Паразити та хости: біолог Юрій Стефанов про те, як реальна катастрофа від Interstellar

Лікарі, які переглядали нещодавно випущену плівку Interstellar від Крістофера Nolan, більш-менш погодилися, що рівень її наукової точності дуже високий. Проте історія Нолан допомогли розповісти про видатні теоретичні вчені не з фізичними, але досить з біологічними приміщеннями – рослини, які ми їсти поступово зникли на Землі. На фоні цієї ділянки творці приділяють меншу увагу, ніж розрахунки зовнішнього вигляду натяжного диска навколо надмасивного чорного отвору під назвою Gargantua. Біолог Юрій Стефанов розповів, що вони були неправильними. У відносно близькому майбутньому, який зображений у фільмі, біосфера Землі починає різко змінюватися. З'являється певний збудник, чисто знищує вирощування рослин: пшениця, картопля, бамія (okra) і швидко з'являються до кукурудзи. При цьому сперечається, що поширення і життєдіяльність мікроорганізму в майбутньому змінить склад атмосфери Землі таким чином, що він стане непридатним для людей, або через високий вміст азоту або навпаки.

Хочу сказати, що з точки зору нашого метаболізму всілякі бактерії можуть дійсно працювати чудеса, використовуючи різні органічні та неорганічні сполуки, як базові окислювачі та джерела хімічної енергії, тому метаболізм фантастичного збудника є цікавим сюжетом. Є і бактерії, які споживають атмосферний азот і бактерії, які роблять азот від аміаку і нітритів. Вони люблять роботу як команда, яка бере участь у різних кутах в циклі цього елемента на планеті. Можна фантазувати, що один з них зробить гострий еволюційний стрибок, досягаючи драматичного збільшення кількості або продуктивності, в результаті чого склад атмосфери почне змінюватися, але важливо пам'ятати, що в екології все взаємопов'язане, і цей ефект, ймовірно, буде швидко згасати іншими організмами. Одні види чітко не здатні накопичувати баланс в біосферному циклі азоту. І різкі еволюційні зміни часто виникають не самі, але у відповідь на деякі системні порушення в середовищі або геологічних катаклізмах.



З іншого боку, в історії Землі виникла якісна зміна композиції атмосфери, а еволюція життя мала вирішальний вплив на цей процес. Приблизно 2,4-2,3 млрд років тому, так звана киснева революція сталася, викликана в частині розвитку фотосинтетичних мікроорганізмів. Проте, не варто забувати, що цей процес приймав багато мільйонів років, а не життя пари людських поколінь.



Навіть якщо ми приймаємо можливість неймовірно агресивних мікробів знищувати рослини, то дуже важко уявити такий розвиток, в якому з'являються цілі культури. Одним з реальних прикладів надзвичайно небезпечного паразита сільськогосподарських рослин є фітофторофоро гриб. Це викликало Велику Картопляну голод в Ірландії 1845-1849 рр. Але тільки окремі культури уражені цим паразитом, і певна кількість рослин, як правило, зберігаються з інфекції.

Справа в тому, що не існує універсальних збудників, а не існують будь-які види, так генетично однорідні, які не можуть протистояти зараженню.



Ця точка ігнорується в більшості кіно, які розповідають нам про епідемії та різні версії зомбі апокаліпсе. Навіть найгірші людські паніки, такі як іспанський грип, не вбили більше 5-10% людей, які живуть там. У кіно зазвичай потрібно для всіх або практично всіх, щоб стати зараженими і штампованими.

Взаємовідносини між організмом і паразитами завжди є еволюціонарні гонщики. У хості захисні механізми еволюціонуються, і в збуднику, системи для обходу їх. Це дуже рідкісна гонка, коли один учасник перезавантажує ще так швидко і сильно, що він повністю знищує його. Після всього, якщо параситичні види руйнують хост, то він сам помирає.

Еволюційне значення тут точно у встановленні співіснування. Паразит повинен досягти здатності відтворити за рахунок хосту без заморожування його населення, а ведучий потребує паразита, щоб або переключатися до когось іншого або просто не заважати життя. У разі вирощування рослин ситуація з хвороботворними мікроорганізмами дуже відрізняється від природного, так як люди допомагають їм у боротьбі з паразитами, за допомогою яких виховують всілякі пестициди, антибіотики та генетичні модифікації. фантастичний суперпатоген зможе знищити всі види рослин тільки якщо щось відбувається для людства. Фільм Крістофера Нолана з'являється на зв'язку з цією ситуацією.



В Interstellar порушення балансу біосфери супроводжується загальним релаксом та апатією суспільства. В галузі науки і високих технологій, намагаючись зберегти своє існування великим сільським господарством. Лікувально-дослідні програми лікуються, природні науки вже не навчаються в школах.

З одного боку, такий розвиток важко вірити, тому що фільм, який ілюструє дезоляції, однак показує технології, які далеко перевершують те, що ми зараз. Космічні трансфери, роботи з потужним штучним інтелектом, інкубатори, які дозволяють виростити заморожені людські злитки. Все говорить про те, що людина може добре спробувати повернути планету до нормального. Але з іншого боку, що це використання високотехнологічних пристроїв, якщо переважна більшість забули, як використовувати їх і не бажають вчитися назад?

Тут не можна згадати ще одну проблему, яка буде нагадувати або нехайно нагадує «Інтерселлар». Зростання і розвиток практично завжди пов'язані. Історія, людство виросло, і це зростання можна описати як гіперболічна крива. Але збільшення кількості такого закону не може йти назавжди, адже нескінченна кількість людей не може підходити на невелику Землю. Очевидно, що зростання зупиниться в певній точці, а кількість людей у світі буде або поселений біля 10-15 мільярдів знаків або знизиться. Найцікавіше, що цей демографічний перехід відбувається прямо до наших очей. В кінці минулого століття ми були впевнено прагнули до нескінченності, і зараз ми зупиняємось.



Але як буде хальт в зростання впливає на динаміку нашого розвитку? Яким буде наш пріоритет? Скільки з нас за цей час будуть умовні фермери, які відмовляються від МРТ і розповіді про космічні дослідження в навчальних посібниках, і скільки астрономів, готових зануритися в Black Hole? Що ми будемо робити про проблеми нашої планети? Чи є поява нових вірусів, змін клімату або загрози астероїдного впливу. Хочу вірити, що нам достатньо захистити Землю від можливої катастрофи, і побудувати новий будинок в світлі нового Сонця.

Джерело: теоріяandpractice.ru