Евгений Бульба - Биология и Буддизм. Почему гены против нашего счастья и как философия буддизма решает эту проблему

Наиболее известный благодаря любви к булочкам и пиву пример – дрожжи. Это одноклеточные грибы, питающиеся углеводами. Дрожжи предпочитают глюкозу – ее проще всего переварить, но в природе есть множество других углеводов, например часто встречается сахароза, состоящая из глюкозы и фруктозы. Оказавшись в среде, где много сахарозы, дрожжи начинают ее переваривать и параллельно выделяют в окружающую среду фермент инвертазу, которая расщепляет сахарозу на отдельные молекулы глюкозы и фруктозы. На втором этапе пиршество – вокруг полно глюкозы. И всегда находятся «эгоисты», которые, не производя инвертазы, едят глюкозу, произведенную соседями.

Еще более удивительный пример – бактерии группы миксококк [41] Чаще для иллюстрации сложного взаимодействия одноклеточных приводят более сложные организмы – миксомицеты (относящиеся к амебозоям). Но нам интересно понять, на какой стадии эволюции проявляется сотрудничество. Примечательно то, что оно есть уже у бактерий, то есть на раннем этапе развития жизненных форм. . Эти микроорганизмы способны согласованно строить «башню» при наступлении тяжелых времен (рис. 4). Если жизни колонии что-то угрожает, бактерии собираются в сгусток. Те бактерии, которые были в нижней части, трансформируются в ножку, удерживающую верхнюю часть. Верхние бактерии образуют головку – наружную оболочку и внутреннее содержимое. Каждая из этих внутренних бактерий покрывается особо прочной оболочкой и замирает – переходит в состояние споры. В таком виде они могут провести долгое время и переждать неприятности, чтобы потом, раскрывшись, дать начало новой популяции. Безусловно, что та часть «бактерий-альтруистов», которая образует ножку, гибнет ради тех, кто продолжит жизнь, спрятавшись в «башне». Находятся и «эгоисты» – такие, которые не умеют сотрудничать для постройки плодового тела, но умеют занимать в нем правильное место – в верхней части.

Рис. 4

В толстой кишке каждого из нас живут кишечные палочки (Escherichia coli) – эти бактерии помогают человеку синтезировать витамины групп В и К. При недостатке питания популяция демонстрирует чудеса самопожертвования – она делится на две части, и одна из частей приносит себя в жертву.

«Голодающая популяция E. coli постепенно разделяется на две субпопуляции, одна из которых гибнет и подвергается автолизу, в то время как другая субпопуляция использует продукты автолиза как субстрат и продолжает расти и создавать колониеобразующие единицы» [42] Олескин А. В., Ботвинко И. В., Е. А. Цавкелова. Колониальная организация и межклеточная коммуникация у микроорганизмов. М.: Биологический ф-т Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, 1999. .

Кишечная палочка готова жертвовать собой не только массово, но и индивидуально – в некоторых лабораторных колониях описываются случаи, когда бактерии умирают, если оказываются заражены вирусом, – ценой своего существования они препятствуют размножению вируса и спасают соседей от заражения.

Кишечная палочка хорошо изучена, и вряд ли стоит сомневаться, что остальные представители микромира не уступают ей в сложности поведения.

В последнее время обнаруживаются совсем уж фантастические вещи: в 1994 году микробиолог Эверетт Гринберг доказал, что бактерии способны «общаться» с помощью химических сигналов. Он назвал это явление чувством кворума. При помощи химических сигналов колония способна «проголосовать» и принять общее решение, например о приостановке деления, совместной «охоте», выработке нужных веществ, передвижении, образовании общей структуры и так далее. Некоторые решения можно назвать «непростыми» – принести часть своих членов в жертву. И мы можем только догадываться, о чем еще они способны «договориться»!

Бактерии Myxococcus xanthus способны коллективно охотиться на другие микроорганизмы – они совместно выделяют в окружающую среду ядовитые вещества и потом переваривают погибшую добычу. Еще один пример: при недостатке кислорода некоторые представители Pseudomonas fluorescens мутируют и обнаруживают способность к сотрудничеству – они вырабатывают клей, с помощью которого соединяются, для того чтобы всплыть целой группой на поверхность и получить кислород [43] Марков А. Рождение сложности. М.: Астрель, 2010. . Среди таких сотрудничающих бактерий-мутантов тоже обнаруживаются обманщики, которые выглядят как мутанты, но не выделяют клей, а просто эксплуатируют соседей для того, чтобы добраться до кислорода.