10 фактов о микромире, который живёт своей жизнью
Тардиграды в космосе, вирусов больше чем звёзд, ДНК в 500 расстояний до Солнца, митохондрии — бывшие бактерии. Десять фактов о том, что не видно глазом.
Всё, что вы видите вокруг, — это сотые доли процента материи Земли. Основная жизнь идёт на масштабе, невидимом человеческому глазу — от тардиград, выживающих в открытом космосе, до вирусов, которых больше, чем звёзд во Вселенной.
Ниже десять фактов о микромире, который живёт по своим правилам прямо под вашим носом.
1. Тихоходки выживают в открытом космосе
Крошечные существа тардиграды (0,5-1,5 мм) в 2007 году были отправлены в космос на 10 дней в открытом виде — без воздуха, при температуре ниже −270°C, под ультрафиолетом и космической радиацией. Часть особей вернулась живой, некоторые отложили жизнеспособные яйца. Секрет — состояние «криптобиоза»: обмен веществ падает почти до нуля, клетки заменяют воду на защитный сахар.
2. В одной клетке около 2 метров ДНК
Если растянуть двойную спираль ДНК из одной человеческой клетки в линию, получится около 2 метров. В теле около 37 триллионов клеток — общая длина ДНК одного человека около 74 миллиардов километров, то есть примерно 500 расстояний до Солнца. Всё это упаковано в клеточные ядра диаметром 0,006 мм — плотность упаковки почти невообразимая.
3. Вирусов на Земле больше, чем звёзд в наблюдаемой Вселенной
По оценкам микробиологов, на Земле около 10^31 вирусных частиц. Звёзд в наблюдаемой Вселенной — около 10^24. Разница — 10 миллионов раз. Причём большинство вирусов не патогенны для людей: основные жертвы — бактерии, которых вирусы держат под контролем и без которых экосистемы разрушились бы.
4. Треть массы вашего тела — это бактерии и их продукты
В теле человека около 37 триллионов собственных клеток и примерно столько же бактериальных (раньше считали, что бактерий в 10 раз больше — новые данные скромнее). Микробиом кишечника весит 1-2 кг и содержит бактерий больше, чем звёзд в Млечном Пути. Без него не работает ни пищеварение, ни иммунитет, ни даже настроение — состав микробиома влияет на выработку серотонина.
5. Митохондрии — бывшие бактерии, которых поймали 2 миллиарда лет назад
Митохондрии — «энергостанции» клетки — имеют собственную ДНК, кольцевую, как у бактерий. Эндосимбиотическая теория утверждает: около 2 млрд лет назад крупная клетка-предок проглотила аэробную бактерию, но не переварила, а стала жить с ней в симбиозе. Все ваши клетки — это химерные существа, включающие тех древних бактерий, встроившихся навсегда.
6. Бактерии обмениваются генами напрямую, без размножения
У бактерий есть горизонтальный перенос генов: одна бактерия передаёт кусок ДНК другой без деления и совокупления. Именно так распространяется устойчивость к антибиотикам — если одна бактерия научилась разрушать пенициллин, она передаст этот ген «в подарок» другой, и та тоже станет устойчивой. В человеческом эволюционном темпе такое было бы фантастикой.
7. У прионов нет генов, но они умеют размножаться
Прионы — неправильно свёрнутые белки, вызывающие болезнь Крейтцфельдта-Якоба и коровье бешенство. Они не содержат ни ДНК, ни РНК, но при контакте с нормальным белком заставляют его сложиться в такую же неправильную форму. Так распространяется искажение — как «структурная зараза». Это открытие Стэнли Прузинера в 1982-м потребовало переписать биологию: репликация без генетического материала.
8. Одна клетка бактерии E.coli делится каждые 20 минут
При оптимальных условиях кишечная палочка удваивается каждые 20 минут. За сутки одна клетка теоретически даст 2^72 потомков — это 4 секстиллиона, что весит около 4000 тонн. Причина, почему мы не завалены бактериями — ресурсы кончаются задолго до этого. Экспоненциальный рост в природе всегда быстро упирается в ограничения.
9. Иммунная система знает про молекулу, которой ещё нет
Ваш иммунитет умеет вырабатывать антитела почти к любой возможной молекуле — включая те, которые никогда не существовали и никогда не появятся. B-клетки случайным образом перекомбинируют участки ДНК, порождая миллиарды разных вариантов антител. Если найдётся молекула, к которой один вариант подойдёт — его клетка размножается. Это система готова к атаке того, чего ещё нет.
10. Вирус может встроить себя в ДНК на миллионы лет
Около 8% человеческого генома — это остатки древних вирусов, «застрявших» в ДНК наших предков и передающихся из поколения в поколение. Некоторые из этих встроенных вирусных генов активно используются организмом — например, ген синцитин, ответственный за образование плаценты, происходит из ретровируса, попавшего в геном млекопитающих 25-40 млн лет назад.
Хочется проверить свою интуицию в игровом формате — попробуйте мини-игру «Факт или вымысел?». А если понравилась подборка — здесь есть ещё тематические статьи.