Kitobni o'qish: «Разрушители. Грибки и грядущая пандемия»

BLIGHT

Fungi and the Coming Pandemic

EMILY MONOSSON

© ООО Издательство «Питер», 2024

© 2023 by Emily Monosson

© Перевод на русский язык ООО «Прогресс книга», 2024

© Издание на русском языке, оформление ООО «Прогресс книга», 2024

Предисловие

На страницах этой книги упоминаются грибы, растения и животные, для большинства из которых указаны латинские и общепринятые названия. Чаще всего я использовала общие наименования видов, но многие микробы имеют только латинские названия. Все они выделены курсивом.

Я долго сомневалась, в каких единицах измерения указывать вес или температуру: в тех, которые приняты в метрической системе (поскольку ее используют во всем мире, в том числе ученые), или в имперской, которой пользуются в Соединенных Штатах. В итоге было принято решение указывать единицы измерения в метрической системе. Когда я буду писать о температуре, я буду использовать градусы Цельсия.

Наконец, в книге упоминается множество различных государственных учреждений и некоммерческих организаций, чьи названия порой слишком длинны. В большинстве случаев они будут приведены целиком, а некоторые – в виде общеизвестных аббревиатур, например NASA.

Введение

В большой пещере на склоне горы в Вермонте, на полу, покрытом смесью глины и ила, покоится грибковая спора. Она находится здесь с ранней весны, когда летучие мыши, в основном малые бурые ночницы, начинают перебираться в другие места для ночлега, более подходящие для теплого времени года. Пещера служила им укрытием зимой – здесь они пережидали холода и берегли силы, что особенно важно в условиях нехватки пищи. Спора – микроскопическая капсула, слегка изогнутая, как семечко тмина или банана. Она будет лежать на полу пещеры и оставаться неповрежденной месяцами, пока летучие мыши не вернутся осенью. Вот и они: снова устраиваются на зимовку, а одна из них, молодая самка, родившаяся ранней весной, пьет воду из лужицы на полу. Она пролетела десятки миль от места, где родилась, и наконец оказалась в этой пещере. Ее крыло касается пола, где покоится спора, и это все, что той нужно, чтобы начать свой путь. Вскоре спора, которая перекочевала с грязного пола на перепончатое крыло летучей мыши, прорастает и начинает развиваться. Она распускает нитевидные гифы, которые тянутся в поисках пищи.

В коже летучей мыши есть кератин – все, что нужно этому грибку для питания. В пещере холодно, чуть выше нуля, но он предпочитает именно такую температуру. Грибок проникает в крылья малой бурой ночницы и будет питаться ею, пока не придет время размножаться – тогда он сбросит сотни спор и частичек гиф, которые окажутся на других летучих мышах, стенах пещеры и грязном полу. Молодая самка не переживет заражения, а со временем споры и частички грибка приведут к гибели и ее собратьев, с которыми она делила пещеру. Сотни, а затем и миллионы летучих мышей заразятся, и большинство – однако не все – погибнут.

Споры принадлежат грибку под названием Pseudogymnoascus destructans¹, который вызывает заболевание, известное как синдром белого носа. С момента своего появления в 2000-х годах оно успело убить миллионы летучих мышей. Возможно, эпидемия началась именно так, как я описала, – со споры, попавшей на пол пещеры.

Тем временем в гористой местности на западе страны прохладный весенний день. Влажный воздух наполняется спорами совсем другого грибка, называемого «ржавчинным». Некоторые из этих спор оказываются на вечнозеленых иголках белоствольной сосны. Дерево старое, десятилетия суровой погоды и ветров сделали его скрюченным, но не смогли сломить. Споры прорастают во влажном, туманном воздухе. Они развиваются, постепенно захватывая иголку за иголкой, ветку за веткой, пока зараженным не оказывается все дерево. Оно никогда не сталкивалось с этим видом грибка, и все его естественные защитные механизмы не могут с ним справиться. Грибок разрастается, иголки постепенно становятся коричневыми и отмирают, пока через несколько лет эта участь не постигнет все дерево, – подобный сценарий происходил миллионы раз с миллионами деревьев. Грибок, вызывающий инфекцию под названием «пузырчатая ржавчина сосны», появился на континенте более века назад и по-прежнему остается проблемой. Грибку, который убивает летучих мышей, всего два десятилетия, но он также распространяется по континенту. Ученые склоняются ко мнению, что этот процесс не остановить: если грибок появился и закрепился, он уже не «уйдет». И тот, что вызывает ржавчину на деревьях, и убийца летучих мышей. Опасность тотального вымирания грозит всем видам, подверженным воздействию грибков.

В совокупности инфекционные грибы и грибоподобные патогены являются самыми разрушительными из всех известных на планете возбудителей болезней. За последние сто лет возросло число новых грибковых заболеваний у разных видов, включая человека. Откуда берутся эти грибки? И можем ли мы сделать что-нибудь, чтобы предотвратить их появление?

* * *

«Ржавчина», плесень, гниль, грибки – мы живем в облаке микроскопических спор, которые в любой момент могут начать развиваться. Грибки повсюду. Мы выуживаем из глубины холодильника давно забытый стаканчик йогурта, открываем его, но находим внутри только толстый зеленый ворс плесени. Розовые и желтые грибки пушатся на стене пострадавшего от наводнения дома. Воздух, которым мы дышим, кишит грибковыми спорами, а под землей гифы проникают еще глубже в почву. По этим клеточным трубочкам текут вода, питательные вещества и другие химикаты. Грибки есть в океанских глубинах, радиоактивных руинах Чернобыля и за влажными полотенцами, развешанными для просушки на Международной космической станции, которая вращается вокруг нашей планеты. Если вы готовите хлеб на закваске, то знаете, что дрожжи, тоже являющиеся грибками, наводняют воздух, которым мы дышим, но почти не приносят вреда. Внутри каждой из крошечных черных точек грибка Rhizopus, который цветет на куске старого хлеба, находятся десятки тысяч спор – именно потому, что их так много, мы в конце концов можем их заметить. Грибок, называемый кукурузной головней, образует округлые галлы, похожие на переполненные сосуды, которые могут разнести по полю 25 миллиардов спор. По оценкам химиков², ежегодно в атмосферу попадает около 50 миллионов тонн спор, которые разносятся ветром от обитающих на земле грибков. И хотя этот вид размножения характерен для большинства из них, есть виды, которые используют другие способы. Например, дрожжи и их «родственники» размножаются почкованием, отделяя от себя дочерние клетки, хотя в неблагоприятных для этого условиях даже они могут перейти на споры.

Большинство грибков путешествуют с помощью спор. Некоторые из них перемещаются всего на доли дюйма, падая с одного листа на другой. Другие пересекают океаны, выживают при низких атмосферных температурах, в отсутствие влажности, под беспощадным солнечным светом, от которого не скрыться при высотных перелетах. Люди тоже переносят споры – на одежде, в волосах; мы вдыхаем и выдыхаем их тысячами. Споры, попавшие в грязь, могут скрываться в углублениях наших рабочих ботинок и кроссовок, а также в протекторах шин наших легковых и грузовых автомобилей. Мы разбрасываем споры, когда идем по туристической тропе, садимся в самолет, тем самым доставляя их из одного штата в другой или через океан. Они находятся на борту Международной космической станции, и некоторые могут отправиться с нашей помощью на Луну или даже на Марс. Одни выносливее других, а есть такие споры, которые должны быстро прорасти, иначе погибнут, поэтому длительные и трудные путешествия им не подходят. Другие выживают в таком путешествии, но погибают, попав к неподходящему хозяину, или ждут в спящем состоянии до тех пор, пока условия не станут приемлемыми для роста: а вдруг возможный хозяин пустит корни именно здесь, на этом пятнышке почвы? Как раз там, где уже десятилетие покоится спора. Отчасти именно поэтому наше соседство оказывается таким проблематичным – некоторые грибки, вызывающие заболевания, могут выживать в окружающей среде, даже не имея хозяина, в течение нескольких дней, месяцев или лет. В отличие от многих других патогенных микробов, споры грибков демонстрируют удивительную стойкость, причем каждая отдельная спора несет в себе инструкции для следующего поколения плесени, грибка, гнили и множества других собратьев. По некоторым оценкам³, существует не менее шести миллионов различных видов грибков, большинство из которых нам пока неизвестны (для сравнения: мы знаем около двух миллионов видов животных, большинство из которых – насекомые, и почти 400 тысяч видов наземных растений, и это не считая мхи, печеночники и тому подобное). Грибы являются одной из самых плодовитых и разнообразных форм жизни на планете.

Большинство видов грибов необходимы для выживания растений, животных и человека. Микробиом нашего кишечника и кожи населен не только бактериями, но и вирусами, простейшими, грибками – все они являются членами динамичного и разнообразного сообщества микробов, которые мы носим в себе и на себе. Под землей микоризные грибы – то есть те, которые поселяются на корнях растений, – соединяют и питают деревья и другие растения, а также помогают контролировать другие микробы, которые могут вызывать болезни. Спасительный пенициллин, открытый благодаря счастливой случайности и проницательному взгляду Александра Флеминга, производится тем же самым видом грибка, который мы можем увидеть на заплесневелом куске хлеба или кожуре испорченной дыни.

Многие грибки предстают перед нами в виде грибов – мясистых размножающихся тел с причудливыми названиями «Розовое диско», «Ангел-разрушитель», «Пальцы мертвеца». Сморчки, лисички, опята и другие грибы – желанные гости почти на любой кухне. Некоторые из них производят химические вещества, которые могут отправить нас в психоделическое путешествие или убить. Грибы принимают форму нитевидных гиф, которые прощупывают окружающее пространство, тянутся в разные стороны, связываются друг с другом и поднимаются вверх, пробиваясь сквозь кору, почву, а иногда даже асфальт. Эти и другие грибные плодовые структуры (поскольку не все грибы образуют мицелий) выделяют споры. Когда они разрастаются, их гифы проникают в землю и растут внутри и на корневищах деревьев и других растений, а также могут пробиваться через гниющие бревна. Грибы – одни из самых важных чистильщиков в мире: они превращают то, что когда-то жило, обратно в питательные вещества и почву. На самом деле они скорее близки к животным, хотя могут напоминать нам растения, но выделяются в отдельное таксономическое царство, так и называемое – грибы.

Животные, даже микроскопические, потребляют и переваривают пищу. Мы тоже это делаем – с помощью желудка. Грибы же сперва переваривают пищу и отправляют свои пищеварительные соки в окружающую среду. Ферменты разлагают растения, животных и другие микробы – именно таким образом превращаются в питательные вещества поваленная сильным ветром береза, стена в ванной, кусок сыра, человеческое тело. Грибки, питающиеся тем, что умерло, так называемые сапротрофы, превращают кожу и перья, кору и листья в молекулярные строительные блоки – аминокислоты, жирные кислоты и простые сахара, которые, в свою очередь, служат питательными веществами для грибов, растений и других живых существ. Затем грибы поглощают все необходимое из этой расщепленной материи. Если бы не они, мир был бы завален трупами и мы вряд ли смогли бы в нем жить. Многие грибы существуют если не в сотрудничестве, то в мире с другими живыми существами, но есть и исключения: некоторые питаются живой материей. Большинство грибов дают жизнь, а грибковые патогены ее забирают.

Возможно, вы читали о массовой гибели лягушек. А если живете на северо-востоке США, то наверняка заметили исчезновение летучих мышей или знакомы со смертельно опасными дрожжами, путешествующими по больницам и домам престарелых. Если вы любите кофе, какао или бананы, то, возможно, читали статью или две с тревожными заголовками, предупреждающими об их потенциальной гибели. Однако грибковые угрозы не являются проблемой конкретного вида, как можно предположить, листая новостную ленту. Они имеют гораздо больший масштаб, устойчивы, разнообразны и могут стать настоящей катастрофой. Потеря каждого вида или популяции влечет большие последствия. Лягушки и летучие мыши питаются мотыльками и другими насекомыми, поэтому их исчезновение дает возможность процветать гусеницам, поедающим урожай, и насекомым, которые служат переносчиками болезней. Орех и сосна поддерживают целые экосистемы, в которых обитают медведи, птицы, рыбы, растения и сообщества микробов, включая грибы, которые мы могли бы употребить в пищу. Что случится, если медведь или какая-нибудь птица внезапно лишится своего источника питания?

Я рассказываю эту историю, полную потерь, с точки зрения экологов, лесоводов, медиков, биологов, политиков и граждан, которые работают наперекор времени и пытаются спасти жизнь растений, животных и людей, какой мы ее знаем. Многие согласны с тем, что, если грибок, вызывающий заболевание, поселился в природе, он уже не «уйдет». Будет дремать без вреда для себя в отсутствие подходящего хозяина, но останется с нами надолго. И все согласны с тем, что лучшая возможность для любого вида пережить грибковую пандемию – быть генетически разнообразным. Некоторые пытаются предотвратить будущие грибковые пандемии, ужесточая политику в области торговли и путешествий или применяя новые технологии. Другие потратили десятилетия на выведение деревьев, устойчивых к болезням, хотя вряд ли доживут до тех времен, когда их работа станет видна. Ученые-растениеводы, генетики и хранители семян стремятся сохранить разнообразие сельскохозяйственных культур, чтобы наши потомки тоже знали, каковы на вкус бананы или пшеница. Их коллективные усилия дарят надежду на то, что так и будет, но общество должно подключиться к этой работе.

Профилактика – дело трудное, но осуществимое. Работать на предупреждение – значит с большим вниманием относиться к экспорту-импорту растений и животных, проводить экспресс-диагностику заболеваний и вовремя реагировать, если тест окажется положительным, и, что еще важнее, перемещаясь по миру, самим соблюдать меры профилактики. Также необходимо защищать биоразнообразие и стараться сокращать потери среды обитания. Там, где профилактика не помогла, следующим этапом выживания в условиях грибковой пандемии должна стать защита генетического разнообразия и потенциальных генов устойчивости в популяции деревьев, саламандр или продовольственных культур. Но гарантий генетического спасения не существует. Устраняя естественные барьеры между видами, мы получаем новые болезни, большинство из которых будут доброкачественными, некоторые вызовут небольшие проблемы, а другие способны вызывать катастрофические последствия.

Эпидемии и пандемии, о которых я пишу на этих страницах, начинались с того, что грибок перемещался из своей родной среды в совершенно новую, где ему попадался подходящий хозяин. В мире существует множество грибков, и хотя большинство из них безвредны, некоторые при определенных условиях могут причинить много бед. Наша задача на будущее – не допустить встречи потенциально опасных грибков с восприимчивыми хозяевами, в том числе и с нами.

Примечания к введению

1 Golan J.J., Pringle A. Long-Distance Dispersal of Fungi // Microbiology Spectrum, 2017. Р. 1–24.

2 Elbert W. et al. Contribution of Fungi to Primary Biogenic Aerosols in the Atmosphere: Active Discharge of Spores, Carbohydrates and Inorganic Ions by Ascoand Basidiomycota // Atmospheric Chemistry and Physics Discussions 6, 2006. № 6.Р. 11 317–11 355.

3 Трудно найти точную оценку количества видов животных, растений или микробов. Некоторые подсчеты основаны на «идентифицированных» и охарактеризованных видах, а другие, как в случае с грибами и бактериями, могут быть основаны как на охарактеризованных видах, так и на анализе ДНК. Одно из недавних исследований видов грибов показало, что их может быть до 12 миллионов. См. подробнее: Wu B. et al. Current Insights into Fungal Species Diversity and Perspective on Naming the Environmental DNA Sequences of Fungi // Mycology, 10. May 7, 2019. Р. 127–140. Данные о разнообразии жизни см. в статье: Ritchie H., Spooner F., Roser M. Biodiversity and Wildlife // Our World in Data. https://ourworldindata.org/biodiversity-and-wildlife#:~:text=We%20have%20identified%20and%20described,around%205%20to%2010%20million.

Часть I
Последствия

Глава 1
Прибытие

Четвертого ноября 2016 года в еженедельном отчете о заболеваемости и смертности Центра по контролю и профилактике заболеваний США (US Centers for Disease Control and Prevention, или CDC) появилось упоминание о, вероятно, новом виде инфекции. Хотя ранее о ней не было известно, она проявилась практически одновременно в разных точках мира. Новая инфекция плохо поддавалась диагностике и отличалась высокой смертностью: от 30 до 60 % инфицированных пациентов погибали. Однако даже при правильном диагнозе было трудно предсказать положительный исход для пациента – инфекция почти не поддавалась медикаментозному лечению. Помимо этого, она передавалась от одного пациента к другому, была устойчивой и быстро заражала больничное оборудование и помещения. Эта странная инфекция была вызвана Candida auris, грибком, который является видом дрожжей. Появление нового грибкового патогена¹ – явление необычное, но нередкое, особенно для постоянно растущей популяции пациентов с ослабленным иммунитетом, среди которых и те, кто принимает мощные стероидные препараты, и те, кто выжил после рака, перенес трансплантацию. Необычность C. auris заключалась в том, что у него появилась устойчивость к некоторым или ко всем противогрибковым препаратам в зависимости от штамма. Он распространялся от пациента к пациенту и между больницами, что больше свойственно бактериям и вирусам, чем грибкам. А еще казалось, будто он появлялся из ниоткуда и отовсюду одновременно.

Центр по контролю и профилактике заболеваний отвечает, в частности, за наблюдение и выявление заболеваний. Его первой миссией, начатой еще в 1940-х годах, была борьба с малярией, но с тех пор он превратился в ведущее агентство по отслеживанию и оповещению медицинского мира о новых загадочных инфекциях – от Эболы до менингита, гриппа, ВИЧ и COVID-19. Центр привлекает к сотрудничеству лучших врачей, ветеринаров, микробиологов и эпидемиологов, а также других ученых. В 2015 году, еще до того, как о C. auris заговорили как о серьезной проблеме, медицинская микологическая лаборатория, находящаяся в Пакистане, отправила несколько образцов в принадлежащую Центру по контролю и профилактике заболеваний референс-лабораторию по изучению грибков. В Пакистане произошла вспышка заболевания, и ученые искали подтверждение тому, что не ошиблись и обнаруженный ими грибок является Saccharomyces cerevisiae – дрожжами, которые известны как пивные. Они используются для приготовления пива, вина и хлеба, но при некоторых обстоятельствах могут заражать людей и вызывать у них болезни. Лаборатория обнаружила, что дрожжи были идентифицированы неправильно. Вместо S. cerevisiae из Пакистана прибыл C. auris, который впервые был обнаружен десятилетием раньше в Японии – при взятии мазка из уха пациента. Отсюда и название Candida auris – грибок уха.

Год спустя C. auris начал появляться в других местах по всему миру, включая несколько случаев, диагностированных постфактум в Соединенных Штатах. Именно в этот момент Центр по контролю и профилактике заболеваний выпустил свое первое предупреждение о появлении этого заболевания. Сразу после этого случаи стали диагностироваться по нарастающей, счет пошел на сотни только в США, а по всему миру – на тысячи. В апреле 2019 года газета New York Times опубликовала историю пациента², который был госпитализирован с C. auris в больницу Маунт-Синай в Бруклине (Нью-Йорк) и умер через три месяца. Палата, в которой он наблюдался, к этому времени уже была заселена грибком. Доктор Скотт Лорин, глава больницы, рассказал Times, что «заражено было все – стены, кровать, двери, шторы, телефоны, раковина, доска для письма, помпа. Матрас, перила кровати, отверстия в канистрах, оконные шторы, потолок – в палате абсолютно все имело следы грибка». Поскольку грибок не поддавался дезинфицирующим средствам³, используемым в то время, в больнице пришлось снять плитку с пола и потолка. Том Чиллер – руководитель отделения микотических болезней Центра по контролю и профилактике заболеваний, имеющий за плечами десятилетний опыт работы, сказал, что C. auris вызывает большую озабоченность, потому что никто не знает, как он появился и откуда взялся, тем более что он остается очень устойчивым к лечению⁴. Он назвал этот грибок «тварью из Черной лагуны»⁵.

Еще более тревожащими выглядят опасения ученых, которые предполагают, что дрожжи являются предвестниками других грибковых патогенов человека. За последнее столетие грибковые инфекции почти уничтожили некоторые другие виды, но нам до сих пор везло. Возможно, наше везение на исходе.

* * *

Мир кишит дрожжами⁶, которые живут на клопах, яблоках, синеполосатых ворчунах, каучуковых деревьях, цветах, в почве, мангровых зарослях, на множестве других живых организмов. Видов дрожжей тысячи, но большинство, включая Candida, не причиняет нам вреда, а некоторые даже являются частью микробиома нашего кишечника – сообщества бактерий, вирусов, дрожжей и других микроорганизмов, которое в нем живет. Большинство сообществ устроено так, что каждый их обитатель выполняет свою задачу, и микробиомы не являются исключением: одни микробы приносят пользу, делясь ресурсами или пространством со своими соседями; другие конкурируют, выбрасывая вредные химические вещества, чтобы помешать соседним микробам потреблять их пищу или селиться на их участке нашего кишечника или кожи. Некоторые микроорганизмы делают свое дело и не приносят ни пользы, ни вреда. Ученые только начинают разбираться в этих сложных взаимоотношениях и в том, как они влияют на нас. Большинство микробов, вызывающих заболевания, для микробиома человека являются чужаками: вирус гриппа, бактерия Borrelia burgdorferi, ответственная за болезнь Лайма, или Salmonella, провоцирующая пищевое отравление. Но иногда такой безобидный микроб, как Candida albicans, полноправный обитатель нашей кишечной флоры, который, как правило, мирно живет с нами большую часть нашей жизни, в определенных условиях может вызвать у нас заболевание или даже убить.

И C. albicans, и C. auris относятся к отделу подцарства высших грибов Ascomycota – разнообразной группе, в которую входят те самые «Пальцы мертвеца», сморчки, формой напоминающие мозг, и нежные алые эльфовы чаши. Внутри Ascomycota есть меньшая группа, называемая Saccharomycotina, или дрожжи, куда входит и Candida. Некоторые из них имеют близкое родство, а другие – отдаленное. Дрожжи Candida представляют собой необычное собрание живых организмов, которое принято описывать как «мусорную корзину, в которой находятся сотни видов, мало связанных друг с другом»⁷. Чтобы подчеркнуть разницу между этими «родственниками», один ученый сказал мне, что C. auris и C. albicans отличаются друг от друга так же, как люди от рыб. Если и есть что-то общее у разных видов дрожжей, так это их склонность существовать в виде одиночных клеток, подобно бактериям, но с небольшим количеством или отсутствием характерных признаков, из-за чего трудно отличить один вид от другого, пока не удастся собрать их в колонии на чашке Петри. Колони появляются, когда дрожжи размножаются миллионами. Чаще всего это происходит бесполым путем⁸: клетки отпочковываются от клонов, удваивая популяцию каждые сто минут или около того, – такой жизненный цикл больше свойствен бактериям, чем грибам. В редких случаях дрожжи ведут себя более типично для грибов: выращивают гифы или размножаются половым путем – для этого необходимы определенные условия. Способность к половому или бесполому размножению характерна для многих, если не для всех грибов, однако некоторые предпочитают только один вид, а другие могут их чередовать. Грибы фантастически разнообразны в вопросах размножения⁹: у каждого есть тысячи различных «типов спаривания». Когда дрожжи спариваются, их обычно круглые тела вытягиваются и становятся похожими на «шму» – это мультяшный персонаж середины XX века, который впервые появился в комиксе «Лил Эбнер». Сексуально восприимчивые «шму» притягиваются друг к другу с помощью химических запахов, называемых феромонами. Когда дрожжи культивируются в чашке Петри, невидимые клетки со временем собираются в скопления размером с булавочные уколы, которые после превращаются в округлые холмики или плоские диски, похожие на брызги краски. Колонии C. auris обычно имеют кремовый или белый цвет, но в некоторых средах приобретают оттенки розового или фиолетового.

Грибковая инфекция кожи, гениталий или горла может заставить нас спрятать пальцы на ногах и отправиться к врачу, но она редко бывает смертельной. Опасность возникает, когда грибок проникает в нашу кровь. Ежегодно около миллиарда пациентов¹⁰ борется с грибковыми инфекциями, и для 150 миллионов они представляют угрозу для жизни; 1,6 миллиона человек в мире умирают. Эта цифра сопоставима с количеством смертей от туберкулеза и почти в три раза превышает смертность от малярии. Инвазивные виды в зависимости от вида, штамма и других условий убивают от 30 до 100 % зараженных. В больницах частой причиной инфекций, передающихся через кровь, становится вид дрожжей Candida, причем в большинстве случаев виноват грибок C. albicans. Еще до появления C. auris системные дрожжевые инфекции были известны своей высокой смертоносностью, несмотря на лечение противогрибковыми препаратами, – от них умирает около 40 % больных¹¹.

Первые сообщения о росте числа инфекций Candida появились в 1950-х годах. Сюда можно отнести большой спектр заболеваний: от молочницы (вызванной дрожжами, растущими во рту и горле) до вагинальных инфекций или, что еще хуже, редких грибковых инфекций, поражающих основные внутренние органы, например сердце. Причиной такого роста стало широкое распространение антибиотиков. Некоторые специалисты даже называют дрожжевые инфекции «болезнью антибиотиков»¹². При всех их преимуществах, которых действительно немало, мощные препараты могут уничтожать не только бактериальную инфекцию, но и полезные бактерии. Например, антибиотики широкого спектра действия способствуют чрезмерному росту грибков, «убивая» такие кишечные бактерии, как Lactobacillis и Bifidobacterium, которые помогают держать Candida под контролем. Когда количество этих бактерий снижается, мы, по сути, собственноручно жмем на красную кнопку, и грибок, подобный C. albicans, взрывает все вокруг. Так что антибиотики могут сделать нас более уязвимыми для некогда безобидных грибков.

К счастью, врачи умеют очень эффективно лечить пациентов, которые длительно принимают антибиотики, противогрибковыми препаратами, чередуя лекарства, когда это возможно, чтобы избежать возникновения резистентности. При менее опасных для жизни инфекциях можно обойтись без антибиотиков, однако если приема этих препаратов не избежать, помогут живые культуры Lactobacillus acidophilus – еще один повод добавить в свой рацион йогурт. Или мы можем принимать капсулы с Saccharomyces boulardii – дрожжами, которые помогают поддерживать микробный баланс. Если мы сможем поддерживать наш микробиом в здоровом состоянии, то вероятность того, что он будет атакован враждебными микроорганизмами, снизится.

На протяжении большей части существования человечества наш микробиом помогал держать в узде потенциально инвазивные микробы – особенно те, которые уже поселились в организме. Большинство из этих микробов – бактерии, которые по численности и разнообразию превосходят грибы. На это есть веская причина: температура нашего тела. Многие бактерии процветают при 37 °C – нормальной температуре человека, – но для многих грибов, предпочитающих температуру от 12 до 30 °C, наше тело подобно Долине Смерти¹³. Нам, млекопитающим, становится просто слишком жарко, но это тепло, подобно здоровому микробиому, защищает нас от болезнетворного вторжения. Впрочем, в последнее время некоторые ученые стали опасаться, что наш так называемый температурный барьер начинает нас подводить.

* * *

Более десяти лет назад Артуро Касадевалл, микробиолог и иммунолог из Школы общественного здравоохранения Блумберга им. Джона Хопкинса, опубликовал работу, в которой высказал мнение, что относительная непереносимость повышенной температуры тела для грибков, возможно, способствовала появлению млекопитающих. Это явление он назвал «грибковым фильтром»¹⁴. «Существование млекопитающих абсурдно, – говорит он. – Нам приходится так много есть. Большинство людей едят четыре или пять раз в день, и количество пищи превышает то, которое потребляют большинство других животных на планете. Большая часть съеденной пищи уходит на поддержание температуры нашего тела»¹⁵. Мы – высокоэнергетические животные, и Касадевалл утверждает, что, казалось бы, для нас должен был быть выбран не самый благоприятный обмен веществ. Примерно 66 миллионов лет назад млекопитающие не были доминирующим видом, а почти 200 миллионов лет до этого Землей правили гигантские зауроподы, стегозавры и тероподы вроде Tyrannosaurus rex. Затем в планету врезался астероид, и удар привел к вымиранию почти 80 % всех видов животных: от динозавров до морских беспозвоночных.

Постастероидный период, по словам Касадевалла, «был связан с массовым процветанием грибов, о чем мы знаем благодаря ископаемым. Вероятно, выжившие животные могли подвергаться воздействию грибковых спор и потенциальных патогенов»¹⁶. Известняк, сланец и песчаник, образовавшиеся из многовековых отложений, хранят свидетельства не только о том, что когда-то было костями. Окаменелости, отпечатанные в этих слоях, – это воспоминания о червях, растениях, насекомых и микроскопических частичках жизни: от пыльцы растений до грибковых спор. Миллиардов и миллиардов спор. После катаклизма Земля, скорее всего, была завалена мертвыми и умирающими растениями и животными – пир для грибов. Гипотетически никакой второй эры рептилий и не могло быть, потому что более восприимчивые виды оказались заражены грибками, а выжить смогли только теплокровные. Возможно, именно поэтому бактерии и вирусы, которые, как правило, переносят человеческий «парник», обычно являются более серьезными патогенами по сравнению с грибками.

Касадевалл считает, что изменение климата ставит под сомнение одну из важных систем, защищающую нас от грибков. Более теплая окружающая среда может позволить некоторым из них выработать более высокую температурную устойчивость. Если грибок сможет преодолеть температурный барьер, то люди и другие млекопитающие могут стать носителями новых грибковых инфекций. Дрожжи, которые обычно растут в болотах или на яблонях, могут эволюционировать, чтобы жить в козах, летучих мышах или людях.

В 2010 году Касадевалл и Моника Гарсия-Солаче написали в соавторстве статью для научного журнала¹⁷. Они предположили, что более высокие температуры изменят и, вероятно, увеличат географический ареал грибков, вызывающих заболевания, а также приведут к отбору новых грибковых патогенов с более высокой устойчивостью к теплу тела. В 2019 году, менее чем через десять лет, Касадевалл и его коллеги предположили, что появление C. auris может быть первым примером нового грибкового патогена человека, вызванного изменениями климатических условий¹⁸. По его словам, проблема заключается в том, что по мере того, как мы будем вступать в век более высоких температур, некоторые грибки будут адаптироваться, прорываясь через грибковый фильтр. «Сейчас большинство грибков в окружающей среде просто не в состоянии пережить температуру наших тел, но, если некоторые из них адаптируются, мы можем стать открытыми для новых патогенов. Именно это я и утверждал в отношении C. auris»¹⁹.

Касадевалл предполагает, что гриб, который может расти при температуре до 36 °C в жаркие дни, со временем эволюционирует и сможет выживать при 37 °C, то есть в нашем диапазоне. Возможно, для естественного отбора хватит всего одного градуса. Известно, что грибы быстро адаптируются к температуре, а это значит, что каждый по-настоящему жаркий день, по словам Касадевалла, становится ходом в рисковой игре, в которой тебе либо везет, либо ты теряешь все. «Мы утверждаем, что тревожная сигнализация уже сработала, и это не ошибка, – говорит Касадевалл. – Другими словами, грибок, который вчера был готов к работе, заражал другие виды, возможно, насекомых или рептилий, но не был способен выдержать тепло человеческого тела, сегодня как-то приспособился. Теперь у нас огромная проблема. Стоит, однако, отметить, что этому могут быть и другие объяснения, – признает Касадевалл, – но в данный момент у нас их нет».

Когда в 2006 году C. auris впервые был обнаружен в ухе японского пациента, образец был отправлен в архив. Исследователи, занимавшиеся определением дрожжей, которые способны заразить человека, сделали это, чтобы в дальнейшем изучить новую инфекцию и определить, как на нее можно воздействовать²⁰. Однако в том же году грибок был обнаружен у группы пациентов уже в Южной Корее – все страдали хроническими ушными инфекциями. Затем в 2009 году стало известно, что C. auris проник в кровоток одного пожилого пациента и двух младенцев также в Южной Корее. Выжил только один. Стало очевидно, что «ушной» грибок смертельно опасен²¹. К 2016 году Центр по контролю и профилактике заболеваний рассматривал C. auris уже как серьезную угрозу, поэтому рекомендовал больницам и другим учреждениям долгосрочного ухода в США быть начеку. К тому времени штаммы, похоже, уже путешествовали от одного пациента к другому, из одного медицинского учреждения в другое. Согласно одной из гипотез, грибок смог заразить слуховой проход, поскольку в нем естественным образом прохладнее, чем в остальных частях тела. Он сделал первый шаг в более терпимую среду и оказался в «парнике», то есть в нашем теле.

* * *

В 2019 году Брендан Джексон, медицинский эпидемиолог из Центра по контролю и профилактике заболеваний, вместе с другими учеными агентства опубликовал работу под названием «О происхождении вида: что влияет на рост Candida auris?»²². Группа исследователей выявила четыре генетически различных вида C. auris, которые возникли «почти одновременно» в Восточной Азии, Южной Азии, Африке и Южной Америке. Большинство случаев заболевания в Соединенных Штатах, вероятно, происходило из южноазиатской популяции. Следующая работа, которую опубликовала другая группа, добавила к уже имеющейся еще одну популяцию – иранскую, поскольку заражение пошло от пациента из этой страны²³. Ученые предположили, что существуют четыре местонахождения опасных «залежей», или четыре отдельные группы, которые произошли от общего предка. Это значит, что, возможно, имеется большее число видов C. auris. Такое открытие можно сравнить с другим, не менее поразительным: в конце 2019 года появилось сразу несколько различных вариантов вируса SARS-CoV-2, вызывающего COVID-19, и они произошли не от одного штамма, который эволюционировал с течением долгого времени.

Когда только появились сообщения о C. auris как о новом грибке, способном вызвать заболевания у людей, Джексон отнесся к этой информации скептически. Он подумал, что, возможно, это псевдовспышка, неправильно диагностированный дрожжевой грибок, который существовал в течение многих лет, а потом был обнаружен благодаря усовершенствованию технологии выявления заболеваний. Но данные из более ранней публикации, в которой были рассмотрены более 10 тысяч образцов Candida, собранных в период с 1996 по 2009 год, ни в одном из которых C. auris не был обнаружен, быстро заставили Джексона отнестись к ситуации с большим вниманием²⁴.

Последующий анализ образцов, собранных в период с 2004 по 2015 год, выявил всего четыре случая и только один до 2013 года. Этот грибок еще более примечателен тем, что отдельные его «залежи» настолько разбросаны по карте мира, что мы можем гадать, откуда они взялись и почему именно сейчас активно вышли на поверхность. Чтобы понять, насколько странной является модель появления C. auris, подумайте о том, что в течение нескольких месяцев после появления SARS-CoV-2 его смогли отследить до одного региона в Китае и обнаружили, что в какой-то момент времени вирус мог перейти от летучих мышей, панголинов или других диких животных к людям²⁵. Вирус Эбола тоже возник в одном районе Центральной Африки, а затем распространился по другим регионам²⁶. Недавно появившееся грибковое заболевание Sporothrix brasiliensis, которое передается от кошек к людям (и от кошек к кошкам), было обнаружено в Бразилии, Аргентине, Парагвае и Панаме. Впервые болезнь была выявлена в Рио-де-Жанейро в 1998 году и стала диковинкой²⁷, однако затем благодаря кошкам распространилась по всей Америке. Нет ничего необычного в том, что болезнь возникает в одном месте и путешествует по миру (мутируя по мере распространения), но чтобы болезнетворный микроб одновременно появился в разных географических районах и имел разные генетические характеристики – это странно²⁸.

Новый захватчик, которым стал C. auris, в 2019 году получил неожиданного союзника в распространении, и им оказался вирус SARS-CoV-2. В то время как миллионы людей попали в больницы с диагнозом COVID-19, C. auris уже терпеливо «дремал» в палатах. Все, что ему требовалось для пробуждения, – чтобы число ослабленных пациентов стало больше, а система здравоохранения смотрела в сторону, занятая борьбой с другим опасным противником²⁹. В одной из больниц Флориды вспышка грибковой инфекции произошла во время вирусного всплеска 2020 года. Из пятнадцати выявленных случаев C. auris в двенадцати речь шла о пациентах с COVID-19. Было установлено, что вспышка произошла от одного источника, которым, возможно, стал недавно поступивший тяжелобольной пациент. Когда всплеск вирусных заболеваний спал, утихли и грибковые. По мере того как ситуация будет меняться и SARS-CoV-2 станет очередным эндемичным вирусом человека, C. auris ждет другая судьба: он не только останется угрозой, но и будет способен оказывать еще более разрушительное влияние, чем то, которое мы уже наблюдали.

* * *

C. auris представляет собой тройную угрозу: он плохо реагирует на лекарства, живуч и никуда не денется с этой планеты. Но будут и другие. К счастью, большинство из нас не настолько беззащитны, чтобы дать себя заразить. Если у нас и есть какая-то суперсила против патогенов, так это иммунная система. Каждый день мы подвергаемся воздействию тысяч различных микроскопических организмов, включая десятки грибков, в том числе и дрожжевых. Кожа – наша первая линия обороны: она является физическим барьером, укрепленным вторичной сетью бактерий, грибков и других микробов, соседствующих в нашем теле. Наши легкие похожи на сложное ветвистое дерево жизни, и всего одна клетка отделяет то, что находится внутри нашего тела, от того, что снаружи. Пожалуй, легкие являются самым уязвимым органом нашего организма. Они защищены постоянно работающим биологическим конвейером из слизи, которая перемещается по нижнему слою клеток, обильно покрытых ресничками – тонкими волосковидными структурами. Слизь действует как ворсистый валик, задерживая микроскопический мусор – в том числе споры, пыль и пыльцу, – а реснитчатые клетки перемещают всю эту грязь в сторону от легких. Когда мы чихаем или кашляем, то избавляемся от слизи, содержащей мусор. Некоторые заболевания, например муковисцидоз, не позволяют этой системе работать должным образом, в результате чего больные становятся более восприимчивыми к инфекциям из-за отсутствия этого физического барьера. Наш пищеварительный тракт также выстлан клетками, вырабатывающими слизь, которые помогают защитить нас от проникновения инфекции.

Иногда даже передовые системы дают сбой, и тогда в дело вступает клеточный иммунный ответ – макрофаги, Т-клетки и другие. Они притягиваются к захватчикам, поглощают или убивают их. Некоторые имеют целый арсенал химических защитных средств, который также идет в дело. В результате нас лихорадит, и мы испытываем весь букет сопутствующих реакций, которые заставляют нас чувствовать себя плохо, но это всего лишь побочный эффект борьбы, которую ведут наши защитники. Лихорадка спасает нас от захватчиков, которые не способны выдерживать высокую температуру. Эта неспецифическая реакция позволяет выиграть время для более мощной и целенаправленной защиты – адаптивного ответа, в котором ключевую роль играют Т-клетки. Они убивают инфицированные клетки, привлекают другие и помогают регулировать иммунный ответ. Еще один тип иммунных клеток – В-лимфоциты, которые вырабатывают специфические антитела, направленные против патогена. Именно эти клетки отвечают за иммунную память – способность противостоять тем же бактериям, вирусам или грибкам во второй или третий раз. Когда мы делаем прививку, то провоцируем эту реакцию, чтобы она была готова к любым будущим воздействиям. Эта система в той или иной форме защищала позвоночных – от лягушек до людей – на протяжении сотен миллионов лет. Она не идеальна, но настолько многогранна, что в условиях, когда одна стратегия может не сработать, другая вполне способна помочь.

«Если Т-клетки не уничтожат захватчика, это сделают нейтрофилы, – считает Стюарт Левитц. – Или макрофаги. Некоторые организмы заболевают только тогда, когда у них отказывают сразу несколько защитных систем»³⁰. Левитц – врач-инфекционист и миколог из Медицинской школы Массачусетского университета, занят изучением реакции иммунных клеток на грибки. Он любит показывать студентам-медикам мультфильм Гэри Ларсона, в котором пожарные растягивают сетку для женщины, выпрыгивающей из горящего здания. Она отскакивает и попадает через окно в другое горящее здание. «Подобным образом устроена и иммунная система у многих организмов: они выживают в одной ситуации, чтобы затем броситься в другую. Так что в этом отношении C. auris ничем не отличается от многих других грибковых патогенов, которым трудно проникнуть в организм со здоровой иммунной системой».

Раньше инвазивная грибковая инфекция была редким явлением. «Если таковой случай происходил, – вспоминает Левитц о своих первых днях в медицине, которые пришлись на 1980-е годы, – его выносили для обсуждения на конференции – вот насколько редкими были грибковые инфекции. Теперь же мы наблюдаем их постоянно»³¹. Причина в том, что мы живем в эпоху людей с ослабленным иммунитетом. Иммунная система увеличивающегося населения планеты в той или иной степени нарушена. Достижения в области трансплантации органов позволили бесчисленному количеству молодых и пожилых людей жить полноценной жизнью с пересаженными почками, легкими, сердцем и другими органами. Только в Соединенных Штатах ежегодно проводится около 40 тысяч операций по пересадке органов. И все эти пациенты принимают иммуноподавляющие препараты, чтобы снизить вероятность отторжения, а некоторые нуждаются в них до конца жизни. Люди, пережившие рак, в зависимости от его типа также могут жить с ослабленной иммунной системой, как и многие из нас, кто просто стареет или использует мощные стероидные препараты для борьбы с такими заболеваниями, как астма, хроническая обструктивная болезнь легких (chronic obstructive pulmonary disease, или COPD) и муковисцидоз. За фантастические достижения медицины приходится платить, и в некоторых случаях такой платой становится ослабление иммунной системы. Мы живем дольше и лучше, но становимся все более восприимчивыми к инвазивным грибкам³².

Левитц начал свою практику, когда вирус иммунодефицита человека, или ВИЧ, который вызывает СПИД, был на подъеме, но еще не достиг своего пика в США. Под ударом вируса находятся клетки CD4, или Т-клетки. Левитц так вспоминает о начале своей работы: «Мы наблюдали в больнице все эти случаи грибковой инфекции под названием Cryptococcus»³³. Обычно этот грибок редко поражает иммунокомпетентные организмы, но было похоже, что ВИЧ вступил в сговор с бактериями и грибками, которые обычно не могут жить на человеке. Подавляя нашу иммунную систему, он открыл ворота и впустил оппортунистов. Левитц продолжил изучать и лечить пациентов с Cryptococcus и другими инвазивными оппортунистическими грибковыми инфекциями.

Спустя четыре десятилетия для людей, которые получают лечение, ВИЧ уже не является смертным приговором, тем не менее число инфицированных по-прежнему поразительно огромно – во всем мире противовирусную терапию получают более 28 миллионов ВИЧ-инфицированных. Это составляет около 75 % всех людей с вирусом, то есть 9,7 миллиона человек не лечатся, к тому же каждый год диагностируется еще несколько миллионов заболевших³⁴. Также от криптококкового менингита ежегодно умирают сотни тысяч людей. Вирус СПИДа, а также рост числа людей с ослабленным иммунитетом и активное использование антибиотиков создали благодатную почву для оппортунистических инфекций. Единственным выходом в обстоятельствах, когда наши естественные защитные силы не справляются или не могут ответить, становятся противогрибковые препараты.

Работу противогрибковых препаратов можно сравнить с химической войной, которая ведется на микроскопическом поле. Хитрость заключается в том, чтобы уничтожить врага, оставив невредимыми мирных жителей, что может быть непросто, учитывая, что их бывает трудно отличить друг от друга. Несмотря на сходство между дрожжами и бактериями, грибы в большей степени близки к животным. Например, и наши клетки, и грибковые являются эукариотическими, при этом у нас генетический материал находится в ядре, и это то, что отличает клетки человека от других, допустим бактериальных. И наши, и грибковые клетки также имеют общую структуру и схожий состав, что, в свою очередь, затрудняет уничтожение грибковых клеток без вреда для наших собственных. Несмотря на это, антибиотики, такие как пенициллин, относительно безопасны, поскольку их действие направлено на компонент клеточной стенки бактерий, которого у нас нет. Мощный противогрибковый препарат амфотерицин B, появившийся на рынке в 1959 году, стал настоящим спасением. Он действует, создавая дыры в мембранах грибковых клеток и нарушая их нормальное функционирование. Одной из мишеней для противогрибковых препаратов, таких как амфотерицин, является химическое вещество эргостерол, которое необходимо грибкам для создания мембран, окружающих их клетки. В мембранах наших клеток эргостерола нет, зато есть холестерин. Эти две молекулы имеют во многом схожую химическую структуру, поэтому химическое вещество, воздействующее на одну из них, может случайно воздействовать и на другую, вызывая потенциально смертельные побочные эффекты, такие как почечная недостаточность. Левитц говорит, что врачи назвали этот процесс «амфоужасным»³⁵, то есть катастрофическим для обеих сторон. Сейчас доступны менее токсичные составы, а также другие, не настолько токсичные классы противогрибковых препаратов. Однако их не так много.

Препараты принято классифицировать по способу уничтожения или по тому, на какую часть клетки или клеточного механизма направлено их действие. Существуют три основных класса противогрибковых препаратов, используемых для лечения системных инфекций: полиены (к которым относятся амфотерицин и нистатин), азолы и эхинокандины. Для сравнения: существует более десятка классов антибиотиков, направленных против бактерий. Амфотерицин действует на сам эргостерол. Азолы – на фермент, с помощью которого грибки его производят (к слову, в нашем организме есть похожий фермент, на который некоторые азольные препараты также могут воздействовать). Эхинокандины не позволяют грибкам производить еще одно важное химическое вещество, задействуемое для построения клеточной стенки грибов, – 1,3-β-d-глюкан³⁶. Наши клетки не используют эту молекулу, что позволяет снизить риск побочных эффектов.

Антибиотики и противогрибковые препараты – это мощные лекарственные средства. Однако и те и другие теряют свою эффективность, когда их мишени – бактерии и грибки – развивают устойчивость к воздействию. Болезнетворные бактерии, захватывая наш организм, начинают размножаться, и чаще всего в результате этого мы заболеваем. Каждый раз, когда клетка воспроизводится (это относится и к нашим собственным клеткам), ДНК реплицируется, а затем делится на новые дочерние клетки. Это происходит независимо от того, создают ли клетки клонов или размножаются половым путем. При воспроизведении ДНК неизбежны ошибки, или мутации, одни из которых не оказывают большого влияния на жизнь клетки, некоторые способны к самопочинке, а других хватает, чтобы клетку убить. Есть и полезные мутации, например изменение существующего фермента, которое позволяет клетке детоксицировать и выживать под воздействием смертельных химических веществ, включая антибиотики и противогрибковые препараты (для микробов-мишеней это смертельные химикаты). К полезным также можно отнести мутацию, которая позволяет клетке выкачивать вредные химические вещества, и изменение белка, который приобретает способность скрывать ключевую молекулу, на которую направлено действие лекарства.

Новые мутации – это лишь один из способов, с помощью которого микробы развивают устойчивость к лекарствам, которыми мы пользуемся. Микроб также может получить устойчивость от других микробов, например, бактерии известны тем, что способны делиться генами устойчивости. Ученые обнаружили, что в некоторых случаях гены, придающие устойчивость к некоторым из современных лекарств (особенно к тем, что получены из природной среды, включая многие из наших антибиотиков), существовали тысячелетиями – они развились в бактериях задолго до того, как мы начали задавливать их антибиотиками³⁷. Но для выживания не всегда нужны гены устойчивости. Некоторые микробы и грибки, включая C. auris, могут сохранять свою работоспособность под воздействием лекарств и других неблагоприятных факторов окружающей среды, потому что образуют биопленки – микробные коллективы, в которых бактериальные или грибковые клетки, находящиеся снаружи, жертвуют собой, чтобы защитить клетки внутри³⁸. К таким биопленкам можно отнести зубной налет во рту или тину, которая покрывает поверхность пруда. Биопленки являются отличительной чертой резистентности, поскольку через них трудно проникнуть лекарствам и другим химическим веществам, например дезинфицирующим средствам.

Грибки, устойчивые более чем к одному классу лекарств, называются мультирезистентными, ко всем препаратам – панрезистентными. По сути, такие виды вызывают неизлечимую инфекцию. Летом 2021 года Центр контроля и профилактики заболеваний сообщил о двух отдельных вспышках панрезистентного C. auris, который противостоял трем основным классам противогрибковых препаратов³⁹. Самое странное в способности дрожжей оказывать такое сопротивление – никто не может объяснить, как он смог приобрести удивительную лекарственную устойчивость. C. auris – новый человеческий патоген, и он не подвергался десятилетиями воздействию антимикробных препаратов, как другие грибки и бактерии. Даже патогены, устойчивые к одному препарату, могут стать проблемой.

Около 90 % изолятов C. auris (выращенных и протестированных дрожжей) в Соединенных Штатах устойчивы к флуконазолу, популярному противогрибковому препарату. Это проблема, потому что иногда пациентов лечат флуконазолом, чтобы препятствовать появлению инфекций Candida во рту, мочевыводящих путях, кишечнике, влагалище или в других местах, «а это может привести к размножению C. auris», – говорит Левитц. Таким образом, в некоторых случаях использование препарата непреднамеренно прокладывает путь к колонизации грибка, а значит, и развитию инфекции. «В мире микробов все конкурируют со всеми, – напоминает он. – В некоторых случаях главным конкурентом может быть потенциально смертоносная инфекция»⁴⁰.

* * *

Любой новый патоген, такой как C. auris, имеет в запасе несколько способов, которые помогают ему покинуть привычное место обитания и перейти в нового хозяина⁴¹. Один из них – приобретение новых свойств. Представьте себе грибок, который ежечасно борется за выживание на протяжении длительного времени и многих поколений. Ничего удивительного в том, что в результате он может выработать защитное покрытие – небольшое, но которого хватит, чтобы оберегать его или даже маскировать от других микробов или клеток. Затем он приобретает некоторые ферменты, которые позволяют ему противостоять химическим веществам – они могут исходить от других микробов или входить в состав сельскохозяйственных пестицидов с противогрибковым действием. Если грибок сможет преодолеть эти химикаты, то окажется способен преодолеть те же или подобные химикаты, используемые в качестве противогрибковых препаратов для лечения инфекции. Возможно, он также эволюционирует, чтобы переносить более высокие температуры. Итак, у нас есть дрожжевой грибок, который когда-то нашел свой дом на яблоне или в болоте, но теперь может вполне счастливо жить в нашем теле, обходить нашу иммунную систему и обезвреживать наши лекарства. Затем некоторые из нас переносят его из одной страны в другую, затем в третью, и в конце концов он находит хозяина в больничной палате – туда перевели пациента, которому недавно пересадили органы, или пожилого человека с ослабленной иммунной системой.

Смертельно опасные дрожжи – не единственная грибковая инфекция, число которых растет. Летом 2018 года студенты, возвращавшиеся из служебной поездки в Тихуану (Мексика), прибыли в Нью-Йорк со странной пневмонией⁴². Врачи лечили их антибиотиками, но безрезультатно, тогда им пришлось обратиться в Центр по контролю и профилактике заболеваний. Эпидемиологи обнаружили, что другие добровольцы, участвовавшие в подобных поездках по Центральной и Северной Америке, также заболели. В итоге у всех была диагностирована и вылечена инфекция Coccidioides, или долинная лихорадка.

До заражения студенты были здоровы и имели хорошую иммунную систему⁴³. В отличие от грибков, которые предпочитают хозяев с ослабленной иммунной системой, Coccidioides не имеет таких ограничений. Этот грибок обитает на большей части юго-запада США и в некоторых районах Мексики и Центральной Америки, где климат теплый и сухой. Для правильной диагностики очень важно знать, где именно пациент заразился, особенно в случае, когда мы имеем дело с микробами, которые могут быть распространены в одних регионах и отсутствовать в других. Если грибок эндемичен для конкретного региона страны, в другом врачи не всегда смогут быстро разобраться в том, что стало источником заболевания, тем более что конкретные грибковые инфекции вообще встречаются редко, – это и произошло в Нью-Йорке. В 2019 году было зарегистрировано 20 003 случая заболевания долинной лихорадкой, в основном у жителей Калифорнии и Аризоны. В среднем от нее умирают 200 американцев в год. Ученые полагают, что с изменением климата грибок будет двигаться все дальше по территории США. Согласно одной из моделей распространения, к концу XXI века грибок поразит большую часть Запада вплоть до Монтаны⁴⁴.

В 1999 году было обнаружено, что грибок под названием Cryptococcus gattii заражает людей и животных, живущих на острове Ванкувер в Британской Колумбии или посещающих его. Морские свиньи, дельфины и другие морские млекопитающие погибли от грибка, который обычно живет в почве и на некоторых местных деревьях. Когда его споры попадают в воздух или оседают в прибрежных водах, то могут при вдохе заражать легкие, мозг и мышцы. Уровень летальности высок. До 1999 года Cryptococcus был проблемой только тропических и субтропических регионов, поэтому его появление на Тихоокеанском Северо-Западе вызвало большой интерес⁴⁵. Артуро Касадевалл и его коллеги предположили, что грибок, вероятно, был завезен на каком-нибудь корабле в начале XX века, возможно, в балластных водах, которые перевозятся на судах для повышения устойчивости и сбрасываются, когда лишний вес больше не нужен⁴⁶. Затем в 1964 году цунами, затопившее прибрежные леса, вероятно, вынесло грибок на берег. После того как грибок заселил регион, усилия людей по расчистке земель и вырубке лесов могли способствовать его распространению в воздухе, где споры, попавшие в поверхностные воды, заразили морских млекопитающих⁴⁷.

В 2021 году в Индии, во время волны пандемии COVID-19, тысячи людей погибли от грибковой инфекции под названием мукормикоз, вызываемой группой родственных грибковых плесеней. В больницах, где раньше регистрировалось всего несколько случаев заболевания в год, внезапно стали их выявлять один за другим, пока счет не пошел на сотни⁴⁸. Специалисты знали, что грибки, вызывающие мукормикоз, заражают людей, особенно тех, кто страдает диабетом или имеет ослабленный иммунитет, но цифры никогда не были настолько высоки, как во время вирусной пандемии, – до нее грибок убивал 50 % инфицированных, а во время нее смертность возросла до 85 %. Глаза, нос, кожа, кости, легкие и другие области могут быть заражены, и инфекция способна быстро привести к смерти. При лечении используются противогрибковые препараты в сочетании с решительным хирургическим вмешательством по удалению грибка и поврежденных тканей, в результате чего многие выжившие остаются обезображенными⁴⁹. Как и в случае с C. auris, пандемия дала возможность грибку попасть к уязвимым пациентам⁵⁰. Грибки, вызывающие заболевание, обычно содержатся в почве, компосте, навозе животных и других источниках окружающей среды и распространены повсеместно. Хотя большинство случаев заболевания приходится на Индию, случаи заражения мукормикозом были зарегистрированы по всему миру, в том числе и в США. Хотя трагедией является каждая смертельная и обезображивающая грибковая инфекция, человечество еще не пережило полноценной грибковой пандемии. Чего нельзя сказать о других видах животных.

Примечания к главе 1

1 Centers for Disease Control and Prevention, Fungal Diseases: Burden of Fungal Diseases in the United States. https://www.cdc.gov/fungal/data-research/facts-stats/?CDC_AAref_Val=https://www.cdc.gov/fungal/cdc-and-fungal/burden.html.

2 Richtel M., Jacobs A. A Mysterious Infection, Spanning the Globe in a Climate of Secrecy // New York Times. April 6, 2019.

3 Теперь благодаря усиленной уборке и правильным дезинфицирующим средствам медицинские учреждения могут справиться с грибком, не разрушая помещение. Брендан Джексон, личное общение, 10 ноября 2021 года.

4 Том Чиллер, интервью автора, январь 2020 года. Актуальная цитата: “Having a fungus like C. auris emerge on the scene when we still can’t explain how or where it came from and it being so resistant to antifungals is a big concern”.

5 Richtel, Jacobs. A Mysterious Infection.

6 Jackson B.R. et al. On the Origins of a Species: What Might Explain the Rise of Candida auris? // Journal of Fungi 5. September 1, 2019. №. 3.

7 Брендан Джексон, интервью автора, 21 ноября 2019 года.

8 Larkin E. et al. The Emerging Pathogen Candida auris: Growth Phenotype, Virulence Factors, Activity of Antifungals and Effect of SCY-078, a Novel Glucan Synthesis Inhibitor, on Growth Morphology and Biofilm Formation // Antimicrobial Agents and Chemotherapy 61. May 1, 2017. № 5.

9 Lee S.C. et al. The Evolution of Sex: A Perspective from the Fungal Kingdom // Microbiology and Molecular Biology Reviews 74. June, 2010. № 2.Р. 298–340.

10 Bongomin F. et al. Global and Multi-national Prevalence of Fungal Diseases-Estimate Precision // Journal of Fungi 3. December 1, 2017. № 4.

11 Seneviratne C.J., Rosa E.A. R. Antifungal Drug Discovery: New Theories and New Therapies // Frontiers in Microbiology 7. May 23, 2016. Р. 728; Kullberg B.J., Arendrup M.C. Invasive Candidiasis // New England Journal of Medicine 373. October, 2015. № 15. Р. 1445–1456.

12 Homei A., Worboys M. Fungal Disease in Britain and the United States 1850–2000 (“Introduction” and “Chapter 3: Candida – a Disease of Antibiotics”). – Basingstoke, UK: Palgrave Macmillan, 2013.

13 Robert V.A., Casadevall A. Vertebrate Endothermy Restricts Most Fungi as Potential Pathogens // Journal of Infectious Diseases 200. November, 2009. № 10. Р. 1623–1626; Garcia-Solache M.A., Casadevall A. Global Warming Will Bring New Fungal Diseases for Mammals // MBio 1. 2010. № 1.

14 Casadevall A. Fungi and the Rise of Mammals // PLoS Pathogens 8. August 16, 2012. № 8.

15 Артуро Касадевалл, интервью автора, 13 ноября 2019 года.

16 Там же.

17 Garcia-Solache, Casadevall. Global Warming.

18 Casadevall A., Kontoyiannis D.P., Robert V. On the Emergence of Candida auris: Climate Change, Azoles, Swamps and Birds // MBio 10. August 27, 2019. № 4.

19 Артуро Касадевалл, интервью автора.

20 Forsberg K. et al. Candida auris: The Recent Emergence of a Multidrug-Resistant Fungal Pathogen // Medical Mycology 57. January 1, 2019. № 1.Р. 1–12.

21 Lee W.G. et al. First Three Reported Cases of Nosocomial Fungemia Caused by Candida auris // Journal of Clinical Microbiology 49. September 2011. № 9.Р. 3139–3142.

22 Jackson et al. On the Origins.

23 Chow N.A. et al. Potential Fifth Clade of Candida auris, Iran, 2018 // Emerging Infectious Diseases 25. 2019. № 9.Р. 1780–1781.

24 Брендон Джексон, интервью; Lockhart S.R. et al. Simultaneous Emergence of Multidrug-Resistant Candida auris on 3 Continents Confirmed by Whole-Genome Sequencing and Epidemiological Analyses // Clinical Infectious Diseases 64. 2017. № 2.Р. 134–140; Pfaller M.A. et al. Twenty Years of the SENTRY Antifungal Surveillance Program: Results for Candida Species from 1997–2016 // Open Forum Infectious Diseases 6, supplement 1. March 15, 2019. S. 79–94.

25 Об этом и гипотезе о том, что вирус был выпущен в результате утечки в лаборатории, написано немало. Horton R. Offline: The Origin Story – Towards a Final Resolution? // Lancet 399. January 1, 2022. № 10 319; Holmes E.C. et al. The Origins of SARS-CoV-2: A Critical Review // Cell 184. 2021. № 19. Р. 4848–4856. В 2022 году происхождение вируса было более определенно связано с оптовым продовольственным рынком Хуанань в Ухане, Китай. Worobey M. et al. The Huanan Seafood Wholesale Market in Wuhan Was the Early Epicenter of the COVID-19 Pandemic // Science. July 26, 2022. https://doi.org/10.1126/science.abp8715.

26 Замечательное исследование его эволюции и распространения см. в статье: Kiefer P. Genetic Tracking Helped Us Fight Ebola: Why Can’t It Halt COVID-19? // FiveThirtyEight, ABC News. April 15, 2020. https://fivethirtyeight.com/features/genetic-tracking-helped-us-fight-ebola-why-cant-it-halt-covid-19/.

27 Rossow J.A. et al. A One Health Approach to Combatting Sporothrix brasiliensis: Narrative Review of an Emerging Zoonotic Fungal Pathogen in South America // Journal of Fungi 6. 2020. № 4.Р. 1–27.

28 Что ученым известно о грибке C. auris, так это то, что он путешествовал не один. Как и Sporothrix, он, скорее всего, путешествовал по миру, цепляясь за хозяина-человека. Chow N.A. et al. Tracing the Evolutionary History and Global Expansion of Candida auris Using Population Genomic Analyses // MBio 11. February 16, 2022. № 2.

29 Hanson B.M. et al. Candida auris Invasive Infections during a COVID-19 Case Surge // Antimicrobial Agents and Chemotherapy 65. September 17, 2021. № 10.

3 °Cтюарт Левитц, интервью автору, 5 декабря 2019 года.

31 Там же.

32 Casadevall A. Fungal Diseases in the 21st Century: The Near and Far Horizons // Pathogens and Immunity 3. September 25, 2018. № 2.Р. 183.

33 Стюарт Левитц, интервью автору.

34 UNAIDS. Ending AIDS: Progress towards the 90-90-90 Targets. July 20, 2017. https://www.unaids.org/en/resources/documents/2017/20170720_Global_AIDS_update_2017; UNAIDS. UN AIDS Fact Sheet. https://www.unaids.org/en/resources/fact-sheet. О количестве криптококков см.: Rajasingham R. et al. Global Burden of Disease of HIV-Associated Cryptococcal Meningitis: An Updated Analysis // Lancet: Infectious Diseases 17. August 2017. № 8.Р. 873–881.

35 Стюарт Левитц, интервью автору.

36 Thompson G.R., Gintjee T.J., Donnelley M.A. Aspiring Antifungals: Review of Current Antifungal Pipeline Developments // Journal of Fungi 6. February 25, 2020. № 1.Р. 1–11.

37 Bhullar K. et al. Antibiotic Resistance Is Prevalent in an Isolated Cave Microbiome // PLoS One 7. 2012. № 4.

38 Horton M.V., Nett J.E. Candida auris Infection and Biofilm Formation: Going beyond the Surface // Current Clinical Microbiology Reports 7. 2020. Р. 51–56; Larkin et al. Emerging Pathogen Candida auris.

39 Lyman M. et al. Transmission of Pan-Resistant and Echinocandin-Resistant Candida auris in Health Care Facilities – Texas and the District of Colombia, January – April 2021 // Morbidity and Mortality Weekly Report 70. 2021. Р. 1022–23.

4 °Cтюарт Левитц, интервью автору.

41 В исследовании 2022 года C. auris был обнаружен в яблоках, выставленных на продажу в Индии. В свежесобранных яблоках не было обнаружено C. auris, и пока нет никаких доказательств связи между яблоками для продажи и вспышкой заболевания C. auris. Yadav A. et al. Candida auris on Apples: Diversity and Clinical Significance // MBio 13. March 31, 2022. № 2.C. auris также был выделен из тропической прибрежной среды: Arora P. et al. Environmental Isolation of Candida auris from the Coastal Wetlands of Andaman Islands, India // MBio 12. March 1, 2021. № 2.

42 Toda M. et al. Notes from the Field: Multistate Coccidioidomycosis Outbreak in U.S. Residents Returning from Community Service Trips to Baja California, Mexico – July – August 2018 // Morbidity and Mortality Weekly Report 68. April 12, 2019. № 14. Р. 332–333.

43 Мисуру Тода, личное общение с автором, 15 ноября 2021 года.

44 Gorris M.E. et al. Expansion of Coccidioidomycosis Endemic Regions in the United States in Response to Climate Change // GeoHealth 3. October 2019. № 10. Р. 308–327. См. GIF-анимацию: Climate Change to Accelerate Spread of Sometimes-Fatal Fungal Infection. https://news.agu.org/press-release/climate-change-expected-to-accelerate-spread-of-sometimes-fatal-fungal-infection/.

45 Centers for Disease Control and Prevention. Emergence of Cryptococcus gattii – Pacific Northwest, 2004–2010. https://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm5928a1.htm.

46 Engelthaler D.M., Casadevall A. On the Emergence of Cryptococcus gattii in the Pacific Northwest: Ballast Tanks, Tsunamis and Black Swans // MBio 10. October 1, 2019.

47 Teman S.J. et al. Epizootiology of a Cryptococcus gattii Outbreak in Porpoises and Dolphins from the Salish Sea // Diseases of Aquatic Organisms 146. 2021. Р. 129–143.

48 American Society for Microbiology. COVID-19-Associated Mucormycosis: Triple Threat of the Pandemic. https://asm.org/Articles/2021/July/COVID-19-Associated-Mucormycosis-Triple-Threat-of.

49 Cox G.M. Mucormycosis (Zygomycosis). UpToDate. https://www.uptodate.com/contents/mucormycosis-zygomycosis.

50 Mathew J. et al. COVID-19 – Associated Mucormycosis: Evidence-Based Critical Review of an Emerging Infection Burden during the Pandemic’s Second Wave in India // PLoS Neglected Tropical Diseases 15. November 18, 2021. № 11.

Глава 2
Вымирание

Карен Липс изучает земноводных в Коста-Рике и Панаме, а также по всей Америке. Она наиболее известна благодаря своим работам, посвященным лягушкам, в том числе потому, что случайно обнаружила и задокументировала их постепенное исчезновение.

Поступая в аспирантуру в конце 1980-х годов, Липс представляла себе приключения и далекие края. Она фантазировала, как будет изучать ящериц в Австралии или лягушек в Центральной Америке. В это же время ее научный руководитель Джей Сэвидж, который был широко известен в мире герпетологии, писал книгу, посвященную экологии и эволюции фауны Коста-Рики. Впоследствии она была издана под названием «Амфибии и рептилии Коста-Рики». В первое же лето, которое Липс провела в этой стране, она обнаружила клочок земли, на котором обитала необычная лягушка размером с большой палец. Это была «флуоресцентно-зеленая лягушка, колючая и совершенно невероятная, – вспоминает исследовательница. – Почти неотличимая от мха на деревьях». Однако ниже по склону горы этот же вид выглядел по-другому: был коричневым и гладким. Иначе звучали и их песни. Научное название лягушки было Hyla lancasteri, но Липс довольно быстро поняла, что отличия вида, обитавшего в низинах, от того, который населял горы, могут стать основой для экспериментов, достойных докторской степени¹. Она взялась за эту работу и впоследствии переименовала открытый ею вид в Isthmohyla calypsa.

В Коста-Рике Липс жила в суровых горах Таламанки, в хижине, принадлежащей одной местной семье. В нижней части долины, у реки, семья расчистила землю под пастбища, но на возвышенностях и вокруг фермы рос старый, нетронутый и полный невероятных видов облачный лес. От хижины до фермы было 45 минут ходьбы, оттуда до города – час езды по горной дороге, причем на машине с полным приводом и цепями на колесах. Здесь не было ни водопровода, ни телефона, ни электричества, но полный мхов пышный, влажный облачный лес представлял собой рай для герпетолога. Липс начала работу над докторской диссертацией весной 1991 года и оставалась на месте в течение следующих двух лет. Дни она проводила, гуляя по мшистым камням, в изобилии разбросанным по ручьям. Измеряла головастиков, отыскивала яичные массы на листьях растений. В темное время суток искала те виды лягушек и других существ, которые ведут ночной образ жизни.

В декабре 1992 года Липс отправилась домой на рождественские каникулы, а когда она вернулась в новом году, то обнаружила, что лягушек стало меньше. К следующему году они совсем исчезли, что не коснулось других видов животных и растений – все осталось по-прежнему. Место поисков находилось в биосферном заповеднике Ла-Амистад – на охраняемой территории, где не вырубали деревья и не прокладывали дороги, и отсутствие лягушек стало единственным изменением. Те немногие лягушки, которых Липс обнаружила, были уже мертвыми или медленно умирали. По ее словам, это редкое явление, потому что обычно птицы и змеи быстро расправляются со слабыми или только что умершими особями. Для сравнения она отправила семь из найденных лягушек вместе с несколькими здоровыми патологоанатому, который заметил что-то странное в их коже, но не понял, что именно, и не смог определить причину смерти. В отсутствие какой-либо очевидной причины Липс задавалась вопросом, не связано ли сокращение численности лягушек на участке с ее исследовательскими действиями. А может, во всем виноваты токсичные химикаты, изменение режима осадков или какая-нибудь болезнь – бактериальная или вирусная эпидемия? Вопросов было много, в отличие от ответов². Защитив диссертацию, но лишившись самого объекта исследований, Липс переехала из Коста-Рики в западную Панаму, где продолжила свою работу.

В конце 1980-х годов ученые заметили и обеспокоились исчезновением популяций лягушек в США, Австралии, Коста-Рике и Мексике³. Леса и тропические деревни, когда-то наполненные лягушачьим пением, затихли. Выдвигались самые разные теории: изменение климата, потеря среды обитания, засуха, ультрафиолетовое излучение, пестициды и вирусы. Некоторые потери были настолько масштабными и внезапными, что это вызывало споры: а действительно ли это «потери» или же люди стали свидетелями экологии в действии, в которой взлеты и падения природных популяций являются естественными процессами⁴? Еще до того, как Липс начала работать в облачном лесу, полностью исчезла популяция оранжевых жаб, которые когда-то в изобилии населяли север заповедника Монтеверде в Коста-Рике. По словам одного из исследователей, десятилетием раньше в зависимости от года там можно было встретить сотни или тысячи жаб. Очевидного объяснения исчезновений не было, но все, что происходило, совершенно точно обычным не являлось⁵.

Лягушки начинают свою жизнь под водой в виде головастиков. Они похожи на рыб и дышат с помощью жабр, которые извлекают кислород из воды, когда она проходит по рядам дыхательных клеток с высокой васкуляризацией. Как и у других земноводных, у лягушек со временем развиваются легкие, позволяющие им жить на суше, однако, несмотря на это, большинство из них не отходит далеко от воды и абсолютно все возвращаются к ней, когда приходит время размножаться. Одни виды лягушек проводят в воде всю жизнь, а у других, в том числе у многих разноцветных лягушек-древолазов, которые являются ядовитыми, все происходит наоборот. Например, земляничная дротиковая лягушка Пумилио размножается на подстилке из листьев, а затем переносит каждого только что вылупившегося головастика на спине и выпускает в крошечный бассейн с водой, который образуется между слоями листьев бромелиевых, – по одному головастику на бассейн⁶. Она также сбрасывает в воду неоплодотворенные икринки, чтобы головастики могли ими кормиться. Раньше существовали так называемые заботливые лягушки, которые могли размножаться на суше. Чтобы обеспечить подходящую безопасную водную среду для личинок, лягушка-мать проглатывала оплодотворенные икринки, и лягушата созревали в ее желудке. Этот вид вымер в 1983 году⁷, и никто точно не знает почему. Причины рассматриваются разные: от разрушения среды обитания до загрязнения и болезней.

Лягушки и другие амфибии и рептилии – эктотермы, то есть способны незначительно контролировать собственную температуру. Если погода теплая, им тепло. Если прохладно, то их тела прохладные.

Древесная лягушка, обитающая на Аляске, практически замерзает на семь-восемь месяцев в году: ее тело медленно застывает, а печень начинает вырабатывать сахар, который действует как антифриз, обеспечивая выживание. Со временем кристаллы льда вырастают в кишечнике и пространствах вокруг сердца, мозга и других органов, и лягушка замерзает, а затем, когда возвращается более теплая температура, оживает⁸. Но миф о том, что лягушки в кипящей воде не замечают жара, пока не становится слишком поздно, не соответствует действительности. Если у них есть возможность выпрыгнуть, они это сделают.

Лягушки различаются не только по цвету, но и по размеру. Одни из них размером с ноготь большого пальца, а другие достаточно велики, чтобы питаться птицами и мышами. Почти все они имеют зубы, пьют через кожу и обладают липкими языками, которыми ловят добычу. Большинство лягушек – хищники с разнообразным рационом, в который входят личинки, летающие насекомые, улитки и все остальное, что они могут поймать языком и запихнуть в рот. Существуют и безъязычные лягушки – для хватания пищи они используют передние лапки. Врагов у лягушек много, включая птиц, мелких млекопитающих и змей, а некоторые виды защищаются, выделяя через кожу ядовитые химические вещества. Ядовитые древолазы Dendrobates вооружены горькими и высокотоксичными алкалоидами, а их разноцветная кожа отпугивает потенциальных хищников. Большинство ученых сходятся во мнении, что лягушки не производят свой яд, а получают его из пищи. Алкалоиды – сложные, часто биологически активные химические вещества, что делает их потенциально полезными для исследователей, ищущих новые лекарства от боли при раке и различных недугах. Некоторые алкалоиды являются галлюциногенами.

Кожа лягушки выделяет ее среди других животных не просто цветом и текстурой – это удивительный орган. Она проницаема для кислорода, что помогает лягушкам дышать, усеяна слизистыми железами, которые выделяют слизь для поддержания влажности кожи, и, как и наша кожа, наполнена сложным и потенциально полезным микробиомом. Кожа – это первая линия защиты от болезней⁹, и лягушки, как и другие позвоночные, обладают относительно развитой иммунной системой с дифференцированными иммунными клетками, такими как Т-клетки и макрофаги, а также клетками, вырабатывающими антитела. Кожа лягушки также регулирует уровень электролитов, таких как соли, сахара, калий и другие важные молекулы. Лягушки зависят от того, насколько их кожа способна выполнять необходимые функции, именно поэтому для них особенно опасны кожные заболевания.

* * *

У животных, включая и человека, и грибы, был один общий предок – это клетка с бьющимся хвостом, называемым жгутиком, который двигал ее вперед через водную среду, подобно сперматозоиду. Примерно миллиард лет назад «потомки» этой клетки разошлись, чтобы однажды стать животными и грибами. Поколение за поколением они развивались и отдалялись, формируя ветви сложного взаимосвязанного древа жизни, пока оно не стало таким, каким мы его знаем сегодня. Со временем растения, животные и грибы, которые когда-то были полноправными обитателями водного пространства, перебрались на сушу. Растения пустили корни, животные стали ползать, плавать и летать, а грибы смешались со всем растительным, животным и бактериями и в большинстве своем утратили способность самостоятельно передвигаться – они стали полагаться на воздушные потоки и животных, которые могут переносить споры.

Один из видов, называемый Chytridiomycota, или хитридомицеты, также известные как хитриды, раньше других отделился от генеалогического древа грибов и сохранил хвостовой придаток, поэтому его споры подвижны. Как и многие другие грибы, хитриды являются сапротрофами, то есть питаются в основном отмершими останками живых существ, поглощая их извне, переваривая и после преобразуя остатки. Некоторые из них также паразитируют на живых организмах. Когда грибок поселяется на источнике пищи, длинные, похожие на корни структуры, называемые ризоидами, проникают в ее ткани. Питаясь, хитриды, как и другие грибы, выделяют ферменты, растворяющие растения, микробы или животных в пище. Полноценный хитридный грибок, или слоевище, похож на зловещую кнопку-смайлик, отрастившую обширные корни. Со временем формируется округлая структура – зооспорангий (грибной пузырек, или спорангий), который заполняется жгутиковыми зооспорами¹⁰. Поскольку они подвижны, то обладают определенной активностью и, как только высвобождаются, сразу ищут нового хозяина. Некоторые хитриды выбирают водоросли, другие заражают грибы – выбор хозяина отличается разнообразием. Важно то, что грибок ищет в пище как хитин, так и кератин¹¹, а источником последнего может выступать кожа земноводных.

Когда Липс перенесла свои полевые изыскания в Панаму, она была полна надежд. Это был новый проект в новом месте за сотни миль от предыдущего. Она проложила в лесу трансекты, или линейные тропы, чтобы изучить популяции лягушек, змей, саламандр и ящериц: «Чтобы выяснить, что там есть, и решать интересные задачи»¹². Это было место, куда она могла бы возвращаться и изучать его десятилетиями. Но в декабре 1996 года стало ясно, что там происходит нечто странное. Лягушек было легко заметить днем: они сидели на земле, а не на листьях, которые нависали над ручьями. Липс вспоминала: «Мы брали лягушку в руки, и она тут же умирала». В какой-то момент она задалась вопросом, не является ли выбранное для исследования место одним из тех, где таинственным образом исчезают лягушки: «Я как будто оказалась в центре тайны, но не знала об этом».

В период с 1996 по 1998 год в Национальном зоопарке в Вашингтоне погибли от неизвестного кожного заболевания несколько видов лягушек, включая голубых, красящих древолазов и древесных лягушек Уайта. Ученые заподозрили наличие хитридных грибков, но не смогли определить конкретный вид, поэтому отправили образцы Джойс Лонгкор, микологу из Университета Мэна, которая была известна тем, что занималась поисками и идентификацией необычных грибов. Лонгкор описала образец как ранее не идентифицированный вид хитрид, а год спустя, в 1999-м, при поддержке ученых зоопарка дала ему имя – Batrachochytrium dendrobatidis, или Bd. Оно было указано в статье, описывающей патогенный для лягушек хитридный грибок, который стал первым известным грибком, паразитирующим на живых позвоночных¹³. Таким образом, исследуя особенности необычной лягушки, Карен Липс задокументировала появление Bd – хитридного грибка, убивающего целые виды.

Когда грибок Bd поселяется на коже лягушки, он прорастает, выпуская корнеподобные ризоиды. Есть основания полагать, что, захватив организм, он может даже подавить иммунный ответ лягушки¹⁴. Попав внутрь, хитриды питаются кератином и другими питательными веществами, клонируя себя до тех пор, пока зооспорангии не заполнятся, а их при заражении лягушки могут образовываться сотни или тысячи. Когда каждый из них заполняется зооспорами, зооспорангии поднимаются сквозь кожу лягушки на стеблях, похожих на растения. Таким образом миллионы подвижных зооспор оказываются выпущены в окружающую среду в поисках новых хозяев. Болезнь оставляет кожу лягушек висеть клочьями. Зараженные животные борются за кислород, а электролиты выходят из равновесия. Смерть наступает в результате сердечного приступа¹⁵.

Прошло более 30 лет с тех пор, как Карен Липс впервые отправилась в облачные леса Коста-Рики, чтобы изучать лягушек. А в 2019 году уже десятки ученых, включая исследовательницу, писали о разрушениях, вызванных Bd: «Это самая большая задокументированная потеря биоразнообразия, наступившая в результате действия патогена»¹⁶. До появления Bd никто не знал, что какая-либо болезнь может иметь настолько страшные последствия. Теперь мы знаем.

* * *

Гладкую шпорцевую лягушку (Xenopus laevis) нельзя назвать красивой. Она скорее невзрачная: у нее широкая плоская голова, бородавчатое грязно-коричневое тело и длинные тонкие пальцы. В отличие от многих других лягушек, у нее нет языка и она может всю жизнь прожить в аквариуме с водой. И все же лягушка, живущая к югу от Сахары, – одна из самых продаваемых амфибий в мире.

Путешествие этого вида началось вскоре после 1928 года, когда английский эндокринолог Ланселот Хогбен высадился в Кейптауне, который находится в Южной Африке. Хогбен изучал влияние гормонов гипофиза на состояние кожи амфибий, а гладкая шпорцевая лягушка меняла цвет в зависимости от условий окружающей среды. Она могла быть настолько темной, что казалась почти черной, или настолько бледной, что ее можно было посчитать белой. Когда Хогбен удалил у нескольких особей гипофиз – маленькую железу, расположенную прямо под мозгом, – они остались практически белыми. Решив подкрепить полученный результат дополнительными данными, Хогбен ввел самке лягушки гормоны гипофиза, полученные от быка, в качестве своеобразной гормональной замены. Она, в свою очередь, выпустила яйца. При этом не имело значения, находился ли рядом самец, чтобы стимулировать процесс метания икры, – гормон быка побудил лягушку к овуляции¹⁷.

В 1931 году Хогбен и его коллеги опубликовали результаты исследования функции гипофиза и яичников у гладких шпорцевых лягушек, а спустя некоторое время ученые определили, что хорионический гонадотропин человека, известный как ХГЧ, способен вызывать овуляцию у лягушек. Этот гормон циркулирует в крови беременных женщин, а еще легко обнаруживается в моче. Сделанное учеными открытие привело к тому, что лягушек стали широко использовать для определения беременности, а этот способ в итоге получил название «тест Хогбена»¹⁸.

Лягушки произвели революцию. В то время для определения беременности использовались кролики, которым вводили женскую мочу с помощью шприца. Старая поговорка «кролик умер» означала не только беременность, но и в буквальном смысле смерть животного, которое через несколько дней умерщвлялось, потому что иначе изменения в организме было невозможно определить. Если яичники оказывались увеличены – значит, женщину считали беременной. «Кроличий тест» был грязным и смертельно опасным делом, так что использование для этих целей лягушек открывало большие перспективы. Врачи просто вводили им образец женской мочи, и лягушки либо выпускали свои икринки в аквариумы, в которых они содержались, либо нет. Овулирующие лягушки давали ответ в течение дня и в результате положили конец убийству и вскрытию кроликов. А поскольку лягушки жили в аквариуме с водой, их было легко содержать в лаборатории или перевозить по всему миру. С 1930-х и до конца 1960-х годов многие тысячи гладких шпорцевых лягушек успешно определяли беременность и содержались в качестве домашних питомцев в самых разных уголках планеты, что к 1970 году сделало их одними из самых распространенных амфибий в мире¹⁹.

Многие лягушки, использованные для испытаний, были доставлены из Южной Африки. Там возле города Стелленбош находится заповедник Йонкершук, в котором работает инкубаторий. Правда, его мощностей не хватило, чтобы закрыть спрос, поэтому пришлось призвать на помощь сборщиков – за каждую лягушку, найденную в естественной среде обитания, им платили по 65 центов²⁰. К 1969 году инкубатор отгрузил более 400 тысяч особей, и половина этих поставок распространялась на разные страны. К тому времени стали появляться сообщения²¹ о том, что гладкие шпорцевые лягушки найдены в озерах и прудах на острове Уайт, а также в Аризоне, Флориде, Калифорнии и других регионах США, Европы и Японии. Популяции были обнаружены также в Чили и Португалии. Вместе с лягушками, поставляемыми частными импортерами, шпорцевые лягушки теперь плавали в аквариумах на всех континентах. Некоторые из них неизбежно сбегали, а других «гуманно» выпускали в местные пруды после того, как они переставали быть любимыми питомцами или объектами для опытов.

Вирус Bd распространялся настолько быстро, что, когда он захватил большую часть территории, люди все еще не догадывались об этом. К сожалению, трудно восстановить весь его путь, потому что путешествия в прошлое до сих пор невозможны, а без них не определить, как распространялся хитрид и какие популяции он затронул. Известно, что грибок перемещался вместе с лягушками, которых перевозили для торговли, но какие именно виды были носителями, остается загадкой.

Вэнс Вреденбург, эколог по болезням из Государственного университета Сан-Франциско, отслеживает развитие болезней во времени и пространстве по сохранившимся музейным образцам. На протяжении веков коллекционеры, очарованные разнообразием природы, прочесывали леса, ручьи и горы в поисках лягушек, змей, летучих мышей и других существ. Образцы животного мира не обязательно были нужны живыми, поэтому их потрошили и сушили или помещали в банку, наполненную формалином. Благодаря этанолу они могли храниться если не вечно, то сотни и сотни лет. Однако формалин влияет на ДНК, о чем коллекционеры долгое время не догадывались, поскольку мир узнал о ее существовании только в середине XX века, – до этого времени состав генетического материала оставался загадкой. Никто из коллекционеров прошлого не мог себе даже представить, что спустя десятилетия ученые будут изучать собранные ими образцы, чтобы раскрыть тайны грибов, способных вызывать пандемии.

С 2004 по 2008 год Вреденбург изучал в Калифорнии горных желтоногих лягушек. Полем для его исследований стали десятки прудов национальных парков «Секвойя» и «Кингс-Каньон», где все четыре года он наблюдал пейзажи, усеянные тысячами и тысячами мертвых лягушек²². Эта картина изменила взгляд Вреденбурга на науку и природу. «Мы были так неправы. Мы сто лет занимались экологией болезней и столько же ошибались, не представляя, насколько разрушительным может быть всего лишь один патоген»²³. Теперь он держит в своем кабинете банки, наполненные сотнями мертвых лягушек, чтобы они напоминали ему о том, как быстро все может измениться.

Вреденбург задался вопросом, нет ли связи между пандемией, вызванной хитридным грибком, и гладкими шпорцевыми лягушками, путешествующими по миру. Они переносят Bd, но не болеют, что делает их бессимптомными носителями или даже потенциальными суперраспространителями. Чтобы проверить свою гипотезу, Вреденбург обратился к ДНК. Он брал пробы лягушек (живых или мертвых), амплифицировал ДНК, а затем искал в ней определенную последовательность, характерную для грибков. Если последовательность находилась, то в большинстве случаев это был хитрид. Метод, который использовал Вреденбург, был разработан в лаборатории в Австралии и требовал всего лишь фрагмент ДНК, что позволило ему изучить лягушек с беспорядочной ДНК, хранящихся в архиве. Генетический маркер, который он искал, был относительно небольшим и многочисленным. По его словам, этот тест в какой-то степени похож на мазок, который берется, чтобы диагностировать COVID-19, недостаток лишь в том, что он дает довольно общий результат. Он может определить, что грибок присутствует, но для различения разных его линий требуется более глубокое генетическое секвенирование.

В 2012 году Вреденбург смог достать несколько образцов лягушек из старых музейных запасов. Они были собраны в Кении и Уганде в 1930-х годах или раньше, и три из них, как оказалось, содержали хитридный грибок²⁴. Время, распространение и отсутствие у гладкой шпорцевой лягушки чувствительности к данному грибку – все это было подозрительно. Принято считать, что со временем болезнь становится менее патогенной. Это происходит потому, что, с одной стороны, патоген, который убивает быстро и часто, вымирает вместе со своим хозяином, а с другой – популяция, которая долго живет с болезнью, становится более устойчивой или толерантной. Полученные данные позволили Вреденбургу предположить, что одним из способов перемещения грибка было передвижение на спинах гладких шпорцевых лягушек. По его словам, история распространения Bd по всему миру невероятно сложна, и, скорее всего, существует несколько маршрутов и видов, с которыми грибок путешествовал. «Но, похоже, родиной патогена является Азия»²⁵.

Исследование, которое позволило установить происхождение хитридного грибка, возглавили Саймон О’Хэнлон и его научный руководитель Мэтью Фишер, а также Липс и десятки других ученых²⁶. Фишер, будучи профессором Имперского колледжа Лондона, изучает появление патогенных грибков разных видов. До этого исследования в качестве предполагаемой родины хитридного грибка рассматривались Северная Америка, Южная Америка, Япония и Восточная Азия. В рамках проводимой работы удалось определить еще одну переменную в этом уравнении – возраст высоковирулентной линии, охватившей весь мир и получившей соответствующее обозначение: Bd-GPL, то есть глобальная панзоотическая линия. В одном исследовании предполагалось, что она возникла около века назад, в другом – 20 тысяч лет назад²⁷. Когда популяция грибов (или любого другого организма) отделяется от других во времени, пространстве или на обоих уровнях, а отдельные особи размножаются, могут происходить небольшие, случайные генетические изменения. Если времени хватает, как и количества изменений, популяции могут быть идентифицированы как различные линии. Иногда эти изменения позволяют специалистам по отслеживанию заболеваний определить возраст популяции или маршрут, по которому она перемещалась. О’Хэнлон и его коллеги секвенировали геномы сотен образцов хитрид, собранных на всех континентах, подвергшихся их воздействию, и результаты указывают на общего предка, который обитал где-то на Корейском полуострове в промежутке между 120 и 50 годами назад.

Тот факт, что в регионе есть несколько видов лягушек, которые переносят грибок, но не страдают от него, – еще один ключ к разгадке его происхождения. Обнаружение бессимптомных лягушек с Bd-хитридом также предполагает, что животные, собранные и проданные в местах вокруг Корейского полуострова, являются возможными носителями патогена. От места своего происхождения грибок путешествовал по миру и эволюционировал в несколько различных генетических линий²⁸. Вывод О’Хэнлона и его коллег отрезвляет: «В конечном счете наша работа подтверждает, что панзоотия возникающих грибковых заболеваний амфибий вызвана древними закономерностями… которые дополняются по мере того, как практически неограниченная глобальная торговля животными переносит патогены в новые регионы, заражая новых хозяев и вызывая вспышки заболеваний».

* * *

Каждую секунду миллионы животных в клетках, ящиках и цистернах перемещаются по миру. Только в порты Соединенных Штатов ежегодно прибывают 200 миллионов животных, что составляет примерно 600 тысяч особей в день²⁹. Плюс еще три тонны, поскольку некоторых животных просто пересчитывают по весу. На наших берегах без особого шума оказываются более двух тысяч различных видов животных, включая сотни видов птиц, рептилий, амфибий, обезьян и пауков из Сингапура, Гонконга, Перу и других стран. Одни из них покупаются и продаются на продовольственных рынках и в ресторанах. Другие отправляются в исследовательские лаборатории. Около половины живого импорта предназначено для зоомагазинов и в конечном счете оказывается в наших домашних аквариумах или террариумах³⁰. За десять лет Европейский союз импортировал более 20 миллионов одних только рептилий³¹. Эта легальная торговля животными представляет собой, как говорят ученые, «самую крупную и сложную биржу в мире». Другие же видят в ней бесконечный конвейер болезней.

Многие из миллионов животных, перемещающихся по миру, путешествуют на борту огромных грузовых судов, называемых контейнеровозами. Самый большой из них перевозит более 20 тысяч морских контейнеров³². Добавьте сюда авиаперевозки – и количество животных, легально и нелегально перемещающихся по миру в любой момент времени, поразит ваше воображение. В течение шести лет герпетолог Джонатан Колби работал инспектором Службы охраны рыбных ресурсов и диких животных США в Ньюарке, штат Нью-Джерси. Этот порт является третьим по загруженности в стране, и через него проходят, делая остановку, дикие животные, еще недавно жившие в дикой природе, а теперь заключенные в клетки и ящики. Отсюда лягушки, другие амфибии и их собратья по несчастью расходятся по зоомагазинам и прочим новым местам своего обитания. Колби, ныне биолог по охране природы и консультант по торговле дикими животными, написал статью о своем опыте работы инспектором, которая была опубликована в журнале National Geographic в 2020 году. В ней он описал наблюдаемую каждый день картину как постоянно сменяющийся «калейдоскоп» жизни, через который вместе с миллионами животных, прибывающих в Соединенные Штаты, может легко проскочить, оставшись незамеченным, любой новый или потенциальный патоген³³.

Если бы все эти лягушки, птицы, рыбы и змеи никогда не выходили за пределы дома или магазина, торговля ими не имела бы особого значения для экологии. Но при таких количествах кто-нибудь неизбежно проскальзывает сквозь пальцы и оказывается на улице, а затем и дальше – среди местной фауны, что приводит к удручающим последствиям. Таким образом питоны, прибывшие из Бирмы, оказались в национальном парке «Эверглейдс», где с ужасающей скоростью стали пожирать местную фауну, а вина за это лежит на нерадивых владельцах экзотических домашних животных, не уследивших или выпустивших опасного питомца в дикую природу³⁴.

Аналогичным образом из аквариумов попало в теплые воды Флориды несколько крылаток – колючих, ядовитых, агрессивных и плодовитых рыб. В отсутствие опасных для них хищников в новой среде обитания популяция крылаток разнеслась по округе, подобно взрыву, и десятки местных видов рыб оказались под угрозой исчезновения. Один биолог сказал, что никогда не видел, чтобы рыба «так быстро колонизировала столь обширный географический ареал»³⁵. Змееголовы, обитающие в Африке и Азии, проникли в водоемы и пруды США, и предполагается, что это случилось с легкой руки любителей, собиравшихся выращивать их для употребления в пищу. Возможно, некоторым удалось избежать заточения благодаря движению за освобождение животных, в основе которого лежит религиозное побуждение спасти живых существ из неволи³⁶. Однако сострадание в данном случае может привести к результату, совершенно противоположному желаемому, и, выпуская животных в дикую природу, люди порой ей вредят.

Мэтт Армс – один из многих поклонников экзотических рептилий. Он вырос в Норфолке, на востоке Великобритании, и несмотря на то, что знал о природе разве что от телеведущих Стива Ирвина и Дэвида Аттенборо, держал в своей спальне ящериц³⁷. В подростковом возрасте Мэтт устроился работать в магазин экзотических животных, где продавал амфибий, рептилий, рыб и беспозвоночных. По его словам, это было потрясающе, тем более что в рамках своей работы он начал разводить и содержать в магазине сотни различных животных. Десятки видов затем продавались другим, таким же, как он сам, почитателям гекконов, ящериц и змей. Работая в сфере торговли животными, Мэтт ощутил, что привычный ему мир больше никогда не станет прежним, ведь в нем настолько велико животное разнообразие. Например, его воображение поразил карликовый геккон Вильямса (Lygodactylus williamsi), самки которого обладают зелено-бирюзовым цветом, а самцы в период размножения становятся ослепительно-голубыми. Этот геккон обитает в небольшом регионе Танзании, находится под угрозой исчезновения, охота на него и дальнейшая продажа запрещены³⁸.

Сейчас Армс является экологом и проводит свои дни за отловом и мониторингом рептилий и амфибий в Великобритании. Он больше не работает в магазине и собирается когда-нибудь вернуться в аспирантуру. Возможно, даже поможет спасти от исчезновения карликовых гекконов Вильямса. Исходя из своего прошлого опыта торговли животными, Армс обеспокоен угрозой занесения новых болезней, от которых могут пострадать местные виды. Большинство владельцев экзотических животных, говорит он, страстно любят своих питомцев и не желают им зла³⁹. Но торговцы, любители и другие люди, которые контактируют с животными, не всегда хорошо осведомлены о том, как их содержать и разводить, а также как торговать ими. Это не только их вина, считает Армс. Хозяева просто не знают, что является правильным в той или иной ситуации. Да и в мире в целом не существует требований к тестированию или мониторингу заболеваний у продаваемых животных. Все это привело к тому, что торговля живым товаром превратилась в поле, свободное для перемещения грибковых патогенов.

Эпидемиолог Мэтью Фишер говорит об этом следующим образом: «Все, что вы перемещаете из одной среды в другую, уже колонизировано чем-то. И это нечто может быть неизученным и представлять собой потенциальную угрозу»⁴⁰. Каждое импортированное животное приносит с собой собственное сообщество вирусов, бактерий и грибков. Даже незначительный для одного вида патоген при необходимых условиях может стать началом пандемии для другого вида. Одно или два поколения назад, когда гладкие шпорцевые лягушки и их собратья начали распространяться по миру, болезни тоже путешествовали между континентами, однако скорость, с которой это происходит сегодня, шокирует.

Существуют национальные и международные законы, регламентирующие присмотр как за видами, находящимися под угрозой исчезновения, так и за видами, которые, как известно, могут стать инвазивными, то есть угрожать другим. И это лишь малая часть представителей фауны, ежесекундно перемещающихся по миру. Большинство лягушек, рыб и других животных, которые проходят через порты Нью-Йорка или Лос-Анджелеса и предназначаются для продажи в зоомагазинах, не проверяются на наличие заболеваний, и нет закона, который требовал бы, чтобы кто-то этим занимался. Стоит отметить, что речь идет о животных, которые продаются легально. Потому что черный рынок, на котором процветает нелегальная торговля животными, гораздо более огромный. Армс упоминает зеленого древесного питона – змею яркой окраски из Индонезии, которую запрещено ловить в дикой природе и продавать, но которую можно разводить на специальных фермах для этой цели. Выведенные таким образом змеи могут быть легально экспортированы из страны происхождения, однако, если верить цифрам, они продаются в таком количестве, что сложно уследить, какие именно особи соответствуют всем правилам продажи. Это значит, что среди продаваемых змей есть большое количество выловленных в дикой природе в обход закона⁴¹. Сама природа нелегальной торговли животными затрудняет количественную оценку ее масштабов, но недавние исследования показывают, что количество перемещаемых животных и растений, а также последствия этого процесса для мира сильно недооцениваются⁴².

Глобальная торговля животными, по словам некоторых ученых, создала «действующую Пангею нового образца для инфекционных заболеваний в дикой природе»⁴³. Именно это беспокоит таких ученых, как Армс, Вреденбург, Липс и других, заинтересованных в том, чтобы обезопасить диких животных от болезней, распространяющихся по всему миру.

* * *

Гладкие шпорцевые лягушки считаются суперраспространителями хитридного грибка, но другие виды, вероятно, тоже внесли свою лепту в его экспансию. Вреденбург считает, что роль в распространении болезни могли сыграть американские лягушки-быки (Rana catesbeiana), обитающие в болотах и прудах к востоку от Скалистых гор⁴⁴. Поскольку их лапки пользуются среди гурманов спросом, лягушек-быков стали экспортировать и разводить по всему миру. Но выращивание десятков тысяч лягушек – это верный путь к созданию будущего захватчика, поэтому неудивительно, что в 2005 году с подачи Международного союза охраны природы и природных ресурсов этот вид присоединился к радужной форели в списке ста самых страшных инвазивных видов в мире. В 2018 году лаборатория Вреденбурга обнаружила сильную корреляцию между вторжением лягушек-быков к западу от Скалистых гор и ростом численности Bd на американском Западе – именно там, где горная желтоногая лягушка и другие виды значительно пострадали от грибка⁴⁵.

Как и лягушки, многие виды саламандр очень восприимчивы к хитридному грибку. Саламандры также являются земноводными: большинство из них вылупляются из яиц в прудах и ручьях и проводят большую часть своей взрослой жизни на суше. Они питаются червями, личинками, в том числе комариными. Эти яркие, красочные животные пугливы, медлительны и напоминают доисторических рептилий из фильмов категории B, только на самом деле они не являются рептилиями. Грибок, убивающий саламандр, называется Batrachochytrium salamandrivorans, или Bsal, и он тоже, скорее всего, был завезен из Азии (при этом некоторые саламандры также восприимчивы к Bd)⁴⁶. Через пару лет после обнаружения в Европе болезнь распространилась по Нидерландам, Германии, Испании и Бельгии, уничтожив популяции огненной саламандры – обладательницы яркой окраски. До Северной Америки, где обитает чуть меньше половины из более чем 700 известных видов саламандр, болезнь пока не добралась. Приблизительно 77 из них живут в прудах и ручьях южных Аппалачей, что делает этот регион особенно уязвимым для грибка⁴⁷. Если Bsal распространится по региону, исследователи опасаются неисчислимых потерь. А учитывая спрос на этих экзотических животных и слабый контроль над болезнями, многие – в том числе Липс и Вреденбург – считают, что это вопрос времени. Не «если» грибок поразит американских саламандр, а «когда».

* * *

Мир теряет лягушек, и большинство из нас этого не замечают. Весенним вечером, когда водоемы и болота достаточно прогреваются, мы можем слышать песню пискуна или гортанное кваканье древесной лягушки, но редко наблюдаем их вживую. Когда весна проходит и брачный период заканчивается, легко забыть о том, что лягушки вообще существуют.

Но лягушки являются неотъемлемой частью давно сформировавшихся в дикой природе динамичных сообществ. Лягушки едят, и их тоже едят, поэтому, если их не станет, произойдет разрыв в пищевой цепи, который распространится и повлияет на другие виды животных. В феврале 2020 года змея, поедающая лягушку, попала на обложку журнала Science. Соответствующая этому фото статья стала кульминацией более чем десятилетней работы Липс и ее коллег. Команда организовала долгосрочный мониторинг в Национальном парке около Эль-Копе в Панаме, чтобы задокументировать воздействие Bd-хитрида. «Мы ожидали, что пострадают змеи, – говорит Липс, – ведь многие тропические виды питаются земноводными». Поэтому в течение нескольких лет они дважды в день перебирали все растения, ветки и камни в поисках лягушек, саламандр, ящериц и змей. Результаты подтвердили предположения Липс: исчезновение лягушек сказалось на змеях. Некоторые виды не смогли переключиться с лягушек или лягушачьих яиц на другие источники питания, поэтому их численность сократилась, а некоторые, казалось, исчезли совсем⁴⁸ (хотя Липс говорит, что некоторых змей, как известно, трудно обнаружить даже при самых благоприятных условиях). Это было «восходящее» воздействие на хищника, стоящего в цепи питания на ступеньку выше.

Лягушки – и добыча, и хищники, поэтому вполне разумно задаться вопросом, что происходит при их исчезновении с насекомыми, улитками и другими видами, которыми они питаются. В 2020 году Липс участвовала в другом исследовании, которое связало сокращение численности лягушек в Коста-Рике и Панаме с ростом заболеваемости малярией, которую распространяют комары. «Это ранее не выявленное влияние потери биоразнообразия, – заключили ученые. – Оно иллюстрирует часто скрываемые издержки благосостояния людей, связанные с неудачей в сохранении природы»⁴⁹. В краях, где мало воды, озера являются оазисами, в которых кипит бурная жизнь: лягушки потребляют то, что водится в их водах, а затем их поедают наземные хищники. Таким образом, через лягушек проходит пищевая энергия, потому неудивительно, что, когда они вымирают, пищи для обитателей суши становится меньше.

Смерть любого животного, если она приобретает массовый характер, отражается на экосистеме, поскольку отсутствие одного звена будет сказываться на связях, сложившихся много веков назад. Воздействие грибка на дикие виды животных – это катастрофа, масштаб которой большинство из нас не могут представить, а многие просто игнорируют. Но когда грибок поразит ряд величественных деревьев, веками стоявших вдоль центральной улицы вашего города, или превратит пышный зеленый лес в постапокалиптический пейзаж, полный призрачных высохших коряг, не замечать этого будет гораздо сложнее.

Примечания к главе 2

1 Карен Липс, интервью автору, 13 марта 2020 года.

2 Липс, интервью; Lips K.R. Decline of a Tropical Montane Amphibian Fauna // Conservation Biology 12. February 1998. № 1.Р. 106–117.

3 Рассмотрено в: Stuart S.N. et al. Status and Trends of Amphibian Declines and Extinctions Worldwide // Science 306. December 3, 2004. № 5702. Р. 1783–1786.

4 Stuart et al. Status and Trends.

5 Pounds J.A. et al. Tests of Null Models for Amphibian Declines on a Tropical Mountain // Conservation Biology 11. 1997. № 6.Р. 1307–1322.

6 Ecological Society of America. Strawberry Poison Frogs Feed Their Babies Poison Eggs. March 20, 2014. https://www.esa.org/esablog/2014/03/20/strawberry-poison-frogs-feed-their-babies-poison-eggs/.

7 Yong E. Resurrecting the Extinct Frog with a Stomach for a Womb // National Geographic. March 15, 2013.

8 National Park Service. Biological Miracle. https://www.nps.gov/gaar/learn/nature/wood-frog-page-2.htm.

9 Grogan L.F. et al. Review of the Amphibian Immune Response to Chytridiomycosis and Future Directions // Frontiers in Immunology 9. November 9, 2018. Р. 2536.

10 Berbee M.L., James T.Y., Derrien C.S. Early Diverging Fungi: Diversity and Impact at the Dawn of Terrestrial Life // Annual Review of Microbiology 71. 2017. Р. 41–60.

11 Один из способов привлечь споры хитрид – предложить кусочки богатых хитином панцирей креветок и насекомых, оставшиеся после линьки. См. также: Longcore J.E. Maine Chytrid Laboratory // University of Maine. https://umaine.edu/chytrids/.

12 Липс, интервью. См. также: Lips K.R. Witnessing Extinction in Real Time // PLoS Biology 16. 2018. № 2.

13 Longcore J.E., Pessier A.P., Nichols D.K. Batrachochytrium dendrobatidis Gen. et sp. nov., a Chytrid Pathogenic to Amphibians // Mycologia 91. 1999. № 2.Р. 219–227.

14 Grogan et al. Review of the Amphibian Immune Response.

15 Greshko M. Ground Zero of Amphibian ‘Apocalypse’ Finally Found // National Geographic, May 10. 2018.

16 Scheele B.C. et al. Amphibian Fungal Panzootic Causes Catastrophic and Ongoing Loss of Biodiversity // Science 363. March 29, 2019. № 6434. Р. 1459–1463.

17 Yong E. How a Frog Became the First Mainstream Pregnancy Test // Atlantic, May 4, 2017; Kean S. The Birds, the Bees and the Froggies // Distillations, August 22, 2017. https://www.sciencehistory.org/distillations/the-birds-the-bees-and-the-froggies.

18 Возникли некоторые разногласия по поводу того, кто и когда это сделал. Hogben L. Xenopus Test for Pregnancy // British Medical Journal 2. July 1, 1939. № 4095. Р. 38–39.

19 Sittert L. van, Measey G.J. Historical Perspectives on Global Exports and Research of African Clawed Frogs (Xenopus laevis) // Transactions of the Royal Society of South Africa 71. May 3, 2016. № 2.Р. 157–66.

20 Sittert van, Measey. Historical Perspectives; Hey D. A Report on the Culture of South African Clawed Frog Xenopus laevis (Daudin) at the Jonkershoek Inland Fish Hatchery // Transactions of the Royal Society of South Africa 32. January 1, 1949. № 1.Р. 45–54.

21 US Fish and Wildlife Service. African Clawed Frog (Xenopus laevis) Ecological Risk Screening Summary. September 15, 2017. https://www.fws.gov/media/ecological-risk-screening-summary-african-clawed-frog-xenopus-laevis-high-risk; Measey G.J. et al. Ongoing Invasions of the African Clawed Frog, Xenopus laevis: A Global Review // Biological Invasions 14. 2012. № 11. Р. 2255–2270.

22 Вэнс Вреденбург, интервью автору, 20 августа 2020 года.

23 Вреденбург, интервью.

24 Vredenburg V.T. et al. Prevalence of Batrachochytrium dendrobatidis in Xenopus Collected in Africa (1871–2000) and in California (2001–2010) // PLoS One 8. May 15, 2013. № 5.Р. 63 791.

25 Вреденбург, интервью.

26 O’Hanlon S.J. et al. Recent Asian Origin of Chytrid Fungi Causing Global Amphibian Declines // Science 360. May 11, 2018. № 6389. Р. 621–627.

27 Farrer R.A. et al. Multiple Emergences of Genetically Diverse Amphibian-Infecting Chytrids Include a Globalized Hypervirulent Recombinant Lineage // Proceedings of the National Academy of Sciences 108. November 15, 2011. № 46. Р. 18 732–18 736; Rosenblum E.B. et al. Complex History of the Amphibian-Killing Chytrid Fungus Revealed with Genome Resequencing Data // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 110. June 2013. № 23. Р. 9385–9390.

28 O’Hanlon et al. Recent Asian Origin. Р.3.

29 Jenkins P., Genovese K., Ruffler H. Broken Screens: The Regulation of Live Animal Imports in the United States. Washington, DC: Defenders of Wildlife, 2007. https://defenders.org/publications/broken-screens-report.

30 Smith K.M. et al. Summarizing US Wildlife Trade with an Eye Toward To Assessing the Risk of Infectious Disease Introduction // EcoHealth 14. 2017. № 1.Р. 29–39.

31 Auliya M. et al. Trade in Live Reptiles, Its Impact on Wild Populations and the Role of the European Market // Biological Conservation, Part A, 204. December 1, 2016. Р. 103–119.

32 Smith et al. Summarizing US Wildlife Trade.

33 Kolby J. To Prevent the Next Pandemic, It’s the Legal Wildlife Trade We Should Worry About // National Geographic, May 7, 2020.

34 Основным источником являются выпущенные на волю домашние животные. Florida Fish and Wildlife Conservation Commission // Burmese Python. https://myfwc.com/wildlifehabitats/profiles/reptiles/snakes/burmese-python/.

35 Gupta A. Invasion of the Lionfish // Smithsonian Magazine. May 7, 2009.

36 USGS. How Did Snakehead Fish Get into the United States? https://www.usgs.gov/faqs/how-did-snakehead-fish-get-united-states; Magellan K. Prayer Animal Release: An Understudied Pathway for Introduction of Invasive Aquatic Species // Aquatic Ecosystem Health & Management 22. October 2, 2019. № 4.Р. 452–461.

37 Мэтт Армс, интервью автору, 9 августа 2020 года.

38 Мэтт Армс, переписка по электронной почте, 15 ноября 2021 года.

39 Армс, интервью.

40 Мэтью Фишер, интервью автору, 24 марта 2020 года.

41 Lyons J.A., Natusch D.J. D. Wildlife Laundering through Breeding Farms: Illegal Harvest, Population Declines and a Means of Regulating the Trade of Green Pythons (Morelia viridis) from Indonesia // Biological Conservation 144. December 1, 2011. № 12. Р. 3073–3081.

42 Tow J.H., Symes W.S., Carrasco L.R. Economic Value of Illegal Wildlife Trade Entering the USA // PLoS One 16. October 2021. № 10. Bezerra-Santos M.A. et al. Legal versus Illegal Wildlife Trade: Zoonotic Disease Risks // Trends in Parasitology 37. 2021. № 5.Р. 360–361.

43 Scheele B.C. et al. Amphibian Fungal Panzootic Causes Catastrophic and Ongoing Loss of Biodiversity // Science 363. March 29, 2019. № 6434. Р. 1459–1463. Подробнее о незаконной торговле см.: Wildlife Tracking Alliance. Illegal Wildlife Trade. https://wildlifetraffickingalliance.org/illegal-wildlife-trade/.

44 Invasive Species Compendium, Rana catesbeiana (American Bullfrog). https://www.cabi.org/isc/datasheet/66618.

45 Yap T.A. et al. Averting a North American Biodiversity Crisis: A Newly Described Pathogen Poses a Major Threat to Salamanders via Trade // Science 349. 2015. № 6247. Р. 481–482; Yap et al. Introduced Bullfrog Facilitates Pathogen Invasion in the Western United States // PloS One 13. April 16, 2018. № 4.

46 Cowgill M. et al. Social Behavior, Community Composition, Pathogen Strain and Host Symbionts Influence Fungal Disease Dynamics in Salamanders // Frontiers in Veterinary Science 8. November 2021.

47 AmphibiaWeb. https://amphibiaweb.org/; Yap et al. Averting a North American Biodiversity Crisis.

48 Zipkin E.F. et al. Tropical Snake Diversity Collapses after Widespread Amphibian Loss // Science 367. 2020. № 6479. Р. 814–816.

49 Advancing Earth and Space Science (AGU), Amphibian Die-Offs Worsened Malaria Outbreaks in Central America. December 2, 2020. https://news.agu.org/press-release/amphibian-die-offs-worsened-malaria-outbreaks-in-central-america/; Springborn M.R. et al. Amphibian Collapses Exacerbated Malaria Outbreaks in Central America // MedRxiv, December 9, 2020. https://doi.org/10.1101/2020.12.07.20245613.