По-прежнему отсутствует ясность в отношении того, как бактерии организовываются в кишечнике, но становится все яснее, что вдоль и поперек кишечника имеет место биологическая география. Неудивительно, что бактериальная смесь в начале кишечника иная, нежели в конце. Напротив, более удивительным было утверждение о том, что население также меняется в поперечном направлении кишечника. На поверхности проживают совсем иные микробы, нежели в полостях эпителия. Опять же иные прячутся в текучем кишечном содержимом, исходя из которого мы приобрели значительную часть знаний о наших сожителях просто потому, что данное содержимое проще всего достать.

Снова и снова обсуждается вопрос о том, насколько информативными в принципе являются исследования, которые основываются на анализах кала.

«Все больше и больше признания получает утверждение о том, что мы имеем дело по меньшей мере с двумя отделами – стулом и кишечной стенкой», – объясняет Штефан Отт, руководитель рабочей группы по изучению бактериальной метагеномики в Университетской клинике Шлезвиг-Гольштейн. Он считает пробы ткани более информативными, чем кал. Поскольку тот может «выглядеть абсолютно иначе на следующий день». Тем не менее иногда наука должна быть прагматичной. Анализы кала можно получить легко и дешево, биоптаты – нет. Взятие анализов кала – при условии соблюдения гигиены – абсолютно безопасно, биоптатов – нет. Мы проводим исследования с тем, что можно достать, и радуемся, если для того или иного эксперимента имеется достаточное количество добровольцев, которые жертвуют кусочком своей кишечной стенки ради науки.

Такое ограничение не делает работу ученых легче. Кишечник и без того является труднодоступной территорией. Большое число его жителей приспособилось к жизни в условиях отсутствия кислорода. Как только они вступят в контакт с воздухом, то умрут. Это означает, что каждую пробу вне зависимости от ее происхождения следует рассматривать строго в анаэробных условиях. С этой проблемой также борются различные симуляторы кишечника, которые в настоящий момент используются в научно-исследовательских целях. В них проводятся эксперименты по культивированию бактерий пищеварительного тракта, чтобы иметь возможность исследовать их в контролируемой системе – пока с весьма ограниченным успехом. Штефан Отт, например, использовал один из самых усовершенствованных искусственных кишечников, чтобы исследовать, какое влияние оказывают анти- и пробиотики на бактерии в искусственно выращенном кале. Реактор в рамках данного эксперимента был загружен анализами кала различных доноров и затем снабжен лекарственными веществами. Из этого можно сделать выводы, что «на сегодняшний день это наилучшее приближение», говорит Отт, но «ни одна система до сих пор не располагает комплексностью кишечника».

Ни одна из таких реакторных систем не располагает порядком, который царит в кишечнике и который также всецело оказывает изрядное влияние на то, что обнаруживается в результате экспериментов. Потому как вполне возможно, что организация кишечника и его микробных жизненных пространств является значительно более сложной, чем мы подозреваем. Может быть, существуют другие ниши и резервуары для бактерий, а также места встречи для микробов и клеток тела и кто знает что еще.

Для систем, которые занимаются чем-либо, представляющим интерес, и при этом не вполне известно, каким образом, а также не известно, какие организационные принципы в них скрываются, кто-то однажды изобрел понятие «черный ящик». Фактически кишечник является не коробкой, а скорее трубопроводом. Но он все-таки по-прежнему представляет собой классическое таинство. При этом в самом начале все было еще вполне прозрачным. Однако это тема для следующей главы.

Мы с детства усвоили, что бактерии – это наши враги, из рекламы, от дяди доктора, из медицинских передач по телевизору. В этой книге мы постарается скорректировать такую точку зрения, используя несколько аргументов.

Чтобы лучше понять, что на самом деле логично не считать бактерии врагами, возможно, поможет небольшой мысленный эксперимент. Можно попытаться представить себе, что же произошло за несколько миллиардов лет эволюции с нашими предками и предками наших бактерий.

Что было в начале? Были ли наши предки и предки наших бактерий врагами? Друзьями? Мирными соседями? Игнорировали друг друга? Или бактерии были нахлебниками, которые угощались за столом, не мешая, но и не принося пользу?

Разумеется, это гипотетический вопрос, но он стоит того, чтобы немного поразмышлять над ним.

Попробуем дать ответ: в начале предки – наши и наших бактерий – просто были.

Для того чтобы стать другом или врагом, партнером или конкурентом, наши предки и бактерии, в первую очередь, должны были встретиться. И в таком случае где-нибудь должны были совпасть еще и их жизненные интересы, поскольку те, у кого нет ничего общего (о чем можно было бы поспорить), остаются безразличными друг к другу. Таким образом, вполне вероятно, что отправной точкой всей этой взаимности была конкуренция. Ее также можно назвать враждой.

Предположим, ранний предок, который в качестве одного из первых имел чуть более близкие отношения с бактериями, был одним из тех сложенных из нескольких сотен клеток, прозрачных простейших животных, которые, по сути, состояли только из кишечника {31} . Небольшая машина для глотания и отрыгивания, которая между глотанием и снова изрыгиванием каким-то образом переваривала проглоченное.

Вполне вероятно, что наш кишечник-предок питался одноклеточными водорослями. Вместе с водорослями он также раз за разом проглатывал несколько бактерий. Возможно, они тоже переваривались или, может, снова изрыгивались в полной сохранности.

Но в какой-то момент времени в этом процессе, вероятно, принял участие вид бактерий, который чувствовал себя там особенно комфортно. Он каким-то образом закрепился, был хорошо защищен там от бактериофагов и питался тем же, чем питалась гастрея [6] .

То, что тогда началось, было типичной эволюционной гонкой. На протяжении многих поколений приживались те бактерии, которые могли использовать кишечное содержимое с пользой. Хорошо для бактерий, плохо для Госпожи Первичной Кишки. Потому что теперь он сам получал меньшую долю того, что поглотил. На протяжении многих поколений среди гастеров наилучшие шансы на выживание и размножение, следовательно, имели те, кто мог наилучшим образом контролировать бактерии. Однако лучше всего приспосабливались те, кто даже извлекал из бактерий пользу, например, благодаря тому, что бактерии утилизировали вещества, которые кишечник не мог переварить самостоятельно, и тем самым производили что-либо, что могла употреблять гастрея. Этим бактерии занимаются до сих пор, они изготавливают, например, из неперевариваемых растительных волокон короткоцепочные жирные кислоты, которые обеспечивают приблизительно десять процентов нашей потребности в энергии.