Több millió élőlényt taposunk el minden lépésünkkel?

Talán még több szerencsével jártam volna, ha a feltételezhető zérónál több dzsainista dolgozna a hazai kutatólaboratóriumok környékén. Ez az az indiai vallás, melyben a szerzetesek az erőszakmentesség jegyében minden olyan növényi résztől (bármilyen gumó vagy gyökér, lásd krumpli) tartózkodnak, melyek elfogyasztása veszélyeztetné a növény életét, a szerzetesek pedig tollseprűvel járnak az utcán, nehogy rálépjenek egy hangyára.  Vajon a baktériumokat is el kellene takarítaniuk?

Az óind vallásfilozófia fókusza feltehetően nem kimondottan a mikrobiológián volt (bár a vallás emiatt tiltja például a másnapos élelmiszerek megevését is), továbbá lehetetlen és az emberi élettel nem összeegyeztethető minden kis jöttment prokarióta megóvása, de attól még húszabáló, alkalmi poloskairtó tömeggyilkosként is érdekelhet, apokalipszis lészen-e nyomomban a nanovilág osztályrésze.

Ahová lépek, ott...

Egyetlen gramm talaj kb. 50 millió baktériumsejtet tartalmaz, egy milliliter élővíz egymilliót. Bár egy átlagos baktériumsejt csak 1-2 mikronnyi (egy hajszál átmérője 80 mikron, a miheztartás végett), sok kicsi sokra megy, az össz földi biomassza 13-15 százalékát a baktériumok teszik ki. Másképpen kifejezve:

Mennyit pusztítok el közülük, ha dobolok a lábammal, ha rákönyökölök az asztalra, ha ütöm a klaviatúrát, ha kimegyek kávéért galaktikus léptékű lábaimon? Bár van egy-két erről szóló Quora és Reddit poszt, a szaktudomány a jelek szerint elég kevés figyelmet fordít a kérdésre. Ez abból a szempontból nem meglepő, hogy részben éppen a baktériumok számszerű fölénye miatt a sétafikálás nem tűnik túl hatékony fegyvernek ellenük. (Persze ne feledjük: a baktériumok túlnyomó része ártalmatlan, vagy éppen kifejezetten hasznos, továbbá, hogy jelentős részben mi magunk is baktériumokból állunk. Az emberi szervezeten belül több bakteriális sejt van, mint ahány humán.)

Baktériumok folyamatosan pusztulnak és szaporodnak a világban emberi ráhatás nélkül is, méghozzá elég pörgősen. Az osztódási sebességük 12 perc és 24 óra között van fajtól függően, és bár éppen az osztódás miatt önmagában nem nagyon lehet megmondani, hogy egy baktérium meddig él (ha úgy vesszük, addig, ameddig akár egyetlen „utódja” életben van), ha a számukat nagyjából konstansnak tekintjük, akkor az átlagos élettartam úgy 12 perc és egy nap között lehet. Az lehet egyéni tragédia, hogy én a tollam hegyével kinyírok pár ezret,  de ez populációs szinten nem oszt, nem szoroz.

Az orvostudományt és az alkalmazott mikrobiológiai kutatásokat azért sem izgathatja túlzottan a baktériumok összenyomhatósága, mert ennél sokkal hatékonyabb tömeggyilkos technikákat fejlesztettek ki. Fleming 1928-ban megfigyelte a penészgomba baktériumölő hatását, amiből kifejlesztette a penicillint, majd jött sorban a többi antibiotikum, melyek közül egy csomót ma már génmódosított baktériumokkal termeltetnek, másokat teljesen vegyiparilag állítanak elő. A kórokozó baktériumok ellen elsősorban kémiai fegyverekkel küzdenek, a nyers fizikának kevesebb szerep jut.

Halált hozó kabócaszárny

Az antibiotikumokkal szembeni rezisztencia, a rettegett, gyakran éppen kórházi fertőzésekkel terjedő  szuperbaktériumok miatt azért jut figyelem másfajta terápiás lehetőségekre is. Néhány éve például a kabócák adtak új ötletet a kutatásoknak. Mint azt több fajuknál is megfigyelték, a rovarok szárnyának alsó felén olyan nanostruktúrák vannak, amelyek szabad szemmel láthatatlanok, a mikroorganizmusok léptékében azonban életveszélyes tüskeerdőt alkotnak. Ezek a 200 nanométeres oszlopocskák lényegében felnyársalják a baktériumok sejtmembránját. Hasonló elven akár új, antibakteriális felületeket is ki lehetne alakítani olyan helyeken, ahol nagy számban fordulnak elő az ételmérgezést okozó E.coli vagy a szalmonella baktériumok.

Ha a baktériumokat fel lehet nyársalni, agyon is lehet csapni. És valóban, a baktériumokkal dolgozó laboratóriumokban megesik, hogy a kutató véletlenül összenyomja a vizsgált mikroorganizmust a mikroszkóp tárgylemezén. (Schrödinger bacija, csak itt a kutató maga a határozatlansági relációs kalapács.) Milyen lehet akkor az apokalipszis, ha nem egy szem vizsgálati alanyt semmisítünk meg, hanem azt a sok milliót, amelyik éppen előttem várja a járdán a megvilágosodást?

Nos, a legtöbb, utamba kerülő baktériumnak nagy valószínűséggel semmi baja nem lesz, miután tovadübörögtem. Leginkább azért, mert a látszat ellenére hozzájuk sem érek. Még ha a földfelszín szabad szemmel teljesen simának is tűnik, biztosak lehetünk benne, hogy tele van olyan nanoméretű göröngyökkel, mélyedésekkel, vetemedésekkel és repedésekkel, hogy az közelről nézve inkább egy kanyonokkal mélyen tagolt tájnak tűnne.

És akkor még ott vannak a lábam vagy a cipőm egyenetlenségei, hiszen még a legsimább talpú cipőnek is csak egy része éri valójában a talajt. Hogy mekkora, nem tudjuk százalékosan megbecsülni, de az biztos, hogy a cipőtalpam (az enyém 43-as , az valamivel több mint 200 cm² lehet, persze önök sem ártatlanok) alá kerülő mikroorganizmusok közül csak azoknak kontaktálok a környezetével, melyek az ő nanoméretű Sziklás-hegységüknek éppen a kitüremkedő csúcsain nézelődnek, és akkora pechjük van, hogy pont azt a kilátót találja telibe a gumicsizmám.

Ők sem biztos azonban, hogy belehalnak ebbe a találkozásba. Egy szem baktériumot ugyan viszonylag könnyű összenyomni, de egyrészt az sem pusztul el feltétlenül, másrészt a baktériumok a természetben sokkal kevésbé magányosak, mint egy laboratóriumban. Nagy részük rengeteg társával együtt úgynevezett biofilmbe ágyazódva él. Ezt a nyálkás trutyit, hivatalosabb nevén extracelluláris mátrixot főként maguk termelik, és természetes körülmények között, például a földben vagy a növények felületén a baktériumok többsége ilyen bevonatot alkotva található meg. A fehérjékből álló struktúra komoly védettséget jelent a benne élő baktériumoknak – az antibiotikumok hatástalansága időnként éppen ezzel függ össze.

Extrém nyomás szalmonella ellen

Nem olyan könnyű tehát összenyomni a földön vagy az asztalunkon lévő baktériumokat. Nem véletlen, hogy a fertőtlenítés sem elsősorban ezen az elven alapszik, a 70 százalékos alkohol, az UV-sterilizálás, vagy például a 121 fokon, zárt edényben végrehajtott gőzsterilizáció jobban kicsinálja őket. Utóbbiban ugyan a magas nyomásnak is van szerepe, de a hőmérséklet fontosabb és pusztítóbb. Ezért is ritka a paszkalizálás (főleg gyümölcsleveknél használják), az a dezinfekciós eljárás, amikor tényleg extra magas nyomással sterilizálnak. Az E. coli vagy a szalmonella 400-1000 MPa-nál purcan ki biztosan, ami a sokszorosa annak, amit akár a legkövérebb ember egy kézen állva képes lenne kifejteni.

Bár érzékeny helyeken a talaj felső pár milliméterét alkotó, évtizedek alatt kialakuló kriptobiotikus kérget a benne lévő egyszerű életformákkal, cianobaktériumokkal és egyebekkel akár azzal is elintézhetjük, hogy simán rálépünk (ez azért inkább sivatagos helyen valószínű, netán az Antarktiszon, ez a kéreg ugyanis ott van főleg jelen, ahol más élet nincs), egyébként a természetnek sokkal többet tudunk ártani más módszerekkel. Záró tanulság: a légycsapó és a pofonok nem túl jók a baktériumok ellen, használjunk inkább szappant.