Bakterie sprzed 30 tys. lat znały nasze antybiotyki. Naukowcy znaleźli dowód w wiecznej zmarzlinie

Spis treści:

1. Skąd wzięła się oporność bakterii na antybiotyki?
2. W wiecznej zmarzlinie znaleziono bakterie oporne na współczesne leki
3. Antybiotyki istniały miliony lat przed pojawieniem się człowieka
4. Czy zbliżamy się do ery postantybiotykowej?

Przez niemal sto lat antybiotyki uchodziły za cudowne leki, które zrewolucjonizowały medycynę i uratowały miliony ludzi. Dziś ich skuteczność jest jednak coraz poważniej zagrożona przez narastającą oporność bakterii. W swojej książce biolog Liam Shaw, badacz ewolucji bakterii i mechanizmów lekooporności na Uniwersytecie Bristolskim pokazuje, że antybiotyki nie zostały przez człowieka wynalezione. Odkryliśmy jedynie cząsteczki powstające w przyrodzie od milionów lat. Poniższy fragment opowiada o niezwykłym znalezisku z kanadyjskiego Klondike i wyjaśnia, dlaczego pradawne bakterie mogły być oporne na lek wprowadzony do medycyny dopiero w 1955 roku.

Skąd wzięła się oporność bakterii na antybiotyki?

W XX w. każdy nowy antybiotyk zdawał się prowadzić do powstania nowych genów oporności wśród bakterii. Skąd się one brały?

W poszukiwaniu źródeł oporności naukowcy zwrócili się ku zamrażarkom ukrytym w zakamarkach uniwersytetów, szpitali i departamentów zdrowia publicznego. Te zamrażarki zawierały stare próbki bakterii z początku XX stulecia, jeszcze sprzed odkrycia antybiotyków: próbki z włoskich epidemii czerwonki czy przerażających ran żołnierzy I wojny światowej. Gdy naukowcy przebadali te archiwa odkryli, że bakterie w zamrażarkach miały niewiele genów odpowiedzialnych za współczesną oporność na antybiotyki albo w ogóle ich nie miały.

Wyglądało to tak, jakby wprowadzenie antybiotyków wywołało nagłe zmiany w bakteriach. Oporność na antybiotyki wydawała się całkowicie współczesną opowieścią o ludzkiej pysze technologicznej. Dziś walka z opornymi drobnoustrojami obejmuje nie tylko poszukiwanie nowych leków. Naukowcy próbują również znaleźć słabe punkty superbakterii, aby ponownie uczynić je podatnymi na leczenie.

Jednak inni badacze z taką tezą się nie zgadzali. W 2006 r. kanadyjski mikrobiolog Gerry Wright wykazał, że próbki ziemi zebrane z dala od ludzkich osad zawierają w obfitości bakterie oporne na antybiotyki. Dla wielu było to alarmujące zaskoczenie. Jednak krytycy twierdzili, że żaden zakątek świata nie pozostał nietknięty przez człowieka: jak Wright mógł być pewien, że gleba nie została w jakiś sposób skażona antybiotykami? Aby odpowiedzieć na ten zarzut, Wright musiał przeanalizować glebę z odległej przeszłości.

W wiecznej zmarzlinie znaleziono bakterie oporne na współczesne leki

I tutaj na scenę wkroczył region Klondike. Wright i jego współpracownicy mieli nadzieję wykorzystać wieczną zmarzlinę jako naturalną zamrażarkę. Gdy przeanalizowali DNA zamrożone przed wiekami, odkryli coś niezwykłego. Wśród fragmentów mamutów i bizonów znaleźli bakterie oporne na nowoczesne antybiotyki.

Podobne właściwości wykazywała superbakteria sprzed 5 tys. lat, odkryta w lodzie rumuńskiej jaskini Scărișoara. Naukowcy wykryli tam nawet geny oporności na antybiotyk zwany wankomycyną, który był stosowany jako ostatnia deska ratunku w leczeniu przeciwko opornym szczepom gronkowca – superbakteriom znanym jako MRSA. Wankomycyna została po raz pierwszy użyta w 1955 r. – ale wieczna zmarzlina nie kłamała.

Antybiotyki istniały miliony lat przed pojawieniem się człowieka

Wydawało się to paradoksem. Jak bakterie sprzed 30 tys. lat mogły być oporne na antybiotyk stworzony w latach 50. XX w.? Odpowiedź brzmi: antybiotyki nie zostały wynalezione w XX w. Są o wiele, wiele starsze.

Ludzie odkryli antybiotyki w XX w., ale ich nie wynaleźli. Większość ważnych antybiotyków, na których polegamy dzisiaj, opiera się na cząsteczkach wytwarzanych przez inne organizmy, nie tylko mikroby, często grzyby – te same formy życia, które powodują choroby zakaźne. Zabicie jednej z tych komórek jest łatwe: można ją zagotować lub rozpuścić kwasem. Jednak nie możemy użyć wrzącej wody ani kwasu do zabicia bakterii wewnątrz ciała, bo to zaszkodziłoby również nam.

Pod tym właśnie względem antybiotyki różnią się od innych metod zabijania mikrobów. Przez miliony lat ewolucji bakterie i grzyby wykształciły cząsteczki zdolne do uśmiercania, okaleczania lub unieszkodliwiania się nawzajem. Ale nasz ostatni wspólny przodek z bakteriami żył miliardy lat temu. Ewolucja od tego czasu sprawiła, że podstawowa architektura komórkowa ludzi bardzo różni się od bakteryjnej.

Ludzka komórka ewoluowała, by żyć tylko w płynie utrzymywanym wewnątrz ludzkich ciał, gdzie stężenie cząsteczek na zewnątrz komórki równoważy to, co jest wewnątrz. Jeśli umieścisz komórkę z twojego ciała w czystej wodzie, zacznie ona powoli pęcznieć, ponieważ woda będzie przenikała przez jej selektywnie przepuszczalną błonę, aż w końcu pęknie niczym przepełniony balon. W przeciwieństwie do tego bakterie i grzyby mają ścianę komórkową, która pozwala im zachować kształt w wodzie i przetrwać w wielu różnych środowiskach.

Antybiotyki wyewoluowały w naturze w taki sposób, że atakują składniki komórkowe, które posiadają bakterie, a których my nie mamy. Ten prosty fakt oznacza, że możemy bezpiecznie spożywać antybiotyki, a nasze własne komórki w dużej mierze pozostaną nietknięte. W ten sposób antybiotyki są wyjątkowe wśród leków.

Większość leków działa poprzez ingerencję w ludzkie komórki: aspiryna łagodzi ból głowy, tłumiąc chemiczne sygnały bólu i stanu zapalnego; kofeina pobudza, blokując receptory adenozyny i zapobiegając senności. Natomiast antybiotyk atakuje bakterie – starożytne zagrożenie, które trapiło ludzi od zarania dziejów, ale dzięki antybiotykom zostało w większości opanowane.

Czy zbliżamy się do ery postantybiotykowej?

Antybiotyki mogą być starożytnymi cząsteczkami, ale ich zastosowanie przez ludzi jest nowoczesne. Chociaż historia zna przykłady ludzi używających pleśni wytwarzających antybiotyki do leczenia ran, to dopiero w XX w. ludzkość odkryła, jak wyizolować i oczyścić naturalne antybiotyki oraz wytwarzać z nich leki. Ten postęp wyznacza podział historii na dwie ery: przed antybiotykami i po antybiotykach.

Jak większość naukowych przełomów, nie nastąpiło to z dnia na dzień. Ale jeśli trzeba by było wybrać jeden rok, w którym można by narysować tę linię podziału, rozsądnym wyborem byłby rok 1928, kiedy to Alexander Fleming zauważył działanie przefiltrowanego wyciągu z hodowli pleśni. Nazwał go penicyliną. Gdy naukowcy w kolejnych dekadach zaczęli na poważnie szukać antybiotyków, odkryli, że gleba zawiera niewyobrażalne ich bogactwo. Współcześnie poszukiwania przeniosły się również do świata technologii – sztuczna inteligencja pomaga odkrywać nowe klasy antybiotyków, analizując miliony potencjalnych związków chemicznych. W połowie XX w. era, którą historycy nazywają „złotym wiekiem” antybiotyków, była w pełnym rozkwicie.

Stulecie, które minęło od obserwacji Fleminga, było erą antybiotyków – okresem, który historyk Claas Kirchhelle nazwał „Antibiocene”. To młoda era: gdyby historię Ziemi skompresować do jednego roku, penicylina zostałaby odkryta pod sam koniec ostatniej sekundy. Lecz antybiotyki nie wyeliminowały bakterii całkowicie. Biolog Joshua Lederberg określił kiedyś mikroby jako „naszych konkurentów ostatniej szansy w dominacji nad planetą” i ta rywalizacja jest daleka od zakończenia. Coraz częściej pojawiają się ostrzeżenia, że rosnący poziom oporności na antybiotyki może oznaczać, że zbliżamy się do trzeciej ery: ery postantybiotykowej.

Fragment pochodzi z książki Liama Shawa „Zdradliwy cud. Co nas czeka, gdy antybiotyki przestaną działać”, Helion Wydawnictwo Naukowe, 2026. Śródtytuł, tytuł artykułu, lead oraz tekst wprowadzający pochodzą od redakcji. Książka ukazała się 23 czerwca 2026 r.

O Autorze

Dr Liam Shaw jest biologiem pracującym na Uniwersytecie Bristolskim, gdzie bada ewolucję bakterii oraz mechanizmy ich oporności na leki. Wcześniej prowadził badania na Wydziale Biologii Uniwersytetu Oksfordzkiego. Jest autorem publikacji naukowych i artykułów popularnonaukowych.