«Разрушители. Грибки и грядущая пандемия» — книга о микроскопических угрозах миру
Привет, Хабр!
В какое замечательное время мы живем, правда? У нас есть отличные технологии и медицина, которая и не снилась людям прошлого. Но пять лет назад произошло нечто, что стало суровой насмешкой над всеми, кто верил, что времена страшных болезней прошли. Не смотря на это, многие до сих пор считают, что все самое худшее позади. Однако, вместо вирусов есть кое-что хуже и это грибки.
На обзоре книга, которая призвана привлечь внимание общественности к потенциальной угрозе в виде грибков. Автор книги утверждает, что грибки сильно недооценены и что их время еще не настало, но может настать. И в этом случае общий социоэкономический ущерб может быть беспрецедентным.
Все ли так на самом деле ужасно? В чем опасность этих самых грибков, почему они до сих пор не поработили мир (и все такое) и что делать, если вы вдруг поняли, что становитесь грибом ?
После прочтения обзора
В ней вы не найдете каких то супер знаний — это все же не учебник. Это рассуждения автора, интерпретация мыслей ее коллег-ученых, и всех остальных, подкрепленные реальными ситуациями. Тем не менее, вы точно лучше сможете понимать природу экологических взаимодействий в мире и понимать, что может привести к очень неприятным ситуациям или даже катастрофам.
Несколько слов об авторе
Автор книги — Эмили Моноссон, специалист по экологической токсикологии, PhD. Она является членом Института независимых ученых Ронина и адъюнкт-профессором Массачусетского университета в Амхерсте. В общем, человек, мнение которого, по крайней мере, не стоит игнорировать.
У Эмили огромный опыт работы с различными токсичными веществами: от полихлорированных дифенилов до токсинов, разрушающих эндокринную систему. Такой опыт оказался основополагающим при изучении токсикологического действия грибков на другие организмы, что легло в основу книги. Она описала как грибки ослабляют организмы, заставляют их делать то, что способствует их распространению (буквально грибки могут поработить другой организм).
Эмили Моноссон
Приступим к самой мякоти — книге.
Открывается книга предисловием с объяснением некоторых нюансов. Вроде того, что будут использованы аббревиатуры и общепринятая метрическая система (например, температура указана по шкале Цельсия, а не Фаренгейта и т.п.).
Далее идет введение. Здесь в художественном стиле рассказывается о том, что за грибки, споры, почему они могут быть опасны и почему из-за них пришлось написать целую книгу.
Думаю, что стоит обозначить некоторые термины и нюансы.
У грибов есть споры — репродуктивные структуры. Именно с помощью них грибки размножаются. Споры устойчивы к различным неблагоприятным факторам среды. Максимально различным. И способны ждать и не прорастать до тех пор, пока не найдут благоприятные для себя условия (счет их «терпения» может идти на десятки лет). «Благоприятными условиями» грибки могут посчитать даже не самые пригодные среды. Например, грибки уже есть на МКС и обитали на российской космической станции «Мир».
Также споры при прорастании пускают гифы — нитевидные образования, которые служат в основном для поглощения воды и всяких вкусностей.
Книга изобилует примерами из реальной жизни. Это очень хорошо для широкого круга читателей. Один из примеров подробно описывает процесс заражения животных грибками, а также последствия, которые к этому приводят.
»В большой пещере на склоне горы в Вермонте, на полу, покрытом смесью глины и ила, покоится грибковая спора. Она находится здесь с ранней весны, когда летучие мыши, в основном малые бурые ночницы, начинают перебираться в другие места для ночлега, более подходящие для теплого времени года. Пещера служила им укрытием зимой — здесь они пережидали холода и берегли силы, что особенно важно в условиях нехватки пищи. Спора будет лежать на полу пещеры и оставаться неповрежденной месяцами, пока летучие мыши не вернутся осенью. Вот и они: снова устраиваются на зимовку, а одна из них, молодая самка, родившаяся ранней весной, пьет воду из лужицы на полу. Она пролетела десятки миль от места, где родилась, и наконец оказалась в этой пещере. Ее крыло касается пола, где покоится спора, и это все, что той нужно, чтобы начать свой путь. Вскоре спора… прорастает и начинает развиваться. Она распускает нитевидные гифы, которые тянутся в поисках пищи. В коже летучей мыши есть кератин — все, что нужно этому грибку для питания.»
Что же случилось, в двух словах? «Не пей водичку из лужицы — грибочком станешь.» Гриб внедряется в ткани летучей мыши, начинает прорастать и в итоге просто съедает носителя. Подобно тому, как опята разрушают древесину. Правда, пока мышка не умрет, она будет долго лазить по пещере, оставляя множество спор.
Ниже представлена фотография мышки, пораженной грибком. Он пророс в ней. Белый налет — это мицелий гриба.
Такие примеры хорошо описывают многие экологические процессы и взаимодействия между различными видами. И понятное дело, что это природа, она сурова, каждый кого-то ест. Нюанс то в том, что такая «борьба» является нормой для какого-то локального поля битвы, где в течение долгого времени устанавливалось равновесие между различными биологическими видами. Однако, ввиду определенных действий человека, поле боя может расширяться, и грибки окажутся уже не там, где им следует быть. Они нарушат экологические связи, что приведет к эффекту бабочки. В смысле мышки. Как?
̶Н̶а̶п̶р̶и̶м̶е̶р̶, ̶ ̶в̶ы̶ ̶р̶и̶с̶к̶у̶е̶т̶е̶ ̶ш̶о̶к̶и̶р̶о̶в̶а̶т̶ь̶ ̶и̶т̶а̶л̶ь̶я̶н̶ц̶а̶, ̶с̶ъ̶е̶в̶ ̶п̶и̶ц̶ц̶у̶ ̶с̶ ̶а̶н̶а̶н̶а̶с̶а̶м̶и̶. Спора грибка начала путь где-то Европе и оказалась в США. И именно в штатах болезнь выкосила около 6 млн. летучих мышей. Почему такое не произошло в Европе? Просто потому что для этой территории грибок — естественный обитатель. И «местные» летучие мыши попросту бессимптомно переносили грибковую инфекцию или являлись носителями.
В таком случае возникает еще больше вопросов и один из них следующий: каким образом спора очутилась в США? Споры способны переносить самые разные условия. И попав однажды на ботинок, одежду, вещи, они могли отправиться в далекое путешествие вместе с любителями исследовать пещеры.
»Как и в случае с другими видами инфекционных заболеваний, успех завоевания новой территории зависит от количества инфекционных частиц в сочетании с определенным числом заносов их в новую среду. Многие из этих попыток, скорее всего, окажутся неудачными, потому что если споры не найдут крыло спящей летучей мыши… они останутся погребенными под слоями грязи, будут смыты водой или в конце концов разложатся. Но в нашей ситуации. спора приземлилась на летучую мышь и начала расти.»
Как это происходило, что случилось еще с летучими мышами, как боролись с «синдромом белого носа» можно найти на страницах книги. Напоминаю, что в обзоре лишь небольшой экскурс да некоторые примеры.
Более того, губительные последствия для экосистем кроются даже в селекционной деятельности человека. Да и в развитии плантаций разнообразных продуктов тоже. Представьте себе, огромные ресурсы тратятся на развитие разнообразия продовольствия. Кажется, что это здорово — разнообразие в питании, возможность попробовать самые странные продукты. Даже это ведет к проблемам. Однако не спешите кидать тапками. Разберем и эти вопросы в обзоре.
Часть I. Последствия
Первая часть делится на 5 глав: «Прибытие», «Вымирание», «Катастрофа», «Продовольствие» и «Ночь». И каждая из глав рассказывает об отдельном событии (или событиях) в жизни человечества, связанным с различными патогенными (которые вызывают заболевания) грибками. Примеров на каждую главу достаточно и каждый расписан подробно, со ссылками на источники.
«Прибытие», в первую очередь, глава о том, как распространяются грибки, какую роль мы в этом играем (спойлер: большую). А также о достижениях, за которые пришлось поплатиться.
Глава напоминает нам о ковидных временах. И о вспышке еще одного заболевания, которое не было распространено изначально.
«Четвертого ноября 2016 года в еженедельном отчете о заболеваемости и смертности Центра по контролю и профилактике заболеваний США появилось упоминание о, вероятно, новом виде инфекции. Хотя ранее о ней не было известно, она проявилась практически одновременно в разных точках мира. Новая инфекция плохо поддавалась диагностике и отличалась высокой смертностью: от 30 до 60% инфицированных пациентов погибали. Однако даже при правильном диагнозе было трудно предсказать положительный исход для пациента — инфекция почти не поддавалась медикаментозному лечению. Помимо этого, она передавалась от одного пациента к другому, была устойчивой и быстро заражала больничное оборудование и помещения.»
Здесь идет речь оCandida auris. Это дрожжи — грибы, у которых нет мицелия. Так вот, кандида. Она вызывает заболевания у людей с ослабленным иммунитетом. В норме обитает на человеке. Угадайте с первого раза, в какой момент истории современного человечества она активизировалась максимально? Конечно, во время недавней (хотя прошло 5 лет) пандемии. Кандида просто ждала своего часа, как и многие другие патогены. И затем привела ко множеству летальных исходов в больницах. Пожалуйста, одно из последствий.
За все приходится платить. Даже за то, что организм борется с другой болезнью.
За достижения медицины тоже пришлось расплатиться. История та же, что и с резистентностью к антибиотикам. Фунгициды, так уж сложилось, всегда под рукой. В аптеках точно. Однако есть нюанс. Грибки — эукариоты. То есть клетки с ядром. Строение у них не такое, как у бактерий, а ближе к устройству человеческих клеток. Конечно, вы можете возразить, что различий очень много, и будете правы. Однако принципиальное сходство налицо — это наличие оформленного ядра и мембранных органоидов. Дело в том, что относительно легко сделать химический агент, который будет атаковать клетку без ядра. А клетки с ядрами и мембранными органоидами с точки зрения общих механизмов действия очень-очень похожи. Поэтому и воздействие будет тотальное на все. Это меняет практически всю суть по поиску новых фунгицидов, механизмов и многому другому.
Также ввиду того, что фармацевтическая промышленность достаточно развита, мы имеем доступ к лечению практически в любой момент нашей жизни. Кажется, что это хорошо. Вот только наша иммунная система, как и мы с вами, стремится искать путь сохранения ресурсов и энергии. Ей нет смысла постоянно поддерживать себя в боевой готовности, когда любую болезнь мы уничтожим раньше, чем иммунная система проведет мобилизацию. «Испытаний в боевых условиях» нет или их становится меньше, и как итог наша иммунная система уже не такая крутая. Так мы расплачиваемся за хороший уровень медицины — депрессия иммунитета. Грибкам — просто раздолье.
Грибки уже привели к полному или частичному вымиранию часть видов. Да, некоторые виды прекратили существовать из-за этих микроскопических патогенов. Но они не добрались до людей. Пока что. И тут мы переходим к главе »вымирание». Центральный пример здесь — шпорцевые лягушки. И помимо общей ветки примеров и опасности территориального переселения животных со своей микробиотой мы можем узнать множество интересных фактов и БУКВАЛЬНО отследить расследование вымирания.
Шпорцевые лягушки водились в Африке и жили счастливо. Выглядят они достаточно нелепо (но по мнению автора обзора просто офигенно). Кстати, вот.
Шпорцевая лягушка
Особенность этих лягушек была в том, что их использовали для определения беременности.
Один ученый по имени Хогбен изучал влияние гормонов гипофиза на состояние кожи амфибий, а гладкая шпорцевая лягушка меняла цвет в зависимости от условий окружающей среды. Она могла быть настолько темной, что казалась почти черной, или настолько бледной, что ее можно было посчитать белой. Когда Хогбен удалил у нескольких особей гипофиз…они остались практически белыми. Решив подкрепить полученный результат дополнительными данными, Хогбен ввел самке лягушки гормоны гипофиза, полученные от быка, в качестве своеобразной гормональной замены. Она, в свою очередь, выпустила яйца. При этом не имело значения, находился ли рядом самец, чтобы стимулировать процесс метания икры, — гормон быка побудил лягушку к овуляции. В 1931 году Хогбен и его коллеги опубликовали результаты исследования функции гипофиза и яичников у гладких шпорцевых лягушек, а спустя некоторое время ученые определили, что хорионический гонадотропин человека, известный как ХГЧ, способен вызывать овуляцию у лягушек. Этот гормон циркулирует в крови беременных женщин, а еще легко обнаруживается в моче. Сделанное учеными открытие привело к тому, что лягушек стали широко использовать для определения беременности, а этот способ в итоге получил название «тест Хогбена»
Ранее для определения беременности приходилось схожие манипуляции проделывать с кроликами, после ждать несколько суток, убивать и вскрывать этих животных. Далее смотрели, увеличенные яичники или нет и только тогда делали заключение. Лягушек же можно повторно использовать и содержать в аквариумах. Люди их скупали в таких количествах, что в Африке стало не хватать производственных мощностей и платили людям за каждую выловленную в естественной среде амфибию. А потом амфибий стали выбрасывать. Находить в американских и европейских озерах да прудах. Как знаете, сейчас такое делают с красноухими черепахами (это очень плохо).
Угадаете, чем это все обернулось? Хитридный грибок от шпорцевой лягушки выкосил местных желтоногих лягушек в Америке на 90%.
К слову, распространяются патогенные грибки легко и незаметно. Может только казаться, что все хорошо. А на деле уже многие организмы заражены и медленно умирают. Внешние симптомы могут слабо проявляться, а сам грибок может попросту не идентифицироваться.
И это только пример вымирания, когда одно животное перевезли из свойственной ему среды в новую. На деле все масштабнее. Масштабы такие, что вполне могут привести к катастрофе. Ведь масштабы обмена «экзотическими» животными, растениями огромен. Как думаете, насколько хорошо контролируется наличие заболеваний? При нынешнем уровне развития должно быть хорошо. Однако достаточно сказать о том, что часть (и достаточно большая) микроорганизмов не изучена, а еще часть из известных имеет некультивируемые формы. Мы не можем вырастить их в чашке Петри или еще как-то, поэтому (во многих случаях) не можем изучить их. Но знаем, что они есть (откуда знаем — вопрос отдельных статей). И что делать?
Проверять только на известные инфекции тоже не панацея. Инфекция становится известной тогда, когда ее изучают. Изучают тогда, когда она проявляет себя.
Да и что говорить, если только в нашем кишечнике порядка 2–3 кг микроорганизмов, а видов их порядка пары десятков тысяч (и не все изучены). И да, у разных народов в зависимости от диеты и прочего они разные.
«Смерть любого животного, если она приобретает массовый характер, отражается на экосистеме, поскольку отсутствие одного звена будет сказываться на связях, сложившихся много веков назад. Воздействие грибка на дикие виды…– это катастрофа, масштаб которой большинство из нас не могут представить, а многие просто игнорируют. Но когда грибок поразит ряд величественных деревьев, веками стоявших вдоль центральной улицы вашего города, или превратит пышный зеленый лес в постапокалиптический пейзаж…не замечать этого будет гораздо сложнее.»
Это Катастрофа. И именно о ней рассказывает следующая, третья глава. Причем, на удивление, здесь нет примера эпидемий животных. Здесь о заболеваниях растений. Обычно болезни растений не особо привлекают внимание. Ну, заболела от пузырчатой ржавчины сосна да ель, и что?
Дело здесь в том же, что и указывалось выше — уничтожение вида ведет к нарушению экологической системы. В некоторых случаях это ведет к катастрофам. Просто представьте, что начнут заболевать растения, которые мы постоянно употребляем в пищу? Будет очень нехорошо. Перейти только на мясо? Здорово, но количество растительноядных животных также уменьшится, и не потому, что мы вдруг стали их больше есть. В общем, это намёк на предостережение о всемирном голоде и экологической катастрофе. Этот намек переходит в главу «продовольствие».
К слову, мы сами неплохо устраиваем экологические катастрофы в попытках помочь. Например, в книге описан случай борьбы с пузырчатой ржавчиной сосны. Болезнь сильно подкосила леса Америки. А у грибка-патогена есть альтернативный хозяин — Ribes (смородина, крыжовник и иже с ними). Угадайте, каким способом решили бороться с болячкой? Уничтожить всех альтернативных хозяев вблизи сосен.
Глава продовольствия «построена» на примере бананов.
Бананы объединяют мир. Возможно, не все люди едят один и тот же сорт, но каждый, безусловно, узнает бананы, где бы ни встретил их на нашей планете.
Здесь освещается, конечно, еще одна борьба с грибком. Однако более того, проблему как оказалось можно было предотвратить. Достаточно было просто высаживать на конкретной плантации различные сорта бананов, а не сплошь один сорт. Тогда появился бы барьер для грибка. Выработать более «общий» механизм заражения для нескольких сортов сложнее, нежели убивать последовательно один. Однако производителям хочется продавать то, что приносит больше выручки. Соответственно, одним сортом засеяли несколько плантаций, что стало настоящей сказкой для грибка.
Проблема также в селекции. В норме у нас росли определенные растения да жили определенные животные. Но можно же сделать вкуснее, сочнее (вы когда-нибудь мечтали стать лучшей версией себя?). Это невероятный плюс. Однако гены, ответственные за условную сочность, яркость цвета и оное могут быть связаны с генами устойчивости к грибкам. То есть представьте, есть выбор: высадить устойчивый к болезням банан, но маленький, тонкий и горьковатый или неустойчивый, но большой и сладкий. Здесь выбор оказался таким, как вы видите его в магазинах.
Итог выбора в пользу лучших вкусовых качеств и единообразия выращивания лучше всего опишет песня того времени:
После всего рассказанного наступает глава «Ночь».
«Ночь» возвращает нас к летучим мышам, что были во введении. Здесь начинается и детально описывается все детективное расследование, которое велось в поисках переносчика грибка в новые места где он смог начать заражать организмы, которые не устойчивы к нему. Ну и детальное описание гибели мыши во всех красках и подробностях. Думаю, не стоит останавливаться на этой главе, все прелести биологического тру-крайма лучше опишет книга.
Как только мы узнаем о нынешних и возможных последствиях, очевидно, нужно искать пути спасения — о чем и повествует вторая часть.
Часть II. Пути спасения
Данная часть книги также разбита на главы: «Сопротивление», «Биоразнообразие», «Воскресение», «Сертификация» и «Ответственность». Уже по самим названиям можно догадаться о смысле путей. Я лишь уточню некоторые из них.
Сопротивление.
Глава, повествующая о том, что необходимо искать пути, препятствующие поражающему действию грибков. Причем речь идет не о том, что могут делать сами живые существа, а о том, что могут делать достижения науки. Сопротивляться можно различными способами. В том числе и посредством выведения новых сортов или даже видов живых организмов, устойчивых к грибку. Это можно делать как с помощью селекции, так и с помощью генетических модификаций. (обозначу, что селекция тоже своего рода генная модификация). Но не все бывает гладко. В большинстве случаев «новые» растения, например, либо устойчивы, но не сохраняют нужные качества, либо наоборот. Но людей не покидает надежда. Возможно, многие, кто сейчас работает над такого рода проектами даже не доживут до первых положительных результатов. Так, вряд ли доживут селекционеры каштанов. Только на один селекционный цикл (то есть получение первого поколения от родителей, отбор, проверка семян, получение саженцев и т.д.) может уйти несколько лет. А что по проверке успешности селекции? Расти дерево до своей зрелости будет долго. Если не погибнет от грибка раньше.
Вторым вариантом пути спасения становится биоразнообразие.
Это отсылка к тому самому примеру с бананами. Необходимо генетическое разнообразие, то бишь различные сорта растений. Чем их будет больше, тем труднее будет грибку пробраться и заразить всех. Просто потому что все разные. Да, патоген будет мутировать, возможно даже заражать несколько сортов, но далеко не все. Также к биоразнообразию относятся все различные виды растений. Тут может возникнуть вопрос: так зачем вы из транспортировки экзотических растений строите проблему? Различные виды должны быть. Но свойственные конкретной территории. Плюс космополиты.
Для сохранения биоразнообразия продовольствия (растений) было даже создано хранилище судного дня. Звучит величественно (опустим официальное «всемирное семенохранилище», потому что это звучит не так круто). Выглядит, к слову так же, смотрите:
Хранилище судного дня
В этом хранилище находится 860000 различных семян. Все для того, чтобы при случайной катастрофе человечество смогло высадить необходимые растения, получить урожай и не умереть от голода.
Помимо семян здесь хранятся черенки, клубни и многое другое. Все погружено в вечный морозный сон — в криотанки. Это сосуды с жидким азотом.
Сама коллекция постоянно пересевается и обновляется. Также используется в научных целях. Для селекции. Для генных модификаций. Для поиска того самого баланса устойчивости и вкуса.
Такой вот путь сохранения биоразнообразия. Подробное описание строения хранилища, а также рассказы о генетических манипуляцях можно отыскать в этой главе.
Путь воскресения. Звучит непонятно? Тогда вот вам лонг и книга о том, как пытаются воскресить мамонта и насколько это возможно. Воскрешением вымирающих и вымерших видов занимаются селекционеры да генетики (с привлечением биоинформатиков). В их руках CRISPR/Cas9, огромное количество гибридов и необъятные поля для высадки. Задача — найти оптимальное сочетание генов для придания устойчивости умирающему виду. Уже об этом упоминалось. На страницах книги же разворачивается целое исследование от отбора семян до высадки и заражения саженцев.
Сертификация. С одной стороны, вариант понятный и нужный. С другой, он может быть совершенно ненадежным. Сертифицировать автор книги предлагает организмы, въезжающие в страну и не являющиеся носителями патогенов. Ура, больше никаких случайных переносов грибков. Конечно. Проверить наличие буквально всех патогенов не получится. Поэтому на данном этапе проверяют только самых известных. И да, никто не знает, в какой момент какая-нибудь условная дрожжа, которая не была «плохой», решит захватить страну, а то и континент. Или весь мир.
Ко всем вышеперечисленным путям добавляется главный — ответственность. Только сознательное и ответственное отношение ко всей ситуации может помочь предотвратить эпидемии и пандемии грибков или иметь от них минимальные последствия. Однако не все хотят этим заниматься: кому-то попросту неинтересно, кто-то хочет других выгод и многое другое.
Наши действия или бездействие…однажды могут отразиться и на научном прогрессе страны…
Мы все: сосны, летучие мыши, лягушки и множество других видов — живем в одной маленькой лодке, которая называется «Земля». И наш моральный долг — остановить дальнейшее вымирание биоразнообразия планеты. Спасая других, мы спасаем и себя.
Заключение
Книга хороша своим художественным стилем и сохранением баланса между увлекательностью и достоверностью сведений.
Отдельно можно отметить огромный плюс книги — на все даются ссылки на научные исследования с пояснениями, о чем пойдет речь. Это выделено в список примечаний и дополняется списком рекомендуемой литературы.
Она не будет тяжелой для восприятия, да и особо углубленный уровень знания микробиологии не понадобится. Это будет небольшое путешествие в (микро)биологический мир с нотками детектива, тру-крайма и познавательных фактов.
Книгу можно приобрести в издательстве Питер.
P.S. Научно-популярная литература на деле сложна в написании, поскольку лишним упрощением можно исказить факт. При этом она не должна быть слишком сложна для понимания. На мой взгляд, здесь как раз история качественного, местами эмоционального, научпопа. В общем, хорошее занятие на новогодние каникулы.
Реклама. ООО «Мейл Плюс» ИНН 7802524386
