Является ли заранее забытым вывод, что любые экзобактерии, обнаруженные на чужой, хотя и похожей на Землю планете, будут смертельны для жизни человека?

Экзобактерии скорее безобидны, чем вредны

Есть пара предположений, которые вы делаете, что на самом деле это не так. Начать с,

микроорганизмы, против которых наша иммунная система не имеет защиты

Наше тело действительно хорошо распознает в себе все чужеродное. Чтобы ускользнуть от нашей иммунной системы, бактерии (и вирусы) должны иметь специально разработанные для этого механизмы. Серьезные бедствия в истории были болезнями, которые уже были или стали адаптированными для людей, сталкивающихся с новой группой людей, которые раньше не сталкивались с этой болезнью. На самом деле было бы точнее предположить, что микроорганизмы, с которыми мы сталкиваемся, не имеют защиты от нас .

Во-вторых, большинство бактериальных инфекций не пытаются вас убить — они хотят выжить и размножаться, и это достигается лучше, если не убивать хозяина. Те, которые действительно успешны, это те, которые действительно приносят пользу своему хозяину — у вас есть микрокосм бактерий в вашем кишечнике, которые помогают пищеварению и сохраняют ваше здоровье.

В связи с этим, в дополнение к вашей иммунной системе, чужеродные бактерии также должны иметь дело с бактериями, которые уже находятся в вашем теле. Будучи уже приспособленными к жизни в наших телах, наши полезные бактерии почти наверняка превзойдут в конкуренции неприспособленных чужеродных бактерий.

Я думаю, что вопрос не в том, «Сможем ли мы выжить с инопланетными бактериями?» и многое другое: «Смогут ли инопланетные бактерии навредить нам?» Бактерии и вирусы обычно вредят людям, потому что, проще говоря, они нас едят. Это общее утверждение, которое не всегда верно на сто процентов, но большинство болезней, вызванных микробами, вызваны:

1. Микробы вредят нашим клеткам. Как правило, эти микробы пытаются либо напрямую потреблять наши клетки, либо потреблять вещи рядом с нашими клетками (кишечные бактерии), либо, в случае многих вирусов, кооптировать наши клетки для репродуктивных целей.
2. Наши клетки реагируют на микробы в нашем организме. Лихорадка, например, является защитным механизмом нашего тела от микробов, а не «опасностью», непосредственно вызванной микробами.

Учитывая, что есть некоторые сомнения в том, что межпланетная флора сможет получать питание, потребляя жизнь с другой планеты, я думаю, вполне вероятно, что микробы с другой планеты будут иметь такие же ограничения. В частности, вирусам, которые кооптируют клетки для репродуктивных целей, будет очень трудно убедить чужеродную клетку реплицировать ее ДНК/РНК/любой образец, поскольку он, вероятно, не будет иметь такой же генетической химической структуры.

Это не означает, что не будет микробной опасности. Колонии бактерий все еще могут расти на нашей коже, даже если они не получают питания от нас, что может вызвать всевозможные проблемы. Но все, что пыталось жить внутри нас (там, где оно могло причинить наибольший вред), относительно быстро умирало от голода.

Земным микробам трудно что- либо заразить . У них есть определенные приемы, позволяющие обойти защиту определенных типов клеток у определенных видов. Большинство бактерий безвредны, так как быстро отторгаются иммунной системой. Микробы от других видов иногда пересекаются из-за мутации, так как они могут наткнуться на уловку, которая работает для другого вида. Несмотря на близкое родство животных, позвоночных, млекопитающих и т. д., «уловка» основывается на очень специфических уязвимостях, поэтому не работает на клетке с несколько иным кодированием одних и тех же рецепторов и мембран.

Инопланетный микроб ничего не поймет. Он может быть токсичным, но не патогенным.

Микробы и вирусы развивались параллельно со своими хозяевами и в значительной степени адаптированы к среде, в которой они живут и размножаются. Даже на Земле существуют огромные классы микроорганизмов, которые вообще не могут воздействовать на человека. Проще говоря, люди не болеют болезнью голландского вяза, а деревья не простужаются.

Даже при очень похожей среде (землеподобной планете) с совершенно другой историей эволюции крайне маловероятно, что какой-либо из организмов сможет каким-либо образом взаимодействовать с земными формами жизни. Если мы сможем увидеть столь непохожих друг на друга существ, как осьминоги и жирафы, которые в конечном итоге произошли от одного и того же общего ответа, тогда любое существо с другой планеты будет гораздо более чуждым.

Наиболее распространенным взаимодействием, которое можно себе представить, было бы то, что у земных организмов развиваются сильные аллергические реакции, поскольку иммунная система взаимодействует с аналогами чужеродных белков. Конечно, любой инопланетный эквивалент иммунной системы, вероятно, будет иметь аналогичную реакцию и на наши белки, поэтому у инопланетных тигров, львов и медведей не будет особого стимула нас есть, в то время как наши внутренние микробиомы не слишком любезно отнесутся к чужеродным. организмы, пытающиеся вселиться внутрь. Инопланетные микробы будут иметь такую ​​же реакцию и на земных микробов.

Еще одна интересная гипотеза заключается в том, что инопланетная жизнь никогда не развивала симбиотических отношений, которые установились между митохондриями и земными клеточными организмами. Митохондрии позволяют протекать высокоэнергетическим реакциям в клетках, обеспечивая высокоэнергетический образ жизни, которым наслаждается вся земная жизнь. если инопланетная жизнь так и не научилась этому трюку, то, вероятно, она попала на эволюционную стадию прудовой тины (или, может быть, даже меньше), что могло бы объяснить парадокс Ферми (где все?)

Многое из того, что здесь написано, верно, но далеко не все. Планета, на которой есть жизнь, может иметь ровно одну форму жизни, очень мало форм жизни или много форм жизни.

Единственная форма жизни может существовать, если она самая первая на планете, и в этом случае она может быть еще не приспособлена для конкуренции. С нашей точки зрения, это может быть чрезвычайно просто. Но тогда прионы просты, и у нас, по-видимому, нет надежной защиты по крайней мере от некоторых из них. (Из ссылки «Все известные прионные заболевания у млекопитающих поражают структуру мозга или других нервных тканей; все они в настоящее время неизлечимы и повсеместно смертельны».) белок» является потенциальным прионом.

В качестве альтернативы, одна форма жизни могла также превзойти все остальные до смерти, оставив сырой материал планеты себе. Трудно сказать, лучше это или хуже для нас.

«Несколько» форм жизни могут быть ранней экстраполяцией «единственной формы жизни», т. е. самых ранних вариантов или, альтернативно, нескольких выживших в конкурентной борьбе. В любом случае, опасности по-прежнему потенциально велики.

Скорее всего, после того, как жизнь начинает развиваться, она становится разнообразной. Если планета пригодна для жизни людей и на ней есть жизнь, мы можем ожидать множество (миллионы?) различных форм. Конечно, наша «иммунная» система может легко справиться с 99,9999% из них, но только один случай на миллион может уничтожить всех нас. сталкивались раньше, особенно то, чего весь вид никогда не видел. История полна эпидемий от незнакомых инфекционных агентов, даже если это случается очень редко.

Кроме того, даже на Земле у нашей «иммунной» системы возникают проблемы с вещами, с которыми она на самом деле не взаимодействует. Довольно распространенным примером является амебная дизентерия . Жизнь в нас не обязательно означает «в нашей крови». Мы можем быть заселены способами, которые избегают большинства защитных механизмов иммунитета. Кажется вероятным, что по крайней мере один из миллиона мог бы найти себе комфортное место для жизни в какой-нибудь теплой, влажной нише.

Беда приходит в цифрах. В миллионах форм жизни может быть так много возможностей. Мы регулярно сталкиваемся с новыми здесь, на Земле. К счастью, большинство из них безвредны для нас. Но в абсолютно чужой экосистеме? Мы столкнемся не с редким организмом, а с каждым, чуждым человеку. Мы по-прежнему можем ожидать, что подавляющее большинство будет доброжелательным или даже полезным. Однако было бы серьезной ошибкой думать, что нас не убьют. Слишком много возможностей, и нужна только одна. И мы можем ожидать, что они (как массовая группа) будут развиваться/адаптироваться быстрее, чем мы, как и здесь.

Люди — это в основном теплые мешки со слегка соленой водой. Если экзобактерии могут расти на вашей коже, ничто не мешает им расти внутри вашего тела.

Ваша иммунная система может доставить ему проблемы, но если бактерии достаточно чужеродны, ваше тело может ничего с этим не сделать.

Иммунная система борется с бактериями тремя способами : через комплемент-опосредованный лизис, фагоцитоз или клеточно-опосредованный иммунитет.

В основном они действуют путем прикрепления белков к бактериям, которые либо уничтожают бактерии, либо помечают их как подлежащие уничтожению.

Но если структура экзобактерий такова, что у них нет слабостей, которыми может воспользоваться наша иммунная система, то бактерии могут размножаться, не опасаясь уничтожения.

Однако если организм больше похож на вирус, которому для размножения нужны клетки, то мы, вероятно, в безопасности.

Редактировать:

Сокращение некоторых комментариев.
Вещи, которые будут работать в нашу пользу:

• Если организм нуждается в минерале или веществе, которого нет у человека, например, нитробактерии.
• Любой аналог вируса, для репликации которого требуется определенный тип клеток.
• Любой организм, который находит условия внутри нас враждебными: слишком влажно, слишком тепло, слишком холодно, слишком солено, недостаточно солено, слишком много кислорода, мало цианида и т. д.
• Любой организм, достаточно похожий на земные организмы, чтобы наша иммунная система могла сильно реагировать на него.

Вещи, которые могут доставить нам неприятности:

• Организмы, которые настолько чужды, что наша иммунная система не может с ними справиться. Земные организмы обладают определенными характеристиками, которые наши тела развили для использования.

  «Уязвимость» — это любой вектор, который может быть атакован. В одном случае белок, из которого состоит бактериальная мембрана, является уязвимым, поскольку одна из имеющихся у нас средств защиты заключается в том, чтобы антитела связывались с мембраной и позволяли прикрепляться белковому комплексу C1, который затем делает отверстия, через которые лизоцим может проникнуть, чтобы вызвать дальнейшее повреждение и уничтожение бактерий. Если бы антитела не могли связываться с бактериями, мы потеряли бы один вектор атаки, что затруднило бы уничтожение бактерий.

  Фагоцитоз по-прежнему будет работать, но только в том случае, если чужеродный организм меньше фагоцита и если его можно опсонизировать комплементом. Если они сопротивляются опсонизации, то вероятность того, что они будут уничтожены фагоцитами, меньше. Посетите http://bitesized.immunology.org/pathogens-and-disease/immune-responses-to-bacteria/ , чтобы узнать больше о том, как они работают.

• Организмы, которые работают быстрее, чем наша иммунная система, могут создать иммунитет. Когда Европа начала колонизировать Америку, многие местные жители умерли от новых болезней, к которым европейцы приобрели иммунитет. Теперь, годы спустя, мы уничтожили многих из них, и поэтому население было бы уязвимо для них, если бы нас посетил путешествующий во времени европеец колониальной эпохи. Если организм вообще способен воздействовать на нас, он, вероятно, будет вредным / смертельным, пока мы не выработаем к нему приобретенный иммунитет. К счастью, вы не можете заболеть оспой дважды.

• Ядовитый по своей природе организм. Некоторые из них существуют на Земле: Clostridium botulinum производит токсин ботулизма, который является самым смертоносным из известных нейротоксинов. Stachybotrys chartarum (токсичная черная плесень) производит токсины, называемые микотоксинами. Организмы на основе мышьяка потенциально могут отравить нас, даже когда наши тела утилизируют их, высвобождая яд, когда организм умирает. Так как это совершенно чужой мир, вы должны принять во внимание множество возможных оснований для жизни.

• Наконец, хотя обычно я думаю, что это глупая теория, если панспермия существует, то у нас больше проблем, поскольку тогда эта жизнь была бы намного ближе к нам, а не совсем чужой.

Так нужно ли нам беспокоиться? Возможно, нет. Во-первых, должна быть какая-то форма жизни.
Есть ли обоснованный риск? Да.

Давайте уделим немного времени и рассмотрим следующий повторяющийся аргумент:

Мы из очень разных мест, и микробы эволюционировали вместе со своими хозяевами. Маловероятно, что микробы будут хорошо адаптированы к нашей физиологии, и поэтому маловероятно, что они смогут причинить нам вред.

Я полностью не согласен с этим аргументом, и вот почему:

Наша иммунная система эволюционировала вместе с микробами в нашей местности, и поэтому нашу иммунную систему следует считать неэффективной против микробов из других мест.

Иммунная система имеет единственную цель против чужеродных микробов: уничтожение. У чужеродных микробов есть 2 цели по отношению к хозяевам: собственное выживание и выживание хозяина. Почти всегда бывает так, что по мере эволюции микробы становятся менее вредными для своего хозяина, а не наоборот (можно привести несколько примечательных случаев, когда переносчик микроба происходит из-за смерти хозяина, но это очень редко по сравнению с ним).

Наиболее смертоносными для человека микробами являются те, которые на самом деле занимают нишу для других видов или недавно мигрировали от других видов к человеку. Также может быть так, что у местной группы людей есть микробы, локально адаптированные к их иммунной системе, и когда эти люди мигрируют, мы получаем катастрофические последствия для других групп людей.

Наглядным примером могут быть коренные американцы, подвергшиеся воздействию европейских поселенцев/завоевателей: https://en.wikipedia.org/wiki/Native_American_disease_and_epidemics

Эта тенденция микробов является частью более широкой концепции, которую мы обнаруживаем в эволюции: поиск равновесия — это просто лучшая/более распространенная стратегия. Катастрофы чаще всего случаются, когда генетические носители (организмы, вирусы и т.д.) выходят из своей ниши. В континентальном масштабе мы видим это также, когда более крупные животные перемещаются через ранее непроходимые границы (часто с помощью людей). Крысы могут опустошать небольшие острова, иностранные жабы сеют хаос в Австралии.

Конечно, мы могли бы возразить, что эти примеры происходят с планеты Земля, а мы здесь рассматриваем экзобактерии. Доводы, основанные на научной фантастике, а не на реальных наблюдениях, тоже забавны.

Что ж. Учитывая, что Земля поддерживала жизнь на миллионы лет дольше, чем люди существовали на этой конкретной планете. Не мог бы я вставить, что МЫ - результат инопланетных бактерий, которые были занесены на Землю после того, как прежние обитатели были "выселены"?

Поэтому не следует делать заранее предрешенный вывод о том, что нам, скорее всего, могут угрожать инопланетные бактерии. Скорее это был бы более законный аргумент нашей способности адаптироваться и выработать либо иммунитет к возможным атакам, либо гармонировать с ним, как бактерии, с которыми мы симбиотически живем в наших собственных животах.

Эволюция инопланетных бактерий и нашей собственной, безусловно, сыграла бы свою роль, но не меньшее значение имеет и нынешняя совместимость бактерий с окружающей средой. Тот факт, что он находится на ранней стадии эволюции по сравнению с родной планетой, может дать ему преимущество в адаптации, позволяющее ему выжить в зачастую стерилизующей среде космоса во время его путешествия к новой Земле -хозяину .

Обнаружение того, что он уже существует на планете, доказывает способность бактерий сопротивляться вымиранию, и перед нами встает вопрос, выигрываем мы или теряем из-за его присутствия, и если да, то можем ли мы контролировать его, прежде чем безудержно распространять и потреблять находящихся под угрозой исчезновения людей. жизнь?

Подобные обстоятельства приводят к аналогичному результату. Вполне вероятно, что планета, похожая на Землю, будет иметь похожих на Землю существ, флору, фауну и другие сходства. Это принцип, лежащий в основе большого количества научной фантастики и научного фэнтези о том, что инопланетяне преимущественно хищные двуногие, мало чем отличающиеся от человечества. На самом деле есть веские основания полагать, что их экзобактерии будут настолько похожи на наши, что различия будут настолько незначительными, что не окажут на нас существенного влияния.

Избавьтесь от микробов

Другой способ рассмотрения ситуации состоит в том, что если у вас есть космический корабль, достаточно большой, чтобы перевезти сотни людей, и движущийся со скоростью, скажем, 0,01с, то энергии, выделяемой замедляющимися ретро-ракетами, достаточно легко, чтобы сварить поверхность, убив любую жизнь в космосе. процесс. (Если нацелены на планету) И без этого есть другие способы уничтожить недружественных микробов. Мест во вселенной, где можно выжить без скафандра (или хотя бы дыхательного оборудования), будет немного.