Роб Данн - Не один дома. Естественная история нашего жилища от бактерий до многоножек, тараканов и пауков

В 1958 г. британский эколог Чарльз Элтон выпустил книгу под названием «Экология нашествий животных и растений» (The Ecology of Invasions by Animals and Plants) {28} , в которой он среди прочего доказывал, что чем выше видовое разнообразие в поле, лесу или озере, тем меньше шансов на то, что в экосистему проникнут чужеродные виды сорняков, вредителей и патогенов [304]. Вполне в духе открытий Шайнфилда и Айхенвальда Элтон писал, что, когда животные проникают в богатые видами экосистемы, они «находят, что подходящие им для размножения места уже захвачены, что другие животные поедают нужную им пищу, занимают все пригодные убежища. Поэтому, если в такую среду вторгается пришелец, обычно его выкидывают вон». И чем больше видов находится в составе экосистемы, тем больше шансов на то, что незваного гостя «вытолкают в шею». Кроме того, Элтон указывал, что в богатых видами экосистемах с высокой вероятностью найдется хищник или паразит, способный съесть или убить новосела. В общем, Элтон полагал, что экосистемы с высоким разнообразием наиболее устойчивы к биологическим инвазиям. Прошло 60 лет; последующие исследования установили, что эта закономерность проявляется хотя и не всегда (в экологии постоянно встречаются какие-то исключения), но довольно часто. Достаточно часто для того, чтобы экологи, люди не очень склонные к преувеличениям, описывали устойчивость богатых видами экосистем к инвазиям как центральное звено «планетарной системы поддержки жизни» [305]. На участок поля, поросший золотарником, труднее проникнуть чужаку, если на нем встречается много разновидностей этого растения [306]или много видов травоядных. Гипотеза Элтона предназначалась для объяснения того, что происходит с растениями и животными, но она вполне применима и к организму человека, и к его жилищу. Это значит, что идет ли речь о коже, или о том, с чем мы сталкиваемся в повседневной жизни, интерференция должна быть эффективнее, если не один, а два или целые десятки полезных видов будут «высеяны» в бактериальном «саду». Представьте себе учеников Шайнфилда и Айхенвальда (или учеников этих учеников), занятых возделыванием «сада» из разнообразных видов или на теле вашего новорожденного, или на вашей собственной коже, или в вашей собственной спальне.

Конечно, то, что справедливо для млекопитающих и золотарника, может не работать в мире микробов. Самый красивый способ проверить правило Элтона применительно к микроорганизмам — это создать микробные сообщества, различающиеся по числу входящих в них видов. Такое разнообразие отражало бы естественные различия в составе микробного сообщества на коже у разных людей или на разных поверхностях в доме. Затем потребовалось бы внести в такие сообщества какой-нибудь чужеродный вид, чтобы узнать, будет ли он менее эффективно проникать в более разнообразные сообщества и существовать в них. При жизни Элтона, умершего в 1991 г., никто не провел подобного исследования. Но мы можем перенестись поближе к нашим дням и рассмотреть недавние исследования. Несколько лет назад в Голландии группа ученых во главе с экологом Яном Дирком ван Элсасом осуществила подобную работу. За время, прошедшее с 1960-х гг., этические стандарты в науке сильно изменились, поэтому ученые проделывали все это не на коже новорожденных, а в чашках Петри.

Элсас и его сотрудники наполняли емкости обеззараженной почвой с питательной средой для бактерий, а затем засевали их одинаковым количеством клеток с разным числом штаммов. Все штаммы бактерий были выделены из луговых почв в Нидерландах [307]. В одном образце было использовано 5, в другом — 20, в следующем — 100 различных штаммов. В последнем образце исследователи использовали необработанную почву с ее диким, свирепым биоразнообразием, насчитывающим многие тысячи видов. В контрольных чашках Петри бактерий не было вообще — только питательная среда. Затем ван Элсас и его коллеги внесли в каждое из сообществ непатогенный штамм Escherichia coli (то есть печально известной кишечной палочки) и наблюдали за происходящим в течение 60 дней. Как и 80/81, E. coli была инвазивным видом. Исследователи предполагали, что чем разнообразнее микробное сообщество, тем сложнее будет для E. coli проникнуть в него и обосноваться там. Предстояла бы конкуренция за пространство, за ключевые ресурсы и даже за ресурсы, производимые самими бактериями. Кроме того, чем разнообразнее сообщество, тем больше вероятность, что некоторые бактериальные штаммы смогут произвести антибиотики, которые убьют любого незваного гостя, не дав ему ни единого шанса. Ниши в таком сообществе должны быть либо полностью заняты другими микробами, либо защищены с помощью токсинов.