematysime nei šiluminės energijos, nei automobilių.
Be to, kai kurie mikroorganizmai yra kruopščiausi ir kruopščiausi valikliai pasaulyje. Skaičiuojama, kad jei tai nebūtų puvimo bakterijų, kurios skaido organines medžiagas, darbas, tada gyvūnų, kurie Žemėje gyveno nuo ledynmečio pradžios, kaulai šiandien visą žemę uždengtų pusantro metro sluoksniu.
Abipusiai naudingą žmonių ir mikroorganizmų egzistavimą sugadina tik viena aplinkybė: yra nemažas skaičius pirmuonių, kurie nesiryžta pagreitinti gyvenimo pavertimo negyvais, sutrumpindami jį iki poros dienų.
Nuo Hipokrato laikų iki maždaug XIX amžiaus vidurio buvo manoma, kad ligas, kurias šiandien vadiname infekcinėmis, sukelia blogas oras ir kenksmingi dūmai - „miasmos“. Tarp patogenezės teoretikų arčiausiai tiesos buvo Koperniko klasės draugas Girolamo Fracastoro. kuris gyveno daugiau nei šimtą metų iki Levenguko. Jis rašė apie mažytes „sėklas“, kurios perduodamos žmogui žmogui, įsikuria viduje ir sukelia ligas. Tačiau Fracastoro net negalėjo įsivaizduoti, kad šios „sėklos“gyvos.
Žmonių nuostoliai dėl epideminių infekcinių ligų žymiai viršija karinių konfliktų aukų skaičių. Šimtai tūkstančių žmonių žuvo šimto metų karo (1337-1453) mūšio laukuose. O per tą karą vykusio ir tik penkerius metus trukusio buboninio maro epidemija nusinešė 34 milijonų europiečių gyvybes. Iš viso per visą mūsų civilizacijos egzistavimą maždaug pusantro milijardo žmonių žuvo kaip vienaląsčių patogenų aukos.
Visas 19-asis amžius mokslo pasaulyje nenumalšino diskusijos dėl to, ar dėl to, kad susergame ir mirštame, kalti mikroorganizmai. Viena vertus, mokslininkai nuolat rado patogenų sukėlėjų mirusiųjų nuo choleros, tuberkuliozės, difterijos audiniuose; grynąsias jų kultūras nustatė pirmieji mikrobiologai - visi Nobelio medicinos premijos laureatai: Emilis Beringas, Paulius Ehrlichas, Ilja Mechnikovas bei juodligės, tuberkuliozės ir choleros sukėlėjų atradėjas Robertas Kochas. Bet, kita vertus, higienos teorijos šalininkai niekada nepavargdavo kartoti, kad visos ligos kyla iš nešvarumų. Higienistams vadovavo Bavarijos mokslų akademijos prezidentas Maxas von Pettenkoferis. Profesorius išgarsėjo tuo, kad sulaukęs 73 metų, būdamas liudytojais, prarijo gryną Vibrio choleros kultūrą, kad įrodytų savo mokslines teorijas. Cholera Pettenkofer nesirgo,viskas pasirodė kaip lengvas nevirškinimas. „Specifinio imuniteto“sąvoka tuo metu dar neegzistavo, o profesorius buvo toks pat sveikas kaip jautis. Tikriausiai veikė ir vidinis įsitikinimas savo teisumu.
Pettenkoferis taip vertino savo sveikatą ir nenorėjo sirgti, kad, jausdamasis kaip 82 metų senukas, mieliau šaudė.
Šiandien mes tikrai žinome: tokias ligas kaip maras, difterija, cholera, tuberkuliozė ir daugelis kitų akivaizdžiai sukelia bakterijos, išskiriančios toksinus per savo gyvenimą. Raupus, tymus, hepatitą, poliomielitą išprovokuoja ne bakterijos, o virusai. Virusai yra daug mažesni nei bakterijų (20-500 nanometrų skersmens), ir vis dar nėra visiškai aišku, ar jie gyvi, ar ne. Pats virusas nesugeba daugintis - jis sukuria palikuonių naudodamas ląstelės, į kurią jis yra įvestas, DNR.
NĖRA JOKIŲ Žvėrių kačių
Skirtingai nuo virusų, bakterijos dauginasi nepriklausomai. Didelis dauginimosi greitis leidžia jiems išgyventi rūšis, o santykinai trumpa DNR leidžia greitai mutuoti, priversdama žmoniją išrasti vis daugiau ir daugiau antibiotikų. Mikroorganizmų „triukas“neapsiriboja mutacija - yra atvejų, kai bakterijos manipuliuoja savo nešiotojais. Tokį nuostabų sugebėjimą įrodo, pavyzdžiui, vienaląstis parazitas Toxoplasma.
Pagrindiniai parazito šeimininkai yra kačių šeimos atstovai. Būtent jų organizmuose dauginasi toksoplazma. Vežėjai gali būti pelės, žiurkės, kiaulės, paukščiai ir žmonės. Dar visai neseniai parazitologai manė, kad toksoplazma kelia pavojų tik kūdikiams įsčiose: sergant įgimta toksoplazmoze, pažeista centrinė nervų sistema ir akys, dažnai kūdikis miršta. Tačiau kai kurie tyrinėtojai mano, kad toksoplazma taip pat gali įtakoti suaugusiųjų elgesį.
2007 m. Stanfordo universiteto mokslininkai įrodė, kad šie parazitai kontroliuoja pelių savisaugos instinktą. Sveikos pelės yra užprogramuotos iš prigimties, kad būtų išvengta kačių žymių, tačiau, jei Toxoplasma patenka į graužikų kūną, tada katės žymės, atvirkščiai, pradeda jas traukti. Tokiu atveju likę refleksai nėra sutrikdyti. Taigi, toksoplazma kontroliuoja savo gyvenimo ciklą, kontroliuodama vektorių: naudinga, kad pelė numirtų, kai ją suvalgė katė.
Parazitas taip pat geba persodinti žmonėms. Žinoma, tai neverčia valgyti kačių, tačiau atsiranda tam tikrų sąmonės pokyčių. Pavyzdžiui, galite priminti pažįstamas visoms katėms-močiutėms, kurios yra pasirengusios prieglaudoje visą uodegos kaimenę savo butuose.
Tačiau mokslininkams dar reikia išsiaiškinti tikrąjį Toksoplazmos vaidmenį. Kol kas galima pasakyti tik vieną dalyką - ji niekada nebuvo „kitas asmuo“. Skirtingai nuo mūsų simbionto - E. coli. Kaip nepakeičiamas padėjėjas tapo žudiku? Ši detektyvo intriga vis dar laukia, kol bus išspręsta.
Kol mokslininkai ieškojo kaltininko, rūšiuodami visus galimus įtariamuosius, pradedant ispanišku agurku ir baigiant fengliku iš Egipto, pati epidemija nutilo. Dabar nebeįmanoma nustatyti nei „nusikaltimo vietos“, nei nei vienos iš milijonų kitų rūšių bakterijų dalį savo genomo pernešti į „gerąją * E. coli“, po kurios ji įgijo nemalonų požymį - gaminti toksinus, kurie mirtini inkstams ir naikina raudonuosius kraujo kūnelius. Be to, naujasis štamas, žymimas O104: H4, pasižymėjo nuostabiu kai kurių kitų mikroorganizmų atsparumu antibiotikams.
Galima pasakyti ir pirmuonys. Atrodytų, kad viskas paprasta: vienaląsčiai organizmai dauginasi išskaidydami arba pumpuruodami, vadinasi, visas genomas turėtų būti perkeltas iš „motinos“į „dukterį *“. Tačiau taip pat yra vadinamasis horizontalusis genų perdavimas - procesas, miglotai panašus į poravimąsi. Atsiranda fizinis kontaktas, kurio metu bakterijos keičiasi genetine informacija. Be to, sėkmingai susisiekti gali visiškai skirtingų rūšių individai. Dėl to atsiranda naujų porūšių - padermės, kurios tampa nenuspėjamos bakterijų evoliucijos grandine, evoliucija daug greitesnė nei daugialąsčių organizmų. Šis greitis suteikia neįtikėtiną jų rūšių įvairovę.
2009 m. Izraelio mikrobiologai ištyrė Paunibacillus dentintiformis bacillus ir nusprendė atlikti eksperimentą: kas nutiks, jei pradėsite juos badauti? Buvo manoma, kad mitybos nepakankamumo sąlygomis ląstelės pradės aktyviai daugintis, kad išsaugotų rūšis. Tačiau viskas vyko visiškai kitaip: bakterijos ne tik nustojo daugintis, bet ir pradėjo žudyti giminaičius, atsikratydamos „papildomų burnų“. Kai kolonijos dydis pradėjo atitikti maistinių medžiagų kiekį, padėtis stabilizavosi.
Mokslininkai dar neteigia, kad mikrobai turi bendrą protą, tačiau primityvių socialinių mechanizmų egzistavimas juose laikomas įrodytu.
„Bakterijos turi primityvią visuomenės sąmonės formą. - tikina tyrimo vadovas, profesorius Eshel Ben-Jakob. „Jie žino, kaip surinkti informaciją iš aplinkos ir perduoti ją vieni kitiems. Jie gali paskirstyti užduotis ir išsaugoti „bendrą atmintį“. Cheminė kalba, kuria jie naudojasi bendraudami, mikrobų kolonijas paverčia didelėmis smegenimis “.
Norėčiau išmokti suprasti tas „dideles smegenis“, o dar geriau - draugauti su juo. Tačiau mikrokosmas gyvena pagal savo įstatymus, o mūsų žinių apie jį vis dar yra per mažai, kad būtų galima sudaryti ilgalaikį susitarimą dėl atsiskaitymo.
Žurnalas „Discovery“, 2011 m. Lapkričio mėn
Reklaminis vaizdo įrašas: