Как микробы управляют нами. Тайные властители жизни на Земле - Эд Йонг

Это «нечто» оказалось растворенным органическим углеродом (РОУ) – по сути, это углеводы в воде. Когда макроводорослей вокруг кораллов становится слишком много, они вырабатывают РОУ в огромных количествах и устраивают микробам пир на весь риф. В естественных условиях углеводы водорослей отправились бы вверх по пищевой цепочке, попав в организм травоядных рыб и, наконец, акул. В одной-единственной акуле – энергия от нескольких тонн водорослей. Однако, если акул больше нет, углеводы остаются в самом низу пищевой сети. Там, вместо того чтобы питать рыб, они питают микробов. Те, в свою очередь, объедаются и начинают быстро расти и размножаться, поглощая весь имеющийся кислород. В итоге кораллы задыхаются.

Однако РОУ не питает всех микробов одновременно. Будучи высокоэнергетической, легко перевариваемой пищей (Роуэр сравнивает его с гамбургерами), он предпочитает кормить быстрорастущие виды, а патогены в основном к ним и относятся. У рифа Кингмен к семействам, способным вызывать болезни у кораллов, относятся лишь 10 % микробов, а у острова Рождества – аж половина. «Поверьте, вы бы не захотели там поплавать, – пишет Роуэр. – А вот у кораллов, увы, нет выбора». Значит, нет ничего удивительного в том, что больных кораллов у острова Рождества в два раза больше, чем у Кингмена, притом что в целом там в четыре раза меньше кораллов. (Позже выяснилось, что несколько здоровых рифов у острова Рождества все же сохранилось – на бывших полигонах для испытаний ядерного оружия. Рыбаки туда не ходят из-за страха облучения, что и спасло рыб и кораллы.) Эти воды напоминают грязную больничную палату, забитую больными с ослабленным иммунитетом. Как и больные в такой палате, кораллы крайне редко умирают из-за экзотических патогенов, прибывших к ним издалека. В основном их поражают условно-патогенные части их собственных микробиомов, поглощающие запасы РОУ во вред своим хозяевам.

Описанная Роуэром последовательность событий образует замкнутый круг. Кораллы, погибая, предоставляют больше места водорослям, которые вырабатывают еще больше РОУ, которые питают еще больше патогенов, которые убивают еще больше кораллов. В конце концов этот цикл набирает такую скорость, что весь риф перестает быть королевством рыб и кораллов и становится империей водорослей – скорее всего, необратимо. «Ужасно все это. И так быстро! – жалуется Роуэр. – Так можно за год уничтожить целый риф. Вот он растет и процветает – и вдруг он мертв».

Начало этому порочному циклу может положить любой из стресс-факторов, ослабляющих рифы. В 2009 году научная группа Роуэра подвергла одни кусочки коралла повышенной температуре, другие – повышенной кислотности воды, третьи – повышенной концентрации питательных веществ или большему количеству РОУ. В результате микробиомы кораллов перестали быть такими, как у здоровых рифов, и стали напоминать сообщества, заселяющие больные кораллы. Также были основания считать, что появилось больше генов вирулентности, с помощью которых бактерии поражают организм хозяев, а также вирусов, родственных тем, что вызывают у человека герпес. Вирус герпеса, например, может прятаться себе в геноме хозяина и не высовываться, пока его не активирует какой-нибудь стресс-фактор. Тогда латентный прежде вирус даст о себе знать язвочками на коже человека. Мы не знаем точно, какой вред причиняют кораллам бактерии и вирусы, но болезнь накрывает их с большой вероятностью[182].

Люди же могут запустить этот цикл по-своему, порой неожиданным образом. В 2007 году рыболовное судно длиной более 25 метров село на мель у рифа Кингмен – возможно, из-за возгорания двигателя. Происхождение и название судна неизвестны, как и судьба его команды. А вот его влияние на риф очевидно до ужаса. Когда корабль развалился, его куски начали падать на риф, создав тем самым мертвую зону длиной в километр, совсем не похожую на знакомые нам выцветшие развалины. Эти кораллы покрыты темными водорослями, а вода вокруг них чрезвычайно мутная. Такие рифы называются черными. Они представляют собой настоящий Мордор из мира Толкиена, только морской. Появляются они, когда в экосистеме, где мало питательных веществ, откуда-то появляется уйма железа. Железо удобряет макроводоросли, и они начинают расти так стремительно, что даже травоядные рыбы не поспевают их подстригать. А затем водоросли дают начало циклу Роуэра: больше РОУ – больше микробов, больше патогенов, больше болезней, больше погибших кораллов.

Группа Роуэра нашла черные рифы и в других местах у архипелага Лайн – всегда по течению от того места, где когда-то произошло кораблекрушение. В отличие от таких мест, как остров Рождества, где практически все кораллы разрушены, черные рифы могут появиться даже в безупречно чистых водах. «Нет, серьезно: вот тут у нас здоровый риф, – показывает на стол Роуэр, – а вот эта его часть мертва». Он ударяет ладонью по середине стола. «В любом месте, где есть хоть капелька железа, да хоть болтик, образуется маленький участок черного рифа».

В 2013 году работники Службы охраны рыбных ресурсов и диких животных США убрали портящее рифы судно из Кингмена. Они вручную подняли тонны обломков на поверхность, нарезали их плазменными горелками и бензопилами, а затем переправили куски на сушу. Под водой остался лишь основной двигатель, который весит больше двух тонн – железа там довольно много. Теперь большая часть лома исчезла из мест обитания кораллов, а значит, у них есть шанс выздороветь.

Другим рифам повезло меньше. Они страдают не из-за одноразового поступления в их среду железа, а из-за постоянного влияния человеческой деятельности. Исследователи из группы Роуэра ко всему прочему измерили степень нашей активности в 99 участках Тихого океана и составили единый рейтинг, отражающий совокупность влияния рыбалки, промышленности, загрязнения, судоходства и других факторов на среду. Они также рассчитали «рейтинг микробиализации» для этих участков – пропорцию количества энергии в экосистеме, питающей микробов, а не рыб. Выяснилось, что эти рейтинги прямо пропорциональны друг другу. Делая наше присутствие все более заметным, мы нарушаем древнюю связь между кораллами и их микробами, превращая роскошные и живописные рифы, где полно рыбы, в блеклую водорослевую пустошь, томящуюся в бульоне из патогенов.

Именно так, по словам Роуэра, и погибает коралловый риф: сначала его ослабляют многочисленные угрозы, а потом губят собственные микробы. Это объяснение гибели рифов не единственное, но определенно убедительное и увлекательное – Великая единая теория гибели кораллов. Оно наглядно показывает, что крупнейшие акулы связаны с мельчайшими вирусами. Оно доказывает, что в конце концов судьбу рифа определяет его невидимая часть. Как сказал Роуэр, «хоть коралловые рифы и крайне сложные создания, за их здоровье или увядание в первую очередь отвечают микробы».

Вспомните о заболеваниях, вызываемых микробами. Вспомните о гриппе, СПИДе, кори, лихорадке Эбола, свинке, бешенстве, оспе, туберкулезе, чуме, холере и сифилисе. Хоть они и отличаются друг от друга, структура у них похожа. Их причиной становится один микроорганизм – вирус или бактерия. Он поражает наши клетки, размножается за наш счет и вызывает предсказуемые симптомы. Его можно найти, изолировать и исследовать, а если повезет, и убрать, положив недугу конец.

Результаты исследований кораллов Роуэром указывают на иной тип заболевания, вызываемого микробами, – у них нет одного-единственного виновника, которого мы знаем[183]. Такие заболевания вызваны целым сообществом микробов, которое вдруг стало опасным для организма. Сами по себе эти микробы не являются причинами болезней – просто все сообщество перешло в состояние патогенности. У этого состояния и название есть – дисбиоз[184]. Это слово означает разлад и разногласия в месте, где процветали гармония и взаимовыручка. Это настоящая противоположность симбиозу – дисбиоз контрастирует со всеми его формами, которые мы уже видели.