Если разобрать вас на клетки, атомы и гены, результат может озадачить. Вы — это колония бактерий, дальний родственник пекарских дрожжей и, с точки зрения физики, почти пустое место. Разбираемся, где в этом наборе деталей прячется ваша личность.
В 1683 году голландский натуралист-любитель Антони ван Левенгук совершил поступок, который сегодня назвали бы «сомнительным с точки зрения гигиены, но великим для науки». Он соскоблил налет между собственными зубами и посмотрел на него в самодельный микроскоп. Там он увидел «очень много маленьких живых зверушек, очень мило двигающихся».
Левенгук был настолько очарован, что повторил эксперимент на жене, дочери и двух стариках, которые, по их собственному признанию, зубы не чистили никогда. В образцах стариков Левенгук нашел «невероятно огромную компанию живых существ». Так человечество впервые узнало, что мы не одни. Даже когда мы одни.
Спустя три века наука задает еще более неудобный вопрос: если внутри нас кипит жизнь, которую мы не контролируем, то какая часть нашего тела на самом деле принадлежит нам?
Миф «10 к 1»: как нас посчитали (и просчитались)
Долгое время в научно-популярной литературе гуляла красивая цифра: на каждую клетку вашего тела приходится 10 бактерий. Получалось, что вы — это всего на 10% человек и на 90% — микробное общежитие.
Эту цифру в 1972 году вывел микробиолог Томас Лаки (Thomas Luckey).[3] Это был грубый подсчет «на салфетке», основанный на концентрации бактерий в одном грамме фекалий, умноженной на объем кишечника. Цифра звучала так убедительно, что её цитировали 40 лет, пока в 2016 году исследователи из Института Вейцмана (Израиль) не решили пересчитать всё по-честному.
В их исследовании, опубликованном в PLOS Biology, выяснилось, что Томас Лаки погорячился. В теле «стандартного человека» (мужчина, 70 кг, 170 см) живет примерно 30 триллионов собственных клеток и около 39 триллионов микробов.
Вердикт: соотношение не 1:10, а примерно 1:1,3.
Да, микробы всё еще побеждают по численности (с небольшим перевесом), но по массе они занимают всего около 0,2 кг. Так что вы всё-таки больше человек, чем бактерия. По крайней мере, визуально.
Но вопрос не в количестве, а во влиянии. Как отмечает доцент Андреа Стрингер из Университета Южной Австралии, технически бактерии в кишечнике находятся вне тканей вашего тела (кишечник — это сквозная трубка), но функционально они — часть нас. Без них мы не можем переваривать сложную пищу, тренировать иммунитет и даже получать некоторые витамины (например, биотин и витамин К).
Гены: привет, дрожжи!
Если спуститься на уровень ДНК, ситуация с самоидентификацией становится еще сложнее. Мы привыкли слышать, что делим 98–99% ДНК с шимпанзе. Это не удивляет: две руки, две ноги, отсутствие хвоста — мы действительно похожи.
Но как насчет того, что 20–25% ваших генов имеют аналоги у растений? Или того, что вы на треть (!) — дрожжи?
Около 30% генов, работающих в пекарских дрожжах (тех самых, из которых пекут хлеб), имеют прямые аналоги (ортологи) в геноме человека. Эти гены отвечают за базовые клеточные процессы, которые не менялись миллиард лет. В экспериментах человеческие гены часто успешно «чинят» мутации у дрожжей — настолько мы похожи на молекулярном уровне.
Более того, некоторые гены мы могли просто «украсть». Процесс, называемый горизонтальным переносом генов (HGT), позволяет микробам обмениваться участками ДНК. У животных это редкость, но исследование 2015 года показало, что в геноме человека есть следы древних заимствований. Хотя ученые до сих пор спорят о масштабах этого явления у приматов, сам факт, что часть вашей ДНК могла прийти не от мамы с папой, а от древней бактерии, заставляет задуматься.
Физика: пустота и иллюзии
Если биология говорит, что мы — колония, то физика утверждает, что мы — почти призрак.
Среднестатистическая клетка состоит из триллионов атомов. Но атом — это не твердый шарик. 99% массы атома сосредоточено в крошечном ядре.
Представьте футбольный стадион. Если положить в центр поля маленький стеклянный шарик — это будет ядро. Всё остальное — трибуны, поле, парковка — это «пустота», в которой носятся электроны.
Часто говорят: если убрать из каждого человека всё межатомное пространство, то всё человечество можно было бы уместить в кубик размером с кусочек сахара.
«На самом деле всё чуть сложнее, — объясняет профессор Карен Ливси, физик-теоретик из Университета Ньюкасла. — Понятие «пустота» здесь условно. Это пространство заполнено электронными облаками. Согласно квантовой механике, электрон находится везде одновременно, пока мы его не измерим».
Кстати, именно эти «облака» не дают нам проходить сквозь стены. Электростатическое отталкивание между вашими атомами и атомами стула создает иллюзию твердости, на которой вы сейчас сидите.
Кто же тогда «мы»?
Мы состоим из древних генетических инструкций, общих с грибами, построены из атомов, которые по большей части — пустота, и населены триллионами чужеродных организмов, управляющих нашим настроением через ось «кишечник-мозг».
Доктор Кейтлин Коуэн, нейробиолог из Университета Нового Южного Уэльса, подтверждает: «Почти при любом психическом расстройстве микробиом пациента отличается от нормы». Депрессия, тревожность, ПТСР — всё это связано с тем, кто живет у нас внутри.
А что тогда остается «сугубо человеческим»? Ученые сходятся во мнении, что это сознание и уникальная комбинация опыта, генов и среды. Но ирония в том, что даже наше сознание — результат электрической активности в мозге, который, в свою очередь, зависит от того, хорошо ли пообедали ваши кишечные бактерии.
Так что, когда вы говорите «я», вы говорите от имени огромного, шумного и очень древнего коллектива.
Комментарии (1)