Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки
Шрифт:
Способы, найденные бактериями, чтобы успешно противостоять усилиям производителей лекарств, обязаны своим возникновением изобретательности эволюции. Поскольку бактерии размножаются очень быстро, то и эволюционный процесс у них протекает в ускоренной форме. В лабораторных условиях бактерия типа стафилококка может делиться и производить на свет очередное поколение каждые два часа, тогда как для появления нового поколения людей требуется около тридцати лет. Если миллионы этих бактерий столкнутся с новым лекарством и хотя бы у одной из них при делении клетки возникнет мутация, дающая устойчивость к этому препарату, то остальные бактерии погибнут, а потомки этой продолжат жить и
Но опять же, что такое в данном случае «устойчивость»? Что происходит при мутации?
Есть как минимум три способа защиты, к которым могут прибегнуть только что мутировавшие бактерии. Давайте вернемся к аналогии с людьми, обладающими «иммунитетом к пулям».
Если бы у людей развилась устойчивость к огнестрельному оружию, сходная с устойчивостью бактерий к антибиотикам, это могло бы произойти как минимум тремя путями. Во-первых, у нас могли бы появиться некоторые биологические приспособления, блуждающие прямо под кожей, которые перехватывали бы пулю при соприкосновении ее с телом и дробили бы ее на множество безвредных кусочков. Во-вторых, похожий механизм мог бы быстро развернуть пулю и отослать ее в обратном направлении — она просто отскочила бы от тела. В-третьих, мы могли бы обзавестись кожей нового, пуленепробиваемого типа. Эти три способа аналогичны тому, как бактерии справляются с антибиотиками, прежде чем те успеют причинить им вред.
Итак, пока аналогия с человеком работает — ну хотя бы отчасти. Однако бактерии обладают одним качеством, которого у людей нет, и именно оно позволяет защитному механизму распространиться как можно быстрее и охватить как можно большее количество особей. Бактерии могут передавать свои способности собратьям в рамках одного и того же поколения, не дожидаясь, пока появится потомство, получившее эти способности от рождения. К примеру, бактерии могут передавать соседним бактериям индивидуальные гены при простом физическом контакте. А еще они могут оставлять кусочки ДНК в окружающем пространстве, чтобы другие бактерии их подобрали. И наконец, вирусы, связанные с определенными бактериями, могут переносить защитные гены, присущие одной бактерии, и «заражать» ими другие бактерии.
Снова обратимся к аналогии с людьми: это как если бы люди, не обладающие иммунитетом к пулям, смогли бы мгновенно приобрести его, поцеловав того, у кого такой иммунитет есть, или вдохнув его с воздухом, или «заразившись» молекулами ДНК, некогда принадлежавшими устойчивым к пулям людям, а теперь плавающими в окружающем пространстве.
Может показаться, что эти удивительные способности бактерий были приведены в действие трудами ученых-медиков, но на деле имеется более простое объяснение. Судя по всему, бактерии всегда умели вырабатывать подобные способы защиты, поскольку некоторые микроорганизмы ради выживания производят свои собственные антибиотики и соответственно должны быть устойчивы к их действию.
Рост устойчивости бактерий к антибиотикам неизбежен и неостановим. Каждый год американские врачи выписывают пациентам до 100 миллионов рецептов на антибиотики, причем часто при заболеваниях типа гриппа, вызываемых вирусами, которые нечувствительны к антибиотикам. Тем не менее другие бактерии в организме больного гриппом в процессе лечения вырабатывают иммунитет к антибиотикам, а значит, позже, когда этот человек подхватит бактериальную инфекцию, антибиотики окажутся бесполезны. Даже такое простое действие, как слишком раннее прекращение приема антибиотиков, может привести к размножению выживших бактерий с их новообретенной
Всякая всячина
Во времена Второй мировой войны самым крупным судном, бороздившим морские просторы, был «Куин Мэри» (Queen Магу),его длина составляла 310,7 метра, а водоизмещение — 81237 тонн. В те времена требовались большие авианосцы — чем больше, тем лучше, — позволяющие взлетать и садиться самым разным самолетам, так что, когда английский инженер, журналист и разведчик Джеффри Пайк (1893–1948) объявил о своих планах дешевого и быстрого строительства корабля, который был бы в два раза длиннее и в три раза шире «Куин Мэри», адмирал флота Луис Маунтбеттен (если полностью, то Луис Френсис Альберт Виктор Николас Маунтбеттен, 1-й граф Маунтбеттен Бирманский, 1900–1979) живо заинтересовался проектом и захотел его выслушать.
Пайк оказался эксцентричным мужчиной в потрепанной одежде, который в 1920-е годы сколотил состояние на торговле металлами, а потом все потерял и переключился на изобретательство. В 1939 году он снарядил команду гольфистов в тур по нацистской Германии — якобы для участия в соревнованиях; на самом же деле цель была иной: Пайк хотел выяснить, что думают простые немцы о нацистах, — он надеялся, что Гитлер будет шокирован, узнав, какие чувства на самом деле испытывает его народ. В августе 1939 года гольфисты зачехлили клюшки, рассовали по карманам мячи и вернулись домой с весьма интересной информацией, но было уже слишком поздно, и предотвратить войну не удалось.
Подготовленные Пайком чертежи авианосца подразумевали использование материала, изобретенного его другом — биохимиком Максом Фердинандом Перуцем (1914–2002), позже получившим Нобелевскую премию (1962) за другие изыскания. Пайк скромно назвал новый материал пайкеритом, может быть, потому, что это благозвучнее, чем перуцерит. Пайкерит был довольно прост, он представлял собой смесь 86 % льда и 14 % древесных опилок. Пайк продемонстрировал, что добавление древесной массы превращает лед в «суперлед», который противостоит пулям и ударным нагрузкам, к тому же он может быть с легкостью нарезан на блоки разной формы.
Дальнейшая история гласит, что граф Маунтбеттен настиг тогдашнего премьер-министра Уинстона Черчилля прямо в ванной комнате, где время от времени проводились важные военные совещания, и бросил кусочек пайкерита в ванну, чтобы продемонстрировать его прочность.
Несмотря на всю странность материала (и его изобретателя), Маунтбеттен официально утвердил проект по разработке и испытаниям нового материала с конечной целью использовать его для строительства огромных кораблей с заманчивой способностью к самопочинке после торпедных атак — для этого планировалось использовать находящиеся на борту холодильники и морскую воду. Пайк даже предлагал при помощи этого оборудования разбрызгивать сверхохлажденную воду на вражеские корабли, чтобы их люки сковало льдом, а команда замерзла до смерти.
В течение года или чуть дольше проект продолжал развиваться: испытания шли в сверхсекретной лаборатории в Лондоне, а также на корабле-прототипе на озере Патриция в Альберте, Канада. Однако в ходе войны технологии вооружения двигались вперед так быстро, что вскоре огромные левиафаны наподобие авианосцев из пайкерита (так и не построенных) стали не нужны: увеличилась дальность полетов авиации, немецкий подводный флот был разгромлен и ходили слухи о появлении принципиального нового оружия, атомной бомбы, которая должна была положить конец войне.