Работа исследователей из американского Университета Тафтса была опубликована в журнале Advanced Materials. Перчатки на первый взгляд выглядят совершенно обыкновенно, и изготовлены они из материала на основе шёлка. Но всё меняется в тот момент, когда ткань сталкивается с бактериями вроде кишечной палочки и другими опасными микроорганизмами. В эту секунду на поверхности перчаток проступает красное слово «contaminated» (загрязнены – англ.).
На одной руке человека живут миллионы бактерий и примерно полторы сотни разных видов — и это нормальная, в основном безобидная картина. Микробиолог Таша Стурм однажды попросила восьмилетнего сына прижать ладонь к чашке Петри с питательной средой, подержала её около суток в инкубаторе при температуре тела, а потом оставила при комнатной — и за несколько дней колонии выросли до размеров, которые видно невооружённым глазом. Снимок разошёлся по всему миру, но за красивой картинкой прячется путаница: одни источники говорят про миллионы, другие про полторы сотни. Это не противоречие — просто считают разное.
Количество клеток и количество видов — это разные числа
Прежде чем называть цифры, нужно понять, что именно измеряют. Количество бактериальных клеток на коже считают старым добрым посевом: микробов с руки переносят на питательную среду и подсчитывают выросшие колонии (КОЕ — колониеобразующие единицы). А вот количество видов определяют совсем иначе — секвенированием гена 16S рРНК, то есть читают фрагменты ДНК и смотрят, скольким разным бактериям они принадлежат.
Это два независимых вопроса. На одной руке могут жить миллионы клеток, но принадлежать они будут паре сотен видов. Смешивать эти числа — частая ошибка популярных текстов. Если вам интересно, чем вообще отличаются эти крошечные обитатели друг от друга, у нас есть отдельный разбор про бактерии и микробы.
Сколько бактерий на руках человека по количеству клеток
Если считать клетки, цифры получаются внушительные. Контрольные посевы дают порядка 1,5–4 миллионов организмов на одну руку. Это не значит, что у всех ровно столько: разброс огромный. Медианный аэробный посев показывает около 4,6 log₁₀ КОЕ на руку, то есть примерно 40 тысяч колоний, а в разных исследованиях значения гуляют от десятка тысяч до миллионов.
Современные методы позволяют считать быстрее и точнее. Один из них — проточная цитометрия с красителем SYBR Green I: краситель связывается с ДНК, и прибор подсчитывает живую бактериальную популяцию на коже за считаные минуты. Есть и бытовая закономерность: доминантная рука несёт примерно на 50% больше колоний, чем недоминантная — логично, ведь именно ей мы чаще всё трогаем.
Какие микробы живут на руках: резидентная и транзиторная флора
Микрофлору кожи делят на две группы. Резидентная флора — постоянные жильцы, которые размножаются прямо на коже. Транзиторная флора — временные гости: они оседают на руках, когда вы берётесь за поручень или дверную ручку, но долго не задерживаются и обычно не размножаются. Именно транзиторные микробы важнее всего для гигиены — их как раз и смывает мыло.
Постоянные обитатели — в основном спокойные симбионты:
стафилококки кожи — Staphylococcus epidermidis и S. hominis
коринебактерии и пропионибактерии — Cutibacterium (Propionibacterium) acnes
дрожжевая флора — грибки рода Malassezia (Pityrosporum)
Если смотреть крупнее, большинство кожных симбионтов относятся к четырём типам бактерий: Actinobacteria, Firmicutes, Proteobacteria и Bacteroidetes. Любопытная деталь: ладонь и предплечье — это сухие участки кожи, и именно они оказались самыми разнообразными и наименее стабильными по составу, в отличие от жирных сальных зон лица. То, что выросло на чашке Стурм, — как раз срез этой пёстрой ладонной флоры.
Сколько разных видов бактерий на руке: исследование Fierer
Самые точные цифры по видам дало классическое исследование Ноа Фирера и коллег из Университета Колорадо в Боулдере, опубликованное в журнале PNAS 3 ноября 2008 года. Учёные секвенировали ДНК с ладоней и получили неожиданно богатую картину. На одной типичной руке оказалось около 150 разных видов бактерий. А когда исследователи собрали данные со 102 ладоней 51 участника, суммарно набралось более 4700 видов бактерий.
Самое интересное — насколько мы все разные. Всех участников объединяли лишь 5 общих видов, остальное у каждого своё. И ещё одна цифра, которая удивляет: правая и левая ладонь одного человека совпадают по составу в среднем лишь на 17%. То есть на двух ваших руках живут заметно разные сообщества.
Почему на ладони больше микробов, чем на предплечье
Разнообразие распределяется по руке неравномерно. По данным Fierer, видов на ладони втрое больше, чем на предплечье и локте. Объяснение простое и бытовое: ладонью мы постоянно контактируем с миром — берёмся за вещи, здороваемся, касаемся поверхностей, и каждый такой контакт подсаживает новую транзиторную флору. Предплечье такого потока гостей не получает.
Есть и гендерная закономерность: у женщин в среднем примерно на 50% больше видов на руках, чем у мужчин. Авторы исследования связывают это с разницей в кислотности кожи и в уходе, но это объяснение остаётся гипотезой, а не доказанным механизмом. Кстати, состав кожной микрофлоры меняется со временем, и по нему даже можно прикинуть возраст человека — об этом мы рассказывали в материале про микробы кожи и возраст.
Что со всем этим делать на практике
Главный вывод не в том, что руки грязные, а в том, что они живые: миллионы клеток и сотни видов — это норма, и большая часть резидентной флоры безобидна или даже защищает кожу. Опасность создают не постоянные жильцы, а транзиторные гости, которые приходят с поверхностей. Поэтому смысл мытья рук — не в стерильности, а в том, чтобы регулярно смывать именно эту временную флору перед едой и после контакта с общими предметами. А чтобы добиться этого без фанатизма, держите в голове одну вещь, о которой часто забывают: тщательно сушите руки после мытья — на влажной коже микробы переносятся охотнее, чем на сухой.
Космическое пространство может быть жесткой средой для жизни, но некоторые живучие микробы могут выживать в нем удивительное количество времени. Как долго и почему вообще это возможно, до сих пор остается волнующими и спорными вопросами. Устойчивые штаммы микробов обнаруживаются в чистых комнатах космических аппаратов. В 2014 году появились российские сообщения о планктоне, который выжил за пределами Международной космической станции, однако сотрудники NASA списали их за нехваткой доказательств.
Когда большинство людей задумываются о наноботах, они представляют крошечных, полностью механических существ. Нам кажется, что первые эксперименты в нанопроизводстве и первые созданные в молекулярных масштабах машины пойдут по стопам промышленности 19 века, только в значительно меньших масштабах. Однако за последние годы ученые добились значительных успехов в совершенно другой области наномашин, которые берут начало из несколько других научно-фантастических традиций: киборги.
Один из самых мощных инструментов в биологии обладает ироническим ограничением: он может сканировать только мертвые вещи. Растровый электронный микроскоп (для удобства будем называть его просто РЭМ) позволил ученым впервые увидеть двойную спираль ДНК, понять, как спроектированы различные насекомые, и показал вирус иммунодефицита человека — который вызывает СПИД. РЭМ отлично видит крошечные вещи, но из-за того, чтобы электроны могли отпрыгивать от их поверхностей и выдавать картинку, ему нужен вакуум. А для живых существ, как известно, вакуум — смерть.
Почвенных микробов, которые обитают в пустынях, лесах и степях, можно встретить в центральном парке Нью-Йорка. Исследователи были удивлены, обнаружив в городском парке тысячи различных микробов. Самое интересное, что многие из них неизвестны науке.
В последний день сентября в Амстердаме открылся первый в мире интерактивный зоопарк микробов. Новое учреждение познакомит своих посетителей с крошечными созданиями, которые составляют две трети всего живого на Земле и влияют на жизнь нашей планеты.
Новое исследование показало, что крошечные организмы в маслянистой жидкости в недрах Земли могут помочь найти инопланетную жизнь, скрытую в глубинах космоса. Немецкие ученые обнаружили микроорганизмы внутри капель воды из необычного озера в Тринидаде и Тобаго.
Научные сотрудники Центра по изучению жизни в экстремальных условиях, принадлежащего Государственному университету Портленда, провели новые исследования и выяснили, что очень многие виды бактерий могут выживать в чрезвычайно сложных условиях, будучи заточенными в стекле. Важность этого исследования заключается в том, что оно может помочь в поиске жизни на других планетах, а в качестве примера ученые приводят Марс.
Американские и австралийские исследователи обнаружили самые древние объекты биологического происхождения. Они представляют собой окаменевшие бактериальные маты (биоценозы) возрастом до 3,5 миллиарда лет. Находки сделаны в западной части Австралии и по своей структуре напоминают современные бактериальные маты.
Очень часто мы игнорируем вещи, которые не способны видеть. Например, подземные организмы, которые существуют независимо от нашего восприятия, играют жизненно важную роль в экосистеме. Эти микробы могут оказывать влияние на генетическую структуру растения, его состояние здоровья и способ взаимодействия с другими растениями. Ученые решили вплотную заняться изучением этой темы. Результаты исследований были опубликованы в серии статей специальной редакции журнала American Journal of Botany.
Недавно опубликованная в научном журнале PLOS ONE заметка свидетельствует о том, что ученые нашли Ктулху внутри термитов. Более того, ученые объяснили, что «ктулхи» на самом деле очень полезны для термитов, потому что обитая в пищеварительном тракте помогают переваривать вредным букашкам дерево, которым они и питаются.
Никогда не задумывались, что микробы тоже могут быть очень красивыми и очень сложными внутри, невзирая на то, какой вред они нам могут нанести? Если нет, то чуть ниже вас ждет подборка этих потрясающих вылитых в стекле мелких «букашек» за авторством Люка Джеррама.