ЗАГАДКА. Одним из самых впечатляющих свидетельств эволюционного процесса, о котором упоминают практически все учебники по эволюции (в том числе и школьные) называют возникновение устойчивости бактерий к антибиотикам. Авторы указывают, что эта устойчивость возникла именно по дарвиновскому механизму: в результате естественного отбора случайных изменений (мутаций) в ДНК, которые и наделили организмы способностью противостоять губительному действию яда. Чем больше новых антибиотиков, тем больше новых мутаций сохранит отбор и, соответственно, тем больше будет устойчивых к антибиотикам бактерий.
Такое заключение кажется весьма разумными. Действительно, вполне логично предполагать, что появление яда послужило стимулом для возникновения, и главное, – закрепления – устойчивости к ним именно по механизму естественного отбора случайных отклонений от нормы.
Это может показаться шуткой, но природа и здесь изрядно поиздевалась над теорией Дарвина. Когда учёные начали изучать древние штаммы бактерий, выясняется, что все они обладают устойчивостью к антибиотика, в том числе и искусственно синтезированных человеком, спустя сотни, тысячи и даже миллионы лет. Причем устойчивость к антибиотикам древним бактериям обеспечивают… те же самые гены, которые сегодня ответственны за то же самое в ДНК современных бактерий.
В 1986 году, во льду были найдены трупы полярников, погибших от болезни во время экспедиции в 1845 году. Ко всеобщему удивлению бактерии, извлечённые из трупов, оказались устойчивы ко многим современным антибиотикам, – сообщает научный журнал «Medical Тribune» за 1988 г.
А вот совсем недавнее открытие. Бактерии кишечной флоры индейцев изолированного племени яномами (Южная Америка), которые никогда не сталкивались с антибиотиками, обладают целым набором специальных генов устойчивости к различным современным антибиотикам, в том числе, и к современным синтетическим антибиотикам (Clemente et al., 2015).
Устойчивость к современным антибиотикам продемонстрировали «размороженные бактерии» возрастом 30 000 лет (D’Costa et al., 2011).
Такую же устойчивость к современным антибиотикам показали бактерии, извлечённые из подземного резервуара, который, согласно имеющимся представлениям, стал полностью изолированным 4 000 000 лет назад. Некоторые штаммы этих бактерий оказались устойчивыми сразу к 14 различным коммерчески доступным антибиотикам. В том числе, к сравнительно новому даптомицину, полусинтетическим макролидным антибиотикам и т.п. (Bhullar et al., 2012).
Американский учёный, специалист в области молекулярной биологии и микробиологии, директор Центра адаптационной генетики и лекарственной устойчивости Университета Тафтса, профессор медицины Стюард Леви в своей статье «Проблемы антибиотикорезистентности», опубликованной в журнале Scientific American, отмечает: «Множество бактерий были наделены генами устойчивости ещё до начала использования антибиотиков. Ученые не знают причины появления и существования этих генов». («Many bacteria possessed resistance genes even before commercial antibiotics came into use. Scientists do not know exactly why these genes evolved and were maintained») Levy S.B. The challenge of antibiotic resistance. Scientific American. 1998 March. Vol. 278(3). Р. 46-53.
ВОПРОС. Как у бактерий появились гены устойчивости к современным синтетическим антибиотикам за миллионы лет до их появления в природе?