Большинство видов грибов необходимы для выживания растений, животных и человека. Микробиом нашего кишечника и кожи населен не только бактериями, но и вирусами, простейшими, грибками – все они являются членами динамичного и разнообразного сообщества микробов, которые мы носим в себе и на себе. Под землей микоризные грибы – то есть те, которые поселяются на корнях растений, – соединяют и питают деревья и другие растения, а также помогают контролировать другие микробы, которые могут вызывать болезни. Спасительный пенициллин, открытый благодаря счастливой случайности и проницательному взгляду Александра Флеминга, производится тем же самым видом грибка, который мы можем увидеть на заплесневелом куске хлеба или кожуре испорченной дыни.
Многие грибки предстают перед нами в виде грибов – мясистых размножающихся тел с причудливыми названиями «Розовое диско», «Ангел-разрушитель», «Пальцы мертвеца». Сморчки, лисички, опята и другие грибы – желанные гости почти на любой кухне. Некоторые из них производят химические вещества, которые могут отправить нас в психоделическое путешествие или убить. Грибы принимают форму нитевидных гиф, которые прощупывают окружающее пространство, тянутся в разные стороны, связываются друг с другом и поднимаются вверх, пробиваясь сквозь кору, почву, а иногда даже асфальт. Эти и другие грибные плодовые структуры (поскольку не все грибы образуют мицелий) выделяют споры. Когда они разрастаются, их гифы проникают в землю и растут внутри и на корневищах деревьев и других растений, а также могут пробиваться через гниющие бревна. Грибы – одни из самых важных чистильщиков в мире: они превращают то, что когда-то жило, обратно в питательные вещества и почву. На самом деле они скорее близки к животным, хотя могут напоминать нам растения, но выделяются в отдельное таксономическое царство, так и называемое – грибы.
Животные, даже микроскопические, потребляют и переваривают пищу. Мы тоже это делаем – с помощью желудка. Грибы же сперва переваривают пищу и отправляют свои пищеварительные соки в окружающую среду. Ферменты разлагают растения, животных и другие микробы – именно таким образом превращаются в питательные вещества поваленная сильным ветром береза, стена в ванной, кусок сыра, человеческое тело. Грибки, питающиеся тем, что умерло, так называемые сапротрофы, превращают кожу и перья, кору и листья в молекулярные строительные блоки – аминокислоты, жирные кислоты и простые сахара, которые, в свою очередь, служат питательными веществами для грибов, растений и других живых существ. Затем грибы поглощают все необходимое из этой расщепленной материи. Если бы не они, мир был бы завален трупами и мы вряд ли смогли бы в нем жить. Многие грибы существуют если не в сотрудничестве, то в мире с другими живыми существами, но есть и исключения: некоторые питаются живой материей. Большинство грибов дают жизнь, а грибковые патогены ее забирают.
Возможно, вы читали о массовой гибели лягушек. А если живете на северо-востоке США, то наверняка заметили исчезновение летучих мышей или знакомы со смертельно опасными дрожжами, путешествующими по больницам и домам престарелых. Если вы любите кофе, какао или бананы, то, возможно, читали статью или две с тревожными заголовками, предупреждающими об их потенциальной гибели. Однако грибковые угрозы не являются проблемой конкретного вида, как можно предположить, листая новостную ленту. Они имеют гораздо больший масштаб, устойчивы, разнообразны и могут стать настоящей катастрофой. Потеря каждого вида или популяции влечет большие последствия. Лягушки и летучие мыши питаются мотыльками и другими насекомыми, поэтому их исчезновение дает возможность процветать гусеницам, поедающим урожай, и насекомым, которые служат переносчиками болезней. Орех и сосна поддерживают целые экосистемы, в которых обитают медведи, птицы, рыбы, растения и сообщества микробов, включая грибы, которые мы могли бы употребить в пищу. Что случится, если медведь или какая-нибудь птица внезапно лишится своего источника питания?
Я рассказываю эту историю, полную потерь, с точки зрения экологов, лесоводов, медиков, биологов, политиков и граждан, которые работают наперекор времени и пытаются спасти жизнь растений, животных и людей, какой мы ее знаем. Многие согласны с тем, что, если грибок, вызывающий заболевание, поселился в природе, он уже не «уйдет». Будет дремать без вреда для себя в отсутствие подходящего хозяина, но останется с нами надолго. И все согласны с тем, что лучшая возможность для любого вида пережить грибковую пандемию – быть генетически разнообразным. Некоторые пытаются предотвратить будущие грибковые пандемии, ужесточая политику в области торговли и путешествий или применяя новые технологии. Другие потратили десятилетия на выведение деревьев, устойчивых к болезням, хотя вряд ли доживут до тех времен, когда их работа станет видна. Ученые-растениеводы, генетики и хранители семян стремятся сохранить разнообразие сельскохозяйственных культур, чтобы наши потомки тоже знали, каковы на вкус бананы или пшеница. Их коллективные усилия дарят надежду на то, что так и будет, но общество должно подключиться к этой работе.
Профилактика – дело трудное, но осуществимое. Работать на предупреждение – значит с большим вниманием относиться к экспорту-импорту растений и животных, проводить экспресс-диагностику заболеваний и вовремя реагировать, если тест окажется положительным, и, что еще важнее, перемещаясь по миру, самим соблюдать меры профилактики. Также необходимо защищать биоразнообразие и стараться сокращать потери среды обитания. Там, где профилактика не помогла, следующим этапом выживания в условиях грибковой пандемии должна стать защита генетического разнообразия и потенциальных генов устойчивости в популяции деревьев, саламандр или продовольственных культур. Но гарантий генетического спасения не существует. Устраняя естественные барьеры между видами, мы получаем новые болезни, большинство из которых будут доброкачественными, некоторые вызовут небольшие проблемы, а другие способны вызывать катастрофические последствия.
Эпидемии и пандемии, о которых я пишу на этих страницах, начинались с того, что грибок перемещался из своей родной среды в совершенно новую, где ему попадался подходящий хозяин. В мире существует множество грибков, и хотя большинство из них безвредны, некоторые при определенных условиях могут причинить много бед. Наша задача на будущее – не допустить встречи потенциально опасных грибков с восприимчивыми хозяевами, в том числе и с нами.
Примечания к введению
1 Golan J.J., Pringle A. Long-Distance Dispersal of Fungi // Microbiology Spectrum, 2017. Р. 1–24.
2 Elbert W. et al. Contribution of Fungi to Primary Biogenic Aerosols in the Atmosphere: Active Discharge of Spores, Carbohydrates and Inorganic Ions by Ascoand Basidiomycota // Atmospheric Chemistry and Physics Discussions 6, 2006. № 6.Р. 11 317–11 355.
3 Трудно найти точную оценку количества видов животных, растений или микробов. Некоторые подсчеты основаны на «идентифицированных» и охарактеризованных видах, а другие, как в случае с грибами и бактериями, могут быть основаны как на охарактеризованных видах, так и на анализе ДНК. Одно из недавних исследований видов грибов показало, что их может быть до 12 миллионов. См. подробнее: Wu B. et al. Current Insights into Fungal Species Diversity and Perspective on Naming the Environmental DNA Sequences of Fungi // Mycology, 10. May 7, 2019. Р. 127–140. Данные о разнообразии жизни см. в статье: Ritchie H., Spooner F., Roser M. Biodiversity and Wildlife // Our World in Data. https://ourworldindata.org/biodiversity-and-wildlife#:~:text=We%20have%20identified%20and%20described,around%205%20to%2010%20million.
Часть I
Последствия
Глава 1
Прибытие
Четвертого ноября 2016 года в еженедельном отчете о заболеваемости и смертности Центра по контролю и профилактике заболеваний США (US Centers for Disease Control and Prevention, или CDC) 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. Эта странная инфекция была вызвана Candida auris, грибком, который является видом дрожжей. Появление нового грибкового патогена1 – явление необычное, но нередкое, особенно для постоянно растущей популяции пациентов с ослабленным иммунитетом, среди которых и те, кто принимает мощные стероидные препараты, и те, кто выжил после рака, перенес трансплантацию. Необычность C. auris заключалась в том, что у него появилась устойчивость к некоторым или ко всем противогрибковым препаратам в зависимости от штамма. Он распространялся от пациента к пациенту и между больницами, что больше свойственно бактериям и вирусам, чем грибкам. А еще казалось, будто он появлялся из ниоткуда и отовсюду одновременно.