Всесвітня Павутина — модель еволюції
Вважається, що модні розмови про комп’ютерні «віруси» пояснюють, що ці «злочинці» роблять за аналогією з їх біологічними тезками. У той же час можна уявити біосферу реальних, живих мікробів як всесвітню мережу інформаційного обміну. Справді, обидва «види» вірусів мають багато спільного, адже живі мікроби обмінюються інформацією один з одним і зі своїм середовищем існування, із ДНК в якості блоків даних, розповсюджуваних у кожнім напрямку. Відмінність світу мікробів полягає в тому, що мікроби можуть еволюціонувати і роблять це швидше, ніж їхні хазяїни. В дійсності мікроби добре пристосовані до того, щоб використовувати цю різницю на свою користь під час війни, що час від часу виникає між ними й іншими біологічними видами.
Здатність мікробів передавати інформацію іншим організмам — це те, що робить аналогію зі Світовою інформаційною мережею правдоподібною. Як і комп’ютерні віруси, багато живих вірусів здатні інтегрувати (завантажувати) свою власну ДНК (DNA) у генетичний матеріал (геном) хазяїна, і ця інформація може бути скопійована і передана далі. Справді, навіть наша власна людська еволюція почасти пояснюється зіткненнями з мікробами. І багато частин людської ДНК з’явилися в результаті історичних зіткнень з особливим типом вірусів, відомим як ретровіруси, що «завантажили» свою інформацію в людські клітки й інтегрували її в людську ДНК.
Галузь молекулярної генетики, котра з’явилася в 1944 році, коли було доведено, що ДНК є механізмом, за допомогою якого передаються наслідувані характеристики, зробила мікробів центром багатьох біологічних досліджень. Системи, вибудовані з мікробів, є в даний час зручними моделями для вивчення еволюції в лабораторії.
Еволюція мікробів інтригує і лякає — зважаючи на сполучення великого об’єму популяції й інтенсивності змін у межах цієї популяції. У мікробів є ген, що підвищує їхню мінливість, котра дозволяє їм здійснювати мутації у відповідь на різні фактори навколишнього середовища — те, що більш великі організми зробити не в змозі. Так само, в той час як більш розвиті форми життя, такі як людина, не можуть сполучатися з представниками інших видів, еволюція мікробів менш стримана цим «бар’єром виду». В дійсності, в ході процесу, відомого за назвою «аплазмід- трансфер» («Арlаsміd transfer»), мікроби здатні обмінюватися біологічними інноваціями між собою, включаючи — найбільш важливе і небезпечне — опірність антибіотикам, що один вид мікробів може передати іншому виду.
Абсолютне число мікробів та їхня здатність обмінюватися інформацією між собою — формула для високошвидкісної еволюції. Популяції мікробів змінюються на багато мільйонів щодня, тому що вони переміщаються між організмами хазяїнів, зустрічають антибіотики, антитіла чи інші природні перешкоди, з якими може справитися їхня генетична еволюція. Просте порівняння швидкості еволюціонування мікробів та їхніх багатоклітинних хазяїнів дає мільйонну чи навіть більйонну перевагу мікробам. Рік еволюції в житті мікроба справді перевершує роки в житті всіх ссавців!
За цим критерієм, людина вибула зі своєї еволюційної ліги. Вірно, що багато складних видів програли війну з мікробами і через кілька сотень років вимерли. Історія людства також відзначена катастрофічними епідеміями, викликуваними мікробами. Поки ще людський вид пережив усі «мікробні» епідемії, але виживання у світі, в якому мікроби/віруси та їхні хазяїни взаємодіють по-новому, зажадає, щоб і ми думали по- новому і викликали на допомогу ще більш ускладнену технічну мудрість і соціальний розум.
У своїй останній роботі я вивчаю наслідки цього величезного дисбалансу між темпом еволюції людини в порівнянні з мікробами (категорію, до якої я включаю віруси).
Якби напрямок еволюції мікробів у цілому вів до оптимізації їхньої вірулентності і смертності, більш великі види не винесли б цього убивчого змагання. Але, звичайно, і мікроби тоді не вижили б, оскільки вони залежать від інших видів як середовища існування. І все ж таки, незважаючи на той факт, що мікроби не прагнуть просто максимізувати свою вірулентність, більшість досліджень по інфекційних захворюваннях сфокусовано на механізмах, за допомогою яких обмежується шкідливий вплив мікробів, а також способах адаптації організму хазяїна (переважно за допомогою імунної системи), щоб боротися з цією вірулентністю. Дуже незначна увага приділяється внутрішнім механізмам мікробів, спрямованих на підтримку їх як жителів у своїх хазяях, включаючи інтерес, «поділюваний» мікробом iз питання контролю й обмеження власної шкоди для хазяїна.
У результаті, мікроби поселяються в хазяїні, щоб отримати переваги від обміну. Разючі приклади демонструють, що «ціль» мікроба в дійсності — спільне існування з хазяїном. У деяких випадках, імунна система хазяїна маніпулюється одним мікробом, щоб підвищити опірність хазяїна до суперінфекції від конкуруючих мікробів, що вторгаються зовні. Ми повинні в такий спосіб досліджувати, як можна використовувати цю синергію і зброю, надану нам мікробами, а не розглядати їх тільки як смертельних ворогів, яких потрібно знищити.
Подібно до того, як учені вивчають всі системи навколишнього середовища, щоб довідатися, як взаємодіють різні частини, ми повинні розглядати людське тіло як розширений геном. Його частини складаються з ядерного геному ДНК (каріому), хондріоми (мітохондрії) і того, що я називаю мікробіомом, — комбінації безлічі мікробів, що живуть в організмі. Ми повинні вивчати мікробів, яких ми носимо всередині себе і на нашому тілі як частину розділеного навколишнього середовища.
«Якщо ви не можете їх побороти, приєднайтеся до них!» — говорить стародавня мудрість.
