Ученые хотят создать хранилище микробов, чтобы те… не вымерли

Мало кто знает, что в Цюрихе прямо сейчас тихо и незаметно идет операция по спасению мира. Причем в швейцарской столице не добывают золото или нефть и не разрабатывают секретные технологии. Напротив, ученые тщательно изучают… гниющие фрукты и, простите за подробности, человеческие экскременты.


Звучит как сценарий абсурдного триллера? Но нет, это абсолютно реальный проект, о котором недавно сообщил авторитетный научный журнал Nature.

Группа швейцарских ученых в режиме строгой тишины собирает… глобальную «библиотеку» микробов. Цель исследователей очень благая: остановить вымирание микроскопических форм жизни, от которых зависит наше собственное выживание.

Безмикробная катастрофа

Наверное, вы хотите спросить: а зачем сохранять то, что плодится со страшной скоростью на каждом квадратном миллиметре земного шара? Увы, но в реальности все совсем по-другому. Невидимый микромир находится под беспрецедентным давлением. Виной тому мы сами.

Человечество все активнее использует антибиотики. Они спасают жизни, но их массированное применение в медицине и, что особенно важно, в промышленном животноводстве (где без них сегодня немыслимо выращивание, например, кур или свиней) создает мощнейший селекционный прессинг. Микробы, столетиями эволюционировавшие вместе с нами, гибнут или стремительно меняются, теряя свое разнообразие. А это катастрофа.

Почему? Да потому что без этих микроскопических тружеников наша жизнь, какой мы ее знаем, невозможна. Микробы являются ключевыми игроками в нашем пищеварении. Без них просто не сможем усваивать питательные вещества из пищи.



Они формируют основу нашего иммунитета, тренируя его с самого рождения. Они поддерживают здоровье почв, разлагают органику, участвуют в глобальных циклах углерода и азота.

Мы зависим от них куда сильнее, чем осознаем. Поэтому исчезновение главных микробных штаммов — это прямая угроза экосистемам и здоровью человека.

«Неаппетитное» спасение мира

И группа ученых, в основном, из Швейцарии, перешла от размышлений к действиям. Миссия команды весьма амбициозна: собрать и сохранить для будущих поколений образцы микробного разнообразия со всей планеты, пока они еще не утрачены окончательно. Журнал Nature пишет, что уникальный проект уже стартовал. Первые «трофеи» нашли временное пристанище в стерильных лабораториях Института медицинской микробиологии Цюрихского университета. При этом жители швейцарской столицы, скорее всего, и не подозревают, что у них под боком строится новый «ковчег», где вместо пассажиров — полезные микроорганизмы.



Следует отметить, что, когда набирался исследовательский состав, все будущие участники прошли обязательные тесты на крепкий желудок и полное отсутствие брезгливости. Ученые отправляются в экспедиции по всему миру, от тропических лесов до арктических тундр, от традиционных сельских общин до современных мегаполисов. Их цель — найти и сохранить микробные сообщества, еще не подвергшиеся массированному воздействию антибиотиков и современной диеты. И методы сбора… очень специфичны.

Внимание! Если вы сейчас едите, то, пожалуйста, прервитесь. Основные источники бесценных микробов — это человеческие фекалии и образцы гниющих органических материалов, прежде всего фруктов.

Все достаточно просто. Именно в кишечнике человека и животных, а также в процессе разложения органики в природе, сосредоточены невероятно сложные и разнообразные сообщества микроорганизмов. Это «горячие точки» микробного биоразнообразия.

Собирая образцы кала у представителей различных народов, особенно тех, кто еще сохраняет традиционный образ жизни и питание, ученые фиксируют уникальные кишечные микробиомы. Образцы гниющей органики дают представление о почвенных и природных сообществах. Каждый образец — это замороженная во времени экосистема, состоящая из тысяч, а то и миллионов различных бактерий, архей, грибов и вирусов, живущих в сложном симбиозе.

Это очень кропотливый и ни разу не гламурный труд. Образцы тщательно документируются (указывается место, время сбора, условия жизни донора или источник органики), мгновенно замораживаются при сверхнизких температурах (часто в жидком азоте при -196 °C). Затем специальные колбы транспортируются в Цюрих, где ждут своего часа в особых криохранилищах. Цель команды — собрать не менее 10 000 таких образцов со всего земного шара, создав репрезентативную «карту» глобального микробного разнообразия начала XXI века.

Вечная мерзлота для вечных микробов

Коллекция в Цюрихе — это лишь временное решение. Для долговременного, надежного, возможно, многовекового хранения микробного наследия, разумеется, требуются совсем иные условия.

Во-первых, идеальное хранилище должно быть стабильно холодным. Температура должна гарантированно оставаться глубоко отрицательной веками, без риска перебоев с энергией.

Во-вторых, в «ковчеге» должна быть постоянная геологическая стабильность. То есть место нужно защитить от землетрясений, наводнений и других катаклизмов.

В-третьих, хранилище должно быть расположено в политически стабильной стране.

На карте мира есть не так много мест, отвечающих этим строгим критериям. Ученые рассматривают два основных варианта.

1. Высокогорные ледники Швейцарских Альп. Глубоко в вечной мерзлоте, под толщей льда и камня, температура остается стабильно низкой тысячи лет. Близко к Цюриху, опять же.

2. Арктическая вечная мерзлота Канады. Огромные территории Канадского Севера предлагают идеальные естественные «морозильники». Вечная мерзлота здесь местами простирается на сотни метров вглубь. Канада обладает опытом управления подобными территориями и инфраструктурой.

С научной точки зрения, вечная мерзлота куда перспективнее горных ледников. К примеру, в Сибири из вечной мерзлоты извлекли и оживили гигантские вирусы, пролежавшие там более 30 000 лет. Этот факт в очередной раз доказывает, что микроорганизмы имеют феноменальную выживаемость в замороженном виде.



Но выбор места — это не только микробиология, это еще и социология. Поэтому Швейцария для реализации этой уникальной программы однозначно не годится. Идея хранилища, пусть и сверхзащищенного, заполненного образцами, которые ассоциируются у многих с отходами и болезнями, может вызвать сопротивление местных жителей.

Строительство в хрупких альпийских экосистемах также потребует сложных согласований. А вот Канадская Арктика, при всей своей удаленности и суровости, может оказаться более «политически приемлемым» вариантом из-за огромных малозаселенных пространств.