Наша родная микробиота

Из этого видно, что наше сосуществование с микробиотой является разновидностью симбиоза: мы им пищу, они нам защиту. И этот симбиоз, можно думать, сложился за миллионы лет нашей с ними совместной эволюции. Не случайно в организме ребенка, рождающегося стерильно чистым, уже через небольшое время наличествует вся та микробиота, которая будет сопровождать его потом всю жизнь. Некоторые ученные думают даже, что микробиота – это своего рода паспорт человека, то есть что каждый из нас имеет свою индивидуальную микробиоту. Не так давно два израильских ученых специально занялись этим вопросом и установили, что определенные виды бактерий действительно индивидуальны – в том смысле, что у одного человека их больше, у другого меньше, и в зависимости от этого разные люди по-разному реагируют, например, на излишек сахара в организме: одному это нипочем, а другой начинает толстеть. И даже еще удивительней: одному лучше много есть утром, а другому – в обед. И так далее.

Поразительно интересно. Однако в целом нужно честно сказать, что в таком плане изучение микробиоты только еще начинается, это первые шаги. Но можно надеяться, что дальше дело пойдет быстрее, потому что года два назад американские ученые, собрав образцы микробиоты у пары тысяч мужчин и женщин из десятка-полутора мест в их организмах, составили первый сводный атлас генов всех этих бесчисленных бактерий, что позволит в дальнейшем точнее их изучать и сравнивать.

Но почему я, однако, все время говорю «бесчисленные»? На самом деле все эти бактерии давно сосчитаны. Приблизительно, конечно, с точностью до пары-другой миллиардов штук, потому что счет тут, понятно, идет именно на миллиарды. Но самое интересное – их соотношение с клетками нашего тела. С чьей- то легкой руки долгое время считалось, что бактерий раз в 10 больше. Но вот недавно два других израильских ученых произвели более точный подсчет и установили, что тех и других примерно поровну – 40 триллионов бактерий и 30 триллионов - клеток. (Правда, их американские коллеги считают, что бактерий втрое больше).
Но по весу это немного – порядка полутора килограммов. И кстати о наших клетках: да будет нам известно, что 90% наших клеток – это клетки крови: эритроциты и тромбоциты, - а на все остальные приходится, в сумме, меньше 10%; зато по массе лидируют, конечно, кости и мышцы (75%). А вот число видов наших бактерий неизмеримо больше, тут счет на тысячи. Зато у них проще с местом жительства – около 39 триллионов бактерий живут в нашем желудке (умные, знают, где сытнее!). Как я уже сказал, здесь они помогают лимфоидным клеткам производить иммунные клетки, которые защищают желудок от воспалений. (Недавно было выявлено, что этой защитой руководят особые желудочные нейроны: едва почуяв «перебор» воспалительных факторов, они выделяют гормон эпинефрин, приход которого к иммунным клеткам-макрофагам является для них сигналом выступить на борьбу с угрозой воспаления).

Но не только бактерии иногда управляют нашими клетками. Происходит и обратное, как это наглядно показал в нынешнем году биолог из Гарварда Вернер. Он обнаружил в кале мышей микромолекулы т.н РНК и установил, что эти молекулы производятся клетками нашего кишечника, а своей мишенью имеют как раз живущие в кишечнике бактерии. Вернер давал мышам воду с определенными РНК и убедился, что при этом число т.н. кишечных палочек (бактерий вида Эшеришия коли), вырабатывающих для нас витамин К и защищающих кишечник от некоторых патогенов. увеличивается. Так что и мы можем отчасти управлять нашей микробиотой.

Впрочем, я не хотел бы, чтобы у вас сложилась слишком розовая картина нашего сожительства с ней. Исследования показали, что нарушения в микробиоте (уменьшение ее общей численности или численности некоторых видов) каким-то образом способствует ожирению, участвует в развитии диабет; излишек бактерий вида Борреллия бургдорфери вызывает тяжелую депрессию, а в организме детей-аутистов, страдающих желудком, почему-то обнаруживается бактерия вида Сутерелла, которой совершенно нет у больных не-аутистов. Все это, понятно, требует более глубокого изучения, и именно этой задаче посвящены несколько глобальных и национальных (США, Бразилия и др.) проектов исследования нашей микробиоты, которые должны дать ученым более широкое понимание ее полезной и вредной роли в нашем организме.

Оба объекта этих исследований с понятным волнением ожидают оргвыводов.

*********************************************************************************************************

Возвращение на Флорес

Напомню, о чем спор. Есть в Индонезийском архипелаге такой остров – Флорес. Это довольно большой остров и населяют его сегодня около 2 млн человек. Географически он расположен в проливе между Суматрой и Сулавесе и когда-то, когда уровень Мирового океана был ниже на полтораста метров, здесь тянулась сплошная суша, которую географы назвали Сахуль и которая соединяла Малайзию с Австралией.

Палеоантропологи считают, что именно через Сахуль древние Гомо сапиенс достигли Новой Гвинеи и Австралии, и поэтому в поисках следов этого расселения научные группы часто заглядывают и на Флорес. В 2003 году одна из таких групп, возглавляемая Морвудом, обнаружила в западной части острова, в пещере Льянг Буа, хорошо сохранившийся скелет существа довольно странного вида. Судя по скелету и черепу, это существо (LB1, как его назвали по названию пещеры) имело отдаленное сходство с современным человеком, но было вдвое меньше ростом (1.06 метра) и имело очень небольшой мозг (размером с крупный грейпфрут).

Вскоре там же были найдены останки еще семи таких же существ. Самое высокое из них, LB8, имело рост 1.09 м (напомню, что минимальный рост современных пигмеев составляет 1.37 м). Возраст существ был сначала определен в пределах 38-13 тысяч лет, но затем была найдена еще одна локтевая кость того же вида, насчитывавшая 74 тысячи лет. Сегодня уточненные данные говорят, что возраст найденных останков лежит в интервале 50-100 тысяч лет. В той же пещере были обширно представлены каменные орудия, по размерам соответствовавшие этим существам, а также кости небольшого слона из вымершего вида Стегодон, некогда распространенного в Юго-Восточной Азии. И орудия, и слоновьи останки насчитывали 95 тысяч лет. Позже были найдены орудия возрастом 190 тысяч лет.

Это открытие немедленно породило бурные споры, которые продолжаются по сей день, чему свидетельством появившаяся не далее, как в феврале нынешнего года, очередная статья, предлагающая еще одну разгадку тайны «хоббитов с Флореса», как их прозвали первооткрыватели и заставившая меня вернуться к этой истории.

Грубо говоря, все эти разгадки можно сгруппировать в три больших класса. Одни специалисты считают «хоббитов» разновидностью Гомо сапиенс, претерпевшей те или иные изменения. Так, науке известны случаи уменьшения роста в результате долгого проживания в условиях изоляции и ограниченной диеты. Тот же Стегодон, например, который в Азии имел нормальные слоновьи размеры, на Флоресе стал карликовым, вымер около 840 тысяч лет назад и был замещен другим видом, который в свою очередь стал карликовым и вымер 12 тысяч лет назад. Выдвигалась также гипотеза, что «хоббиты» стали карликами из-за отсутствия или недоразвития щитовидной железы, либо из-за недостатка иода, либо в силу наследственной микроцефалии, синдрома Дауна или т.н. синдрома Ларона. А например индонезийский палеонтолог Теуку Джейкоб вообще утверждал, что «хоббиты» из Льянг Буа – просто разновидность местных пигмеев. Заметим¸ что все эти гипотезы плохо согласуются с возрастом останков и орудий.

Вторая большая группа специалистов отнесла «хоббитов с Флореса» к другим видам семейства Гомо, но и тут были выдвинуты разные варианты. Одни считают их претерпевшими карликовость потомками вида Гомо эректус (который, как считается, первым покинул Африку около 2 млн лет назад и в своих странствиях достиг Юго-Восточной Азии и Китая, где его потомки существовали всего 150 тысяч лет назад).

Другие, отмечая, что мозг «хоббитов» вдвое меньше меньше мозга Гомо эректуса, объявили их потомками более ранних видов Гомо, вроде Гомо хабилиса (хотя при этом становится весьма трудным объяснить их появление на изолированном острове, потому что останки Гомо хабилиса никогда не находили вне Африки). И наконец, третья, самая радикальная группа ученых вообще отказывает «хоббитам» в какой бы то ни было связи с семейством Гомо и считает их местной ветвью более ранних австралопитеков (живших три и более миллионов лет назад) или, как известный палеоантрополог Иан Таттерсал, - даже просто обезьянами.

Для правильной оценки степени достоверности всех этих гипотез следует еще иметь в виду, что, судя по находкам группы Морвуда, «хоббиты с Флореса» умели не только охотиться на карликовых слонов, но также пользовались огнем и, несмотря на свой малый рост и мозг, изготавливали орудия на уровне, который характерен для ранних Гомо сапиенс.

Так что же нового вносит в этот запутанный спор новая статья? Ее авторы, французские ученые Бальзо и Шарлье, применили недавно разработанный (для медицинских целей) метод изучения костей и черепов, сочетающий три вида сканирования костей (ультразвуковое, СТ и радиационное) с последующим использованием компьютеров для построения трехмерных моделей. Построенная таким образом модель черепа LB1, - пишут авторы, - дала много информации о послойном костном строении этого черепа и показала, что в нем нет особенностей, характерных для вида Гомо сапиенс. Одновременно этот метод показал, что в черепе «хоббита с Флореса» нет и тех аномалий, которые указывали бы на какие-либо серьезные заболевания.

Таким образом, можно думать, что теперь значительная часть гипотез касательно происхождения «хоббитов» отпадет сама собой. По мнению Бальзо и Шарлье, это не существа, изуродованные какой-либо экстравагантной болезнью, и это не карликовая разновидность Гомо сапиенс. Но по-прежнему не исключено, что это либо потомки Гомо эректуса, либо даже совершенно особый вид гомининов (то есть, может быть, даже более близких к обезьянам австралопитеков).

Однако и в этом вопросе недавно появились сенсационные новости. В опубликованной в августе 2016 года в журнале Nature статье международной группы археологов сообщается, что на том же Флоресе, но в другой пещере, Мета Менге, в 75 км от Льянг Буа, найдены останки существ, очень похожих на LB8, только еще более миниатюрных и более древних: их возраст достигает 700 тысяч лет. А возраст найденных там же орудий – даже миллиона лет! Авторы открытия считают, что эти люди были предками хоббитов из Льянг Буа, а сами были претерпевшими карликовость потомками Гомо эректус, который именно в ту эпоху, около миллиона лет назад, впервые появился на соседнем острове Ява.

Хотелось бы сказать, что теперь, наконец, все вопросы решены и можно поставить долгожданную точку, но что-то подсказывает, что мы еще не раз будем вынуждены вернуться на Флорес.

Рафаил Нудельман
"Окна", 25.08.2016