Роб Данн

НЕ ОДИН ДОМА

Естественная история нашего жилища от бактерий до многоножек, тараканов и пауков

Посвящается Монике, Оливии, Огасту и всем живым существам, живущим рядом с нами

Переводчик Максим Винарский, д-р биол. наук

Научный редактор Марина Кривошеина, д-р биол. наук

Редактор Роза Пискотина

Издатель П. Подкосов

Руководитель проекта А. Тарасова

Корректоры И. Астапкина, Е. Сметанникова

Компьютерная верстка М. Поташкин

Иллюстрация обложки Olaf Hajek

© Rob Dunn, 2018

© Издание на русском языке, перевод. ООО «Альпина нон-фикшн», 2021

© Электронное издание. ООО «Альпина Диджитал», 2021

* * *

Эта книга издана в рамках программы «Книжные проекты Дмитрия Зимина» и продолжает серию «Библиотека „Династия“». Дмитрий Борисович Зимин — основатель компании «Вымпелком» (Beeline), фонда некоммерческих программ «Династия» и фонда «Московское время».

Программа «Книжные проекты Дмитрия Зимина» объединяет три проекта, хорошо знакомые читательской аудитории: издание научно-популярных переводных книг «Библиотека „Династия“», издательское направление фонда «Московское время» и премию в области русскоязычной научно-популярной литературы «Просветитель».

Подробную информацию о «Книжных проектах Дмитрия Зимина» вы найдете на сайте ziminbookprojects.ru.

Пролог. Homo domashnius

Мое детство прошло на открытом воздухе. Мы с сестрой возводили крепости, копались в земле, протаптывали тропинки и раскачивались на лианах. Мы приходили домой, только чтобы переночевать или когда на улице было так холодно, что мы боялись отморозить себе пальцы (в сельской местности штата Мичиган, где я вырос, такое случалось даже в середине весны). Но наша жизнь протекала вне домашних стен.

Со времен нашего детства жизнь сильно изменилась. Современные дети почти постоянно находятся дома, не считая коротких перебежек из одного здания в другое. Это совсем не преувеличение. Среднестатистический американский ребенок 93 % своего времени проводит в помещении или в транспорте. И это типично не только для США, но и для Канады и для многих европейских и азиатских стран[1]. Я не намерен здесь сокрушаться о том, как плох наш мир. Напротив, я полагаю, что это свидетельство перехода нашего вида на принципиально новый этап культурной эволюции. Наш вид превратился или превращается в Homo domashnius, человека домашнего. Мы живем в мире, образованном стенами наших домов или квартир и связанном скорее с переходами в соседние помещения или другие здания, чем с внешним миром. Учитывая эту метаморфозу, нам необходимо прежде всего знать, что за виды обитают в наших домах, как они могут повлиять на наше благополучие. Но на деле мы только-только начинаем этим интересоваться.

То, что бок о бок с нами существуют другие формы жизни, нам известно еще со времен, когда микробиология делала свои первые шаги. И занимался этим единственный человек на свете, Антони ван Левенгук, который обнаружил удивительный мир незримых глазу организмов, живущих в его доме и на его теле, а также в домах и на телах своих соседей. Изучая их, он испытывал чувство радостного вдохновения и даже трепета. Но в течение целого столетия после смерти Левенгука не нашлось ни одного продолжателя его дела, и лишь когда обнаружилось, что некоторые из этих существ являются патогенными (болезнетворными), все внимание обратилось на них. Вслед за этим серьезно изменилось и публичное восприятие невидимого мира. Люди начали думать, что все виды, живущие вокруг нас, опасны и их надо уничтожать. Это спасало жизни, но дело зашло слишком далеко, и в результате никому не приходило в голову заняться изучением других организмов, живущих в наших домах, или хотя бы просто обратить на них внимание. Несколько лет назад ситуация начала меняться.

Научные коллективы, включая тот, которым руковожу я, стали проводить исследования в этой области. Первым делом мы начали «инвентаризацию» форм жизни в наших домах по тому же принципу, как описывается биологическое разнообразие в джунглях Коста-Рики или саваннах Южной Африки. И здесь нас сразу же поджидали неожиданности. Мы полагали, что обнаружим несколько сотен видов. На деле же мы нашли почти 200 000 (точное число зависит от способа подсчета). Многие из этих видов микроскопически малы, но другие, хотя и более крупные, тоже оставались незамеченными. Сделайте вдох, глубокий вдох. Вдыхаемый кислород поступает в альвеолы, лежащие в глубине ваших легких. С каждым вдохом вместе с кислородом в ваши легкие попадают представители сотен или даже тысяч видов. Присядьте. Вас окружает целый «зоопарк» из парящих, ползающих, прыгающих видов. В своем доме мы никогда не бываем одни.

Но что за виды живут рядом с нами? Есть, конечно, крупные виды и зримая для нас жизнь. В домах по всему миру с нами соседствуют десятки и сотни разных позвоночных животных и еще больше видов растений. Еще более разнообразны членистоногие, включая насекомых и родственные им группы. Они не такие большие, как позвоночные, но все равно видны невооруженным глазом. Но и членистоногие значительно уступают по числу видов представителям царства грибов, хотя многие из них вовсе не микроскопических размеров. Бактерии гораздо мельче, чем грибы, и совершенно недоступны невооруженному глазу. Число видов бактерий, найденных в человеческих домах, превышает число видов птиц и млекопитающих, вместе взятых. Еще мельче бактерий вирусы — и те, что инфицируют растения и животных, и так называемые бактериофаги, атакующие бактерии. Мы ведем учет разнообразия каждой из этих групп по отдельности, но на самом деле они попадают в наше жилище не поодиночке. Когда ваш пес возвращается с прогулки, он может принести с собой блох, в чьих кишечниках живут грибы и бактерии, на которых паразитируют бактериофаги. Когда Джонатан Свифт, автор «Путешествий Гулливера», писал о том, как

…произвел переполох

Тот факт, что блохи есть у блох.

И обнаружил микроскоп,

Что на клопе бывает клоп…{1}

он не представлял себе истинного положения вещей даже наполовину.

Возможно, услыхав про всю эту невидимую жизнь, вы тут же помчитесь к себе домой, чтобы поскорее начать генеральную уборку. Но тут кроется еще одна неожиданность. По мере того как мы с коллегами погружались в поиски, нам становилось все яснее, что многие формы жизни в наших домах не только приносят пользу, но просто необходимы. Некоторые из них способствуют работе нашей иммунной системы. Другие помогают держать под контролем вредные организмы и бороться с патогенами. Многие являются потенциальным источником новых энзимов или лекарств, а кое-какие могут использоваться при ферментировании новых сортов пива и хлеба. Тысячи других видов поддерживают экологические процессы, благоприятные для людей, например охраняют водопроводную воду от патогенов. Итак, большинство наших невидимых соседей или не причиняют вреда, или даже приносят нам пользу.

К сожалению, в то самое время, когда ученые начали открывать благотворные и жизненно необходимые аспекты биологического разнообразия человеческого жилища, в обществе в целом нарастало стремление стерилизовать наше жизненное пространство. Побочные последствия этих попыток человека уничтожить всю постороннюю жизнь в собственных домах несложно предугадать. Применение пестицидов и антимикробных средств вместе с возрастающими успехами в изоляции жилья от внешнего мира приводят к истреблению и изгнанию полезных видов, беззащитных против этих средств борьбы. Мы, сами того не желая, оказываем услугу таким выносливым видам, как рыжий таракан, постельный клоп или смертоносный микроб, известный как MRSA (метициллинрезистентный золотистый стафилококк, или устойчивый к антибиотику метициллину штамм бактерии Staphylococcus aureus). Мы не только способствуем их устойчивости, но даже ускоряем их эволюцию. Виды, живущие по соседству с нами, эволюционируют с беспрецедентной скоростью, возможно самой высокой за всю их историю на Земле. И достигается она за наш с вами счет. В результате исчезают более уязвимые виды, неспособные конкурировать с вновь возникающими и весьма вредоносными штаммами. Добавлю к этому, что масштаб происходящих изменений огромен. Наши жилища представляют собой постоянно растущие биомы, превосходящие по площади некоторые естественные.

Наверное, нагляднее будет рассмотреть все это на примере отдельно взятого населенного пункта. Возьмем Нью-Йорк, а именно Манхэттен. На илл. П 1 представлена площадь Манхэттена. Большой круг соответствует площади всех жилых помещений, а круг поменьше — площади незастроенных участков. Первая сегодня в три раза превосходит вторую. Именно в этом закрытом мире любой вид, способный в него проникнуть, находит благоприятный стабильный микроклимат и огромное количество пищи (человеческие тела, продукты питания, содержимое наших домов). В таких условиях жизнь внутри помещений никогда не будет стерильной. Иногда говорят: природа не терпит пустоты. Правильнее сказать, что природа пожирает пустоту. Если какой-нибудь вид окажется в среде, где у него нет конкурентов в борьбе за пищу или пространство, то он захватит ее очень быстро, пройдет сквозь все двери, проникнет в каждую щель, в каждый уголок, от шкафа до кровати. Лучшее, что мы можем сделать, это населить свой дом видами, которые полезны для нас, а не приносят вред. Но, чтобы добиться этого, надо сначала изучить те 200 000 или около того видов, которые уже соседствуют с нами и о которых так мало известно.

Эта книга рассказывает о той незримой жизни, которая, вероятно, таится в наших домах, и о том, какие изменения с ней происходят. Эта жизнь имеет самое прямое отношение к нашим секретам, нашим предпочтениям и нашему будущему. Она влияет на наши здоровье и благополучие. Она полна тайн и излучает величие и значимость. Мы до сих пор не знаем историю большинства видов, ее составляющих, но то, что нам известно о некоторых из них, изумит вас. Когда речь идет о видах, которые кормятся, спариваются и плодятся бок о бок с нами, все выглядит совсем не так, как кажется.

Илл. П 1. Площадь помещений в Манхэттене с учетом площади всех этажей в зданиях сегодня примерно в три раза превышает географическую площадь самого острова. Поскольку численность и плотность населения городов растут, скоро большая часть человечества будет жить в местностях, где площадь пола в помещениях превышает площадь участков земли. (По материалам, опубликованным Рабочей группой по эволюционной биологии застроенной среды, в статье «Эволюция биома жилых помещений», Trends in Ecology and Evolution, 30, no. 4 [2015]: 223–232.)

Глава 1. Изумление

Труды мои, коим я предавался столь долгое время, были предприняты вовсе не ради той славы, что я наслаждаюсь ныне, но паче всего ради тяги к познанию, которая, как я замечаю, свойственна мне более, чем большинству других людей. А посему всякий раз, когда случалось мне открыть нечто замечательное, я почитал долгом своим изложить сие открытие на бумаге, дабы сделать его достоянием всех проницательных мужей.

Из письма Антони ван Левенгука от 12 июня 1716 г.

О том, когда, где и как началась история изучения диковинной жизни в наших домах, единого мнения нет. Вполне возможно, что это произошло в голландском городе Дельфте одним весенним днем 1676 г. Антони ван Левенгук вышел из дома, чтобы купить черного перца. Пройдя полтора квартала, он оказался на рынке, миновал рыбные ряды, лавку мясника и прошел мимо городской ратуши. Расплатившись с торговцем за купленный товар и поблагодарив его, вернулся домой. Но, придя к себе, Левенгук не стал сдабривать перцем свою еду. Вместо этого он бережно высыпал треть унции черного горошка в чашку с водой, чтобы зерна пропитались влагой. Ему хотелось размягчить их, а потом раскрыть и посмотреть на их содержимое, придающее перцу остроту. В течение следующих недель он снова и снова подходил к чашке, чтобы взглянуть на зерна. Спустя три недели наступил решающий момент. Левенгук решил налить немного перечной настойки в тонкую стеклянную трубку, которую он заблаговременно выдул. Вода оказалась удивительно мутной. Тогда он исследовал ее, используя свой микроскоп, представлявший собой лупу, закрепленную на металлическом штативе. Такая установка хорошо годилась для изучения пропускающих свет объектов, таких как перечная вода, или для тонких срезов твердых предметов, которые он позже выучился делать[2].

Едва Левенгук взглянул на перечную воду через свой прибор, он сразу заметил нечто необычное. Но потребовалось немало труда и изрядная ловкость рук, чтобы окончательно понять, что же он видит. Работая в ночной темноте, он перемещал свечу взад-вперед, чтобы добиться лучшего освещения. Если дело было днем, он сам ходил по комнате, меняя свое положение относительно окна, откуда падал свет. Он изучил несколько образцов перечной настойки. Наконец 24 апреля 1676 г. ему удалось добиться хорошей видимости. Было ясно, что его взору представилось нечто крайне странное, а именно, по словам самого Левенгука, он увидел «невероятное количество разнообразных мелких животных». Ему и раньше случалось наблюдать микроскопические организмы, но эти были значительно меньших размеров. Спустя неделю Левенгук повторил эту процедуру, а затем опять и опять, но теперь уже с другими объектами. Он изучил настойку молотого перца, потом использовал дождевую воду, потом сделал в своей чашке настои других специй — и каждый раз, меняя условия наблюдений, он обнаруживал все новые и новые организмы. Так человеческому глазу впервые в истории открылся мир бактерий. Это было сделано на обычной домашней кухне, с использованием самых обычных веществ — черного перца и воды. Левенгук стоял на самом краю миниатюрного живого космоса, расположенного совсем рядом, в его собственном доме. Никто и никогда доселе не видел ничего подобного. Оставался один вопрос: поверит ли ему хоть кто-нибудь.

Десятилетием раньше, в 1667 г., Левенгук впервые начал использовать микроскоп для исследования живых существ, окружающих нас как в доме, так и за его стенами. В этих трудах прошли сотни, может быть, даже тысячи часов, прежде чем ему удалось увидеть бактерии в перечной настойке. Верно говорят, что удача улыбается тем, кто к ней готов, но еще более она благосклонна к страстно увлеченным людям. Для ученых одержимость наукой довольно естественна. Это сплав сосредоточенности и ненасытной любознательности. Людям она кажется поразительной.

Впрочем, Левенгук не был ученым в общепринятом смысле этого слова. По профессии он был купец и содержал в своем дельфтском доме лавку, где продавались ткани, готовая одежда, пуговицы и прочие сопутствующие товары[3]. Вероятно, он обзавелся увеличительным стеклом, чтобы исследовать тонкие нити некоторых видов тканей[4]. Но что-то побудило его взяться изучать подобным образом и другие предметы в собственном доме. Возможно, это была книга Роберта Гука «Микрография»[5]. Хотя Левенгук не знал других языков, кроме родного голландского, и прочитать этот труд никак не мог, но изображения того, что Гук увидел с помощью своего микроскопа, вполне могли вдохновить Левенгука[6]. Судя по тому, что мы знаем о Левенгуке, легко представить себе, как он, рассмотрев эти рисунки, вооружился первым англо-голландским словарем (изданным в 1648 г.), чтобы абзац за абзацем терпеливо разбираться в тексте, написанном Гуком.

К тому времени, когда Левенгук начал свои микроскопические исследования, другие ученые, включая Роберта Гука, уже использовали микроскопы для детального исследования живых существ, обитающих в наших жилищах. Их взорам открывались удивительные подробности, наводившие на мысль о том, что мир гораздо сложнее, чем считалось прежде. Исследование лапки блохи, мушиного глаза, а также спорангия гриба Mucor, растущего на стебельчатой ножке, выявляло такие тонкие детали строения, которые раньше не только увидеть, но даже вообразить было нельзя. Сегодня мы можем изучать те же самые объекты под тем же увеличением, но наш опыт восприятия несравним с опытом людей XVII в. Микроскопические объекты, увиденные впервые, удивляют нас, но все-таки мы заведомо знаем, что они существуют. А для первых микроскопистов это был невероятный опыт, подобный открытию никому не ведомых тайных посланий, начертанных прямо на поверхности изучаемого живого мира.

Направляя свой микроскоп на все живое в своем доме и поблизости от него, Левенгук тоже сделал много открытий. Исследовав блоху, он подтвердил многие наблюдения Гука, но нашел и немало такого, чего не разглядел Гук, например семенные пузырьки, каждый не больше песчинки. Он даже ухитрился распознать внутри этих пузырьков блошиные сперматозоиды и потом сравнил их с собственными[7]. Продолжая свои наблюдения, Левенгук убедился в существовании крохотных существ, которых в принципе нельзя увидеть невооруженным глазом. Это были уже не просто никем не замеченные прежде детали строения, а кое-что посерьезнее. Левенгуку открылся целый мир так называемых протистов — одноклеточных организмов, объединенных в одну группу исключительно в силу их малого размера. Они делились. Они двигались. Каких там только не было: и покрупнее, и помельче, одни волосатые, другие гладкие, одни с хвостами, другие без них; одни оседлые, другие без руля и ветрил.

Левенгук рассказывал о своих открытиях дельфтским знакомым. Среди его многочисленных друзей были торговцы рыбой, хирурги, анатомы, аристократы. Один из них, Ренье де Грааф, проживал по соседству с Левенгуком. Это был еще молодой, но весьма образованный человек, который к своим 32 годам успел открыть среди прочего назначение фаллопиевых труб у человека. Де Граафа настолько впечатлили открытия друга, что 28 апреля 1673 г. он, по поручению Левенгука, направил письмо Генри Ольденбургу, секретарю Королевского общества в Лондоне{2}. Он сделал это, несмотря на траур по недавно умершему новорожденному сыну. В письме де Грааф отмечал, что Левенгук располагает великолепными микроскопами, и предлагал Королевскому обществу поручить ему исследования, где он мог бы применить свои умения и свою оптическую технику. К письму прилагались некоторые заметки, которые Левенгук сделал о своих открытиях[8].

Получив письмо, Ольденбург напрямую обратился к Левенгуку с просьбой выслать рисунки, иллюстрирующие его открытия. В августе Левенгук ответил (к этому времени де Граафа уже не было в живых: он трагически погиб), добавив некоторые подробности об объектах, которые его предшественники пропустили, а он сумел изучить, — о строении плесневого гриба, жала, головы и глаза пчелы, о теле вши. Между тем первое письмо Левенгука, посланное при посредничестве де Граафа, 19 мая было опубликовано на страницах Philosophical Transactions of the Royal Society («Философских трудов Королевского общества») — второго из старейших научных журналов в мире (к тому времени журнал издавался только восемь лет). Это было первое из множества писем Левенгука, которые стали время от времени появляться в печати, словно в современном интернет-блоге. Письма были не слишком тщательно отредактированные и не всегда последовательные, с частыми лирическими отступлениями и повторами. И все же эти ежедневные наблюдения над мельчайшими тварями, живущими в доме Левенгука и в его окрестностях, представляли собой совершенную новость; никто раньше не мог видеть ничего подобного. В одном из тех писем, 18-м по счету, отправленном 9 октября 1676 г., Левенгук и описал свои наблюдения за перечной водой[9].

ИТАК, ЛЕВЕНГУК обнаружил в перечной воде протистов. Эта группа включает множество видов одноклеточных организмов, состоящих в более близком родстве с животными, растениями и грибами, чем с бактериями. Описанные Левенгуком существа относились, по-видимому, к трем родам простейших, питающихся бактериями, — Bodo, Cyclidium и Vorticella. Bodo имеет длинный бичеобразный «хвост» (то есть жгутик), поверхность тела Cyclidium покрыта волнообразно движущимися ресничками, а Vorticella живет прикрепившись к субстрату с помощью длинного стебелька и отфильтровывая из воды съедобные частички. Но, кроме них, Левенгук смог разглядеть в капле перечной воды кое-что еще. Мельчайший из организмов в перечной воде был, по его подсчетам, в сто раз меньше песчинки в диаметре, и в миллион раз — по объему. Сейчас-то мы знаем, что такой маленькой могла быть только бактерия, но в 1676 г. бактерии были еще никому не известны… Открытие настолько потрясло Левенгука, что он немедленно направил отчет Королевскому обществу, в котором сообщил:

…это было чудеснейшее их всех чудес, открытых мною прежде в природе, и я должен сказать, что еще не представало моему взору более прекрасного зрелища, нежели эти тысячи живых созданий в капле воды, мельтешащие и движущиеся каждое на свой особый манер[10].

Первые 17 Левенгуковых писем члены Королевского общества прочли с удовольствием. Но в этом, 18-м, автор зашел слишком далеко, свернув с прямого пути истины в область чистой фантазии! Больше всех возмущался Роберт Гук. Он, автор знаменитой «Микрографии», признанный королем микроскопистов, никогда не видывал столь крошечных живых существ. Гук и еще один почтенный член Королевского общества, Неемия Грю, решили сами повторить наблюдения Левенгука, чтобы доказать их ошибочность. Проведение экспериментов, в том числе для подтверждения результатов других ученых, было одной из задач Общества. Обычно их проводили в виде простых демонстрационных опытов, но в этом случае эксперимент был поставлен одновременно и для демонстрации, и для проверки истинности результатов, о которых сообщал голландский ученый.

Первым попытку воспроизвести наблюдения Левенгука предпринял Неемия Грю. У него ничего не вышло. Тогда за дело взялся сам Гук. Он в точности повторил все этапы эксперимента с перечной водой и микроскопом, но так ничего и не увидел. Гук брюзжал, Гук насмехался, но не отступал, прилагая немалые старания. Обзавелся микроскопами помощнее. И только с третьей попытки он, а вслед за ним и другие члены Королевского общества начали, наконец, видеть то, что первым увидел Левенгук. Тем временем Ольденбург перевел на английский язык письмо о перечной воде, и оно было опубликовано Обществом. После того как это случилось и результаты Левенгука были подтверждены, родилась новая наука — бактериология. Замечательно, что это произошло благодаря исследованиям бактерий, найденных в человеческом жилье, в воде, настоянной на обычном кулинарном перце.

Илл. 1.1. Различные формы жизни и частицы, наблюдаемые Левенгуком с помощью своих микроскопов. Изображены в масштабе, сопоставимом с точкой в конце этого предложения. (Рисунок Нила Маккоя.)

Спустя три года Левенгук повторил свой эксперимент с перцем, но на этот раз он поместил перечную воду в запечатанную пробирку. Бактерии скоро израсходовали весь растворенный в воде кислород, но, несмотря на это, продолжали жить, и пробирка буквально кишела ими. Так Левенгук, экспериментируя с перечной водой, вновь открыл нечто новое, на этот раз — анаэробные бактерии, то есть такие, которые способны жить и размножаться в отсутствие кислорода. И снова это было открытие, сделанное в ходе исследования жизни в его собственном доме. Изучение как бактерий в целом, так и анаэробных бактерий в частности началось с изучения жизни внутри дома.

Сейчас мы знаем, что бактерии живут повсюду: в местах, богатых кислородом и совсем лишенных его, в местах холодных и жарких, — образуя «пленку жизни», где тонкую, а где плотную, на всех поверхностях, а также внутри живых существ, в воде, в облаках и на дне морском. К настоящему времени описаны десятки тысяч их видов, но, как полагают, миллионы (или даже миллиарды) других видов остаются пока неоткрытыми. Однако в 1677 году микроорганизмы, открытые Левенгуком и членами Королевского общества, были единственными известными человеку бактериями.

ИСТОРИЮ ЛЕВЕНГУКОВЫХ ОТКРЫТИЙ часто описывали (и продолжают порой описывать) примерно так: некий человек просто применил новый научный инструмент для познания окружающего мира и открыл совершенно новый мир. В таком изложении эта история сводится к использованию микроскопа и увеличительных стекол. Но реальность была сложнее. В наши дни вы можете прикрепить микроскоп, соответствующий по увеличению левенгуковскому, к вашей фотокамере (это стоит попробовать!) и, вооружившись ею, начать поиски в собственном доме. Но вы не увидите этот микромир таким, каким видел его голландский ученый. Открытия Левенгука были сделаны не только потому, что он имел набор очень хороших микроскопов и прекрасные увеличительные стекла. Нет, они были плодом его терпения, настойчивости и технических умений. Волшебством были не микроскопы, а соединение оптических инструментов, умелых рук Левенгука и его чудесного ума.

Левенгук больше, чем кто-либо другой, преуспел в наблюдении окружающего мира во всем его величии. Но это потребовало от него работы, которую многие сочли бы непосильной. Так, члены Королевского общества хотя и убедились в реальности открытого Левенгуком мира, но не смогли серьезно продвинуться в его дальнейшем изучении. Гук, подтвердив результаты голландца, еще около полугода наблюдал жизнь микробов, используя собственные микроскопы. На большее его не хватило. Гук и другие ученые оставили этот новый мир Левенгуку. Ему было суждено стать первопроходцем этой миниатюрной вселенной, более разнообразной и сложно устроенной, чем могли осознать современники Левенгука.

На протяжении последующих 50 лет своей жизни Левенгук систематично задокументировал буквально все объекты, которые его окружали, как в Дельфте, так и в других местах (часто используя материалы, полученные от друзей), но в первую очередь те, что мог найти у себя дома. Добычей Левенгука становилось все вокруг. Он изучал воду из сточных канав, дождевую и талую воду. Он отыскал микробов в собственном рту, а потом во рту своего соседа. Он неоднократно наблюдал за живыми сперматозоидами и отметил, что их строение различается у разных видов животных. Он показал, что опарыши выводятся из отложенных мухами яиц, а не самозарождаются в нечистотах. Он впервые обнаружил разновидность ос, откладывающих яйца в телах тли. Он заметил, опять-таки впервые, что взрослые осы переживают зиму в состоянии вялости и оцепенения. За годы упорного труда он стал первооткрывателем множества видов простейших, запасающих вакуоли в клетке[11], впервые заметил поперечную полосатость мышечных волокон. Обнаружил существ, живущих в сырной корке, в пшеничной муке, повсюду. Левенгук прожил 90 лет и 50 из них он непрерывно искал, наблюдал, удивлялся, совершая все новые и новые открытия. Подобно Галилею, он не переставал испытывать восторг и вдохновение. Но если Галилей был вынужден довольствоваться простым созерцанием космоса и движения небесных светил, что помогало проверить предсказания его физической теории, то Левенгук мог прикоснуться к открытому им миру. Он обнаруживал жизнь в воде, которую он пил, в уксусе, который добавлял в пищу, и даже на собственном теле (что, видимо, его нимало не беспокоило).

Поскольку не так-то просто определить, с какими именно микроскопическими организмами Левенгук имел дело и каковы их современные научные названия, мы не можем говорить о количестве форм жизни, увиденных им. Несомненно одно: он видел тысячи разновидностей. Очень соблазнительно провести сплошную линию, ведущую от Левенгука к современным исследователям жизни в человеческих домах, но это было бы неправдой. После кончины Левенгука работы в этом направлении практически прекратились. Хотя Левенгук воодушевил множество людей, со смертью де Граафа у него не осталось коллег в Дельфте[12]. В последние годы жизни он проводил свои исследования вместе с дочерью, но, когда отца не стало, она прекратила наблюдения. До конца своих дней она берегла микроскопы и образцы, оставшиеся от Левенгука, но так ими и не воспользовалась. Когда дочь умерла, то, в согласии с завещанием ее отца, все эти вещи ушли с молотка. Так пропало большинство микроскопов Левенгука, а его сад, где он проводил свои наблюдения, постепенно был поглощен городской застройкой[13]. Дом детства Левенгука, где в нем впервые проснулось вдохновение, постепенно обветшал, и в XIX в. его сломали. Теперь на его месте находится школьная спортплощадка. Такая же участь постигла и тот дом, где он сделал так много открытий. Даже табличку, показывающую место, где стоял дом, расположили не там, где следовало. Чтобы исправить ошибку, установили другую памятную доску, но снова не совсем в нужном месте (за один или два дома поодаль, в зависимости от того, как вести подсчет).

К тому моменту, когда все-таки другие ученые вновь принялись исследовать живые организмы, обитающие на теле человека или в его жилище, со смерти Левенгука минуло больше ста лет… Тогда уже было известно, что некоторые виды могут вызывать болезни. Им дали название «патогены». Обычно авторство самой первой теории о существовании болезнетворных микробов приписывают Луи Пастеру (хотя к тому времени, как он доказал, что микробы могут вызывать болезни у человека, уже было известно, что микроскопические существа могут быть причиной заболеваний культурных растений). После появления микробной теории в центре внимания исследователей микробиальной жизни человеческого жилища оказались патогены. Похоже, Левенгук догадывался о том, что эти мельчайшие создания могут создавать проблемы (он показал, что некоторые микробы превращают доброе вино в кислый уксус). Но, по его представлению, по большей части наблюдаемая им микробная жизнь безвредна. И в этом он был прав. Из великого множества известных видов бактерий менее 50 вызывают заболевания у людей. Всего 50. Все остальные виды для человека или неопасны, или приносят ему пользу. То же самое верно и по отношению к простейшим и даже к вирусам (вирусы будут открыты только в 1898 г. и опять-таки в голландском Дельфте){3}. Как только среди невидимых обитателей наших домов обнаружились патогены, всем нашим соседям-микробам была объявлена война на уничтожение. И чем ближе был враг, тем ожесточеннее становилась борьба. Изучение перечной настойки, дождевой воды, а также разнообразных причудливых существ, которыми кишат наши жилища, стало забываться. Чем дальше, тем больше.

В 1970-е гг. практически все биологические исследования в домах сводились к изучению патогенов и вредителей и способов борьбы с ними. Микробиологи искали средства их уничтожения. Впрочем, не только микробиологи. К ним присоединились энтомологи, боровшиеся с вредными насекомыми, а также ботаники, разрабатывавшие методы избавления от пыльцы. Исследователи пищевых продуктов допытывались, может ли перец вызывать болезни у человека. Мы забыли о том, что жизнь вокруг нас состоит не из одних паразитов и вредителей, что она может приносить пользу и быть чудесным источником вдохновения. Мы приучились видеть только ее темную сторону. Это было большой ошибкой, которую лишь с недавних пор начали исправлять. И первые шаги к этому были сделаны на горячих источниках — в Йеллоустонском национальном парке и в Исландии — местах, которые вроде бы не имеют ничего общего с нашими домами.

Глава 2. Гейзеры в вашем подвале

Так пусть же любопытство и ужас — отталкивающий, но в то же время завораживающий — приведут нас к открытию. Обратимся же к тем странным и крошечным существам, которых нам так хочется просто не замечать…

Брук Борел. Заражено: как постельный клоп проник в наши спальни, а потом завоевал весь мир (Infested: How the Bed Bug Infiltrated Our Bedrooms and Took Over the World)

Весной 2017 г. я снимал в Исландии документальный фильм о микробах[14]. При съемке одного из эпизодов мы неоднократно останавливались у источников — горячих, пузырящихся, дышащих серой гейзеров. Я должен был обратить внимание зрителей на них и рассказать перед камерой о происхождении жизни на Земле. Однажды меня даже оставили у одного из этих гейзеров, и мне пришлось долго ждать, когда вернется грузовик и заберет меня[15]. Киношники бывают безжалостными. Я решил воспользоваться проволо́чкой, чтобы получше присмотреться к гейзерам. Было холодно, и я подошел поближе, несмотря на сильный серный запах. Гейзер согрел меня. Вода в таком источнике нагревается под земной корой за счет вулканической активности и выходит на поверхность через образующиеся в коре трещины. В некоторых уголках нашей планеты можно легко забыть о тектонических процессах, идущих в ее недрах, как легко можно забыть обо всем, созерцая ночное небо. Но только не в Исландии. Этот остров разорван на две половины — западную и восточную, и распоротая земля явственно проступает в нагромождениях скал и грязевых потоках. Порой здешние вулканы извергаются так яростно, что на небе меркнет Солнце. И каждый божий день из-под Земли вырываются гейзеры, точно такие же, как тот, рядом с которым я стоял. При этом в них существует жизнь, и вы даже не представляете, насколько она близка к тем формам жизни, которые населяют ваш собственный дом.

О том, что есть виды, способные выжить в горячих гейзерных водах, не было известно вплоть до 1960-х гг. В те годы Томас Брок, сотрудник университета штата Индианы, проводил исследования в Йеллоустонском национальном парке, а потом и в Исландии, как раз неподалеку от того места, где сейчас стоял я. Его заинтриговала странная окраска поверхности грунта вокруг гейзеров, где можно было наблюдать постепенный переход красок от желтого, красного и даже розового цвета к зеленому и пурпурному. Брок предположил, что это результат деятельности одноклеточных организмов[16]. Так оно и оказалось. В составе этих микробных сообществ были не только бактерии, но и археи. Археи — это совершенно особое царство живых организмов, не менее древнее и не менее уникальное, чем сами бактерии[17]. Кроме того, Брок обнаружил, что многие виды микробов, живущих в гейзерах, — «хемотрофы», то есть они способны превращать химическую энергию гейзера в биологическую. Хемотрофы производят органическое вещество из неорганического без всякой помощи солнечного света[18]. Судя по всему, такие микробы населяли Землю задолго до того, как в ходе эволюции возник фотосинтез. Их современные сообщества должны быть похожи на сообщества самых первых на планете микроорганизмов. Именно в них «стартовали» первые в истории биосферы биохимические процессы. И вот теперь я, греясь теплом от гейзера, мог наблюдать, как они растут, образуя вокруг него хрустящую корку.

Но археи — не единственные обитатели гейзера. В его горячих водах можно встретить цианобактерии, способные к фотосинтезу. Кроме них, Брок нашел бактерии, утилизирующие любое органическое вещество, которое можно обнаружить в кипящей воде, будь то клетки других бактерий или трупик мухи. На первый взгляд эти падальщики кажутся не очень интересными. В отличие от хемосинтезирующих микроорганизмов, которых изучал Брок, они не могут использовать химическую энергию и употребляют в пищу живых и мертвых представителей других видов. Но позже, проведя ряд исследований, Брок убедился, что они принадлежат не только к совершенно новому виду, но и к новому роду, который он назвал Thermus aquaticus. Thermus — понятно почему, а aquaticus — чтобы обозначить среду, в которой они обитают. Открыть новый вид, а тем более новый род птиц или млекопитающих — это настоящее и большое событие[19], а вот в науке о бактериях такие вещи довольно обыденны. Обнаружить новую разновидность микробов не очень сложно, и этот, еще один новый вид, Thermus aquaticus, на первый взгляд казался ничем не примечательным. Это грамотрицательный микроб, не образующий споры, его клетки по форме напоминают желтые палочки. Очень просто, очень тривиально. И все же было в нем кое-что еще.

Брок увидел Thermus aquaticus в лаборатории, только когда разогрел питательную среду для своих бактериальных культур до температуры чуть выше 70 ºC (122 градуса по Фаренгейту). Оказалось, что этот вид предпочитает еще более высокие температуры и способен выдержать разогрев среды до 80 ºC (176 градусов по Фаренгейту). Напомню, что точка кипения воды соответствует 100 ºС (в высокогорных условиях она несколько ниже). Культура, выращенная Броком в его лаборатории, оказалась самой термостойкой бактерией на Земле[20]. Позже он выяснил, что в принципе найти эту форму жизни не так уж трудно, просто никто до него не додумался выращивать бактериальные культуры при столь высоких температурах. Обычно пробы микробов из горячих источников содержались при температуре 55 ºC, но для успешного роста Thermus aquaticus это слишком прохладно. Новые исследования открыли целый мир бактерий и архей, которые могут расти только в очень горячей среде. Для таких микробов температуры, к которым мы привыкли в повседневной жизни, невыносимы. Слишком холодно!

Зачем историю Thermus aquaticus рассказывать в книге о живности в наших домах? Да затем, что температуры и жизненные условия, существующие в гейзерах и других горячих источниках, при всей их необычности, очень сходны с теми, которые окружают нас в повседневной жизни. Один из студентов Брока предположил, что, возможно, Thermus aquaticus или сходные с ним микроорганизмы, живут, оставаясь незамеченными, бок о бок с нами. Для проверки этой гипотезы он вместе с Броком обследовал их лабораторную кофемашину, температура в недрах которой вполне соответствовала предпочтениям Thermus. Этот автомат, столь полезный для успешной научной работы, казался прекрасным местом для этого микроба. Но его там не обнаружили.

Тогда Брок начал прикидывать, в каких еще местах поблизости могут содержаться горячие жидкости. Может, в человеческом теле? Конечно, в нем не так горячо, как в гейзере, но Брок не исключал, что теплолюбивые бактерии могут там находиться, поджидая, когда человек заболеет и у него поднимется температура. Кто его знает? Не так уж сложно было проверить эту догадку. И вот Брок «выработал» порцию слюны (в электронной переписке со мной он отрицал, что слюна была его собственной, но, исходя из моего опыта общения с учеными, могу утверждать, что так оно и было), чтобы попытаться выделить из нее Thermus aquaticus. Опять неудача! Затем он, подобно Левенгуку, исследовал человеческие зубы и десны. Ни Thermus, ни других теплолюбивых микробов. Ничего подобного не нашлось ни в озере, откуда он взял пробу воды, ни в ближайшем водохранилище. Брок даже обследовал поверхность кактуса из оранжереи в Джордан-Холле (так называлось здание, в котором он работал). Ничего. Вероятно, Thermus aquaticus — это вид, живущий исключительно в горячих источниках.

Но для очистки совести Брок взял пробу еще в одном месте, прямо из крана с горячей водой в своей лаборатории в Джордан-Холле. Ближайший к ней горячий источник расположен приблизительно в 200 милях. Несмотря на это, в воде из лабораторного крана обнаружились микробы, очень похожие на Thermus aquaticus. Это была фантастика. Брок задумался: а не живут ли бактерии в водонагревателях? Вода в кране гораздо холоднее, чем в гейзере, а вот бойлер вполне мог стать для них превосходным обиталищем. Возможно, микробы жили в нем и время от времени ненароком попадали с током горячей воды в кран.

В конце концов два других сотрудника университета Индианы, Роберт Рэмели и Джейн Хиксон, взяли дополнительные пробы в разных уголках Джордан-Холла. Изучив их, они тоже нашли какую-то разновидность термофильной бактерии. Она была похожа на Thermus aquaticus, найденную Броком, но не вполне идентична ей. Поэтому на первых порах ее назвали Thermus X-1[21]. В отличие от желтоватого Thermus aquaticus, бактерия была прозрачной. И скорость роста у нее была выше. Рэмели предполагал, что это может быть новый неизвестный штамм Thermus aquaticus. Желтый цвет мог быть просто приспособлением к жизни в открытой воде источников, защищающим клетки от прямого действия солнечного света. Поселившись в водонагревателях, микробы уже не нуждались в такой защите и поэтому утратили способность синтезировать ненужный и энергозатратный пигмент. Брок, перешедший к этому времени на работу в университет штата Висконсин, рассудил, что настало время поближе познакомиться с Thermus в человеческом жилье.

Вместе со своим лаборантом Кэтрин Бойлен он принялся изучать содержимое водонагревателей в жилых домах и прачечных самообслуживания в ближайших окрестностях Висконсинского университета. В прачечных водонагреватели используются чаще и интенсивнее, чем в жилых домах. Резонно предположить, что куда больше шансов отыскать термофильных микробов именно в них. Во всех изученных местах Брок и Бойлен поднимали крышку бойлера и внимательно обследовали внутреннюю поверхность сливных труб. Температура внутри такого агрегата может быть не ниже, чем в гейзере. Вдобавок водопроводная вода содержит достаточное количество органики, чтобы Thermus aquaticus мог питаться.

Более ста лет назад эколог Джозеф Гриннел предложил называть набор жизненных условий, необходимых для существования определенного вида, экологической нишей. Слово «ниша» в английском языке происходит от среднефранцузского глагола nicher — «гнездиться», которое, в свою очередь, происходит от латинского nidus — «гнездо». Сначала оно использовалось для обозначения особых стенных выемок в домах древних греков и римлян, куда могли помещаться на всеобщее обозрение статуи и тому подобные предметы. Размеры статуи точно соответствовали габаритам ниши[22], примерно так, как температура воды в водонагревателе и растворенные в ней питательные вещества соответствуют жизненным запросам Thermus aquaticus. Но, если в каком-то местообитании имеются пригодные для данного вида условия, это отнюдь не значит, что он обязательно там поселится. Современные экологи проводят различие между нишей фундаментальной (условиями, в которых вид может существовать) и нишей реализованной (условиями, в которых он действительно живет). Водонагреватели вполне соответствуют фундаментальной нише Thermus aquaticus, но была ли эта возможность реализована, еще предстояло выяснить.

Ответ оказался положительным. Брок и Бойлен установили, что, помимо подверженных действию магмы гейзеров и кранов с горячей водой в университете штата Индианы, Thermus aquaticus встречается в бойлерах частных домов и прачечных самообслуживания в Мэдисоне, штат Висконсин. Мало того, эти микробы способны выдерживать самые экстремальные температурные условия, при которых в принципе может существовать жизнь. Чтобы найти бактерии рода Thermus, Броку пришлось отправиться на самый край света. Но, как выяснилось, он мог бы совершить это открытие, не покидая стен собственной лаборатории[23].

С того времени, как Брок провел свое исследование, о новых находках Thermus aquaticus в водонагревателях не сообщалось. Однако новый вид рода Thermus отыскался в кране с горячей водой в Исландии[24]. Это был точно такой же бесцветный микроб, какой Брок и Бойлен нашли в водонагревателях, только теперь вид назывался Thermus scotoductus, а не Thermus X-1[25]. Регина Уилпишески, аспирантка университета штата Пенсильвании, потратила несколько лет, выясняя, насколько этот микроб распространен в бойлерах. Оказалось, что достаточно: она обнаружила его в пробах, взятых из водонагревателей по всей территории Соединенных Штатов. В 35 пробах из нескольких сотен, взятых ею, присутствовал Thermus scotoductus. Исследование еще не окончено, но уже возникают новые вопросы. Почему этот вид присутствует в водонагревателях и как вообще он туда попадает? И почему другие виды теплолюбивых микробов, способных жить в гейзерах, до сих пор не колонизировали эти устройства? Отчего в прослуживших много лет водонагревателях нет столь же пестрого и сложного микробного сообщества, как в горячих источниках? Пока еще на эти вопросы никто не сумел ответить.

Я подозреваю, что в бойлерах, работающих в других уголках мира, тоже обитают теплолюбивые бактерии. Легко вообразить, что где-нибудь в далеких странах, в Новой Зеландии или на Мадагаскаре, отыщутся совершенно уникальные виды этих созданий. Но мы не знаем этого наверняка. У Левенгука, как мы помним, нашлось мало последователей. То же самое верно и в отношении исследований Брока[26]. Регина Уилпишески работает практически в одиночку. Мы не знаем, какие последствия (положительные или отрицательные) ожидают нас или наши бойлеры после их заселения Thermus scotoductus. Бактерии этого вида, взятые из других местообитаний, способны, кроме всего прочего, обезвреживать токсичные формы хрома[27]; но мы не знаем, обладают ли Thermus scotoductus из водонагревателей этим или каким-то еще полезным свойством. И все-таки история бактерий рода Thermus стала ключом ко всей истории изучения жизни в наших домах. Она прекрасно показала — может быть, впервые со времен Левенгука, — что экосистема человеческого жилища куда более разнообразна, чем принято думать, и что в нее входят не только патогены, которым прежде доставалось все внимание. Кроме того, находка Thermus в водонагревателях показывает, что современный дом стал прекрасным местом обитания для многих других видов, раньше не соседствовавших с нами, и что они могут проникать в наши жилища незамеченными. Наконец, присутствие термофильных бактерий в бытовой технике пробудило, хотя и не сразу, интерес к поискам других форм жизни в домах. Оно заставило меня и моих коллег предположить, что находка Thermus совсем не случайна и является частью куда более грандиозной истории. В наших домах можно найти такие местечки, где температура ниже, чем в самом холодном месте планеты, и такие, где царит просто адская жара. Дом — это истинный микрокосм, где представлены любые возможные условия. Вполне допустимо, что разнообразные микробы давным-давно проникли в наши жилища и освоились в них, просто никому не приходило в голову заняться их поиском. Следующий революционный шаг в этом исследовании не мог осуществиться без новых технологий — технологий, позволяющих идентифицировать микроорганизмы даже в том случае, если их нельзя выращивать в чашке Петри, технологий, сама разработка которых была связана с необычным образом жизни бактерий рода Thermus.

С НЕКОТОРЫХ ПОР НАМ ИЗВЕСТНО, что большинство видов бактерий невозможно вырастить в лаборатории — они были и остаются «некультивируемыми». Но мы не знаем, какие жизненные условия и какая пища им требуются. Поэтому, даже если подобные микробы окажутся в нашей пробе, мы их не увидим. Это значит, что на протяжении почти всей истории микробиологии такие виды оставались практически недоступными для изучения, пока какой-нибудь настойчивый и грамотный микробиолог не выяснял, что же им требуется для жизни. Так произошло и с видами рода Thermus: их никто не видел, пока Брок не принялся культивировать их при очень высоких температурах. Но недавно ситуация изменилась, и мы получили возможность исследовать и описывать виды, даже не имея ни малейшего понятия о том, как их выращивать. И произошло это не в последнюю очередь благодаря открытому Томасом Броком виду Thermus aquaticus и его родственникам[28].

Основной инструмент, используемый теперь для первичного обнаружения и идентификации некультивируемых микробов, представляет собой целую серию лабораторных процедур, которые часто называют «конвейером». Это подразумевает, что все процедуры должны выполняться в определенном порядке[29]. На входе в «конвейер» помещается проба, а на выходе мы получаем перечень содержащихся в ней видов микроорганизмов независимо от того, в каком состоянии они находятся — активном, латентном или даже мертвом. В нашем исследовании нам придется не раз к этому возвращаться, так что давайте разберемся более детально в устройстве этого «конвейера».

Все начинается с проб. Когда они доставлены в лабораторию, каждая проба помещается в небольшую пробирку с каплей жидкости. В качестве проб подойдет все, что может содержать клетки или ДНК: образцы пыли, помета животных или воды. Жидкость в пробирке содержит мыло, белки, а еще крохотные стеклянные шарики, с помощью которых клетки «разбиваются» (примерно так, как разбивают яичную скорлупу), после чего из них можно извлечь ДНК, где хранится генетическая информация бактерий. Пробирки запечатывают, нагревают, встряхивают и центрифугируют. При центрифугировании тяжелые стеклянные шарики вместе с «обломками» клеток опускаются на дно, а драгоценные нити ДНК, будучи менее плотными, поднимаются к поверхности. Оттуда их уже легко снять, как снимают пенку или вытаскивают дохлую муху из бассейна[30]. Все эти операции в общем довольно просты, их могут выполнить даже сонные студенты на лабораторном практикуме, и даже если они пропустили мимо ушей большую часть инструктажа.

Чтобы идентифицировать разнообразные организмы на основе «извлеченной» из их клеток ДНК, нам нужно прочитать эту ДНК. Ученые называют этот процесс секвенированием. Вот это уже довольно сложная штука. Микроскоп увеличивает размеры наблюдаемого объекта, чтобы сделать его доступным для изучения, а вот при секвенировании нужно сначала максимально увеличить количество ДНК, чтобы понять невидимую информацию, которую она содержит. Только в этом случае можно считать «буквы» генетического алфавита — нуклеотиды, из которых ДНК и состоит. У всех организмов, кроме некоторых вирусов, ДНК представлена двумя взаимодополняющими цепочками, соединенными друг с другом чем-то вроде молекулярной застежки-молнии. Довольно давно ученые догадались, что если бережно расстегнуть эту «молнию», то каждая из получившихся цепочек может быть скопирована, и это можно повторять раз за разом, пока у нас не окажется достаточно ДНК, чтобы приняться за ее расшифровку. Расстегнуть застежку можно путем нагрева, и это не очень сложно. А вот для копирования отдельных цепочек необходимо участие белка, называемого полимеразой, который используется для копирования ДНК всеми клетками, включая человеческие. Итак, требовалось разъединить двойную цепь ДНК, добавить немного полимеразы, а также праймер (небольшой участок ДНК, который указывает полимеразе, какой именно отрезок ДНК, или ген, нужно копировать) и некоторые нуклеотиды. Проблема состояла в том, что при таких высоких температурах, при которых происходит расщепление двухцепочечной ДНК, полимераза разрушается. Один из громоздких, дорогостоящих и трудоемких способов решения проблемы состоял в том, чтобы добавлять свежую полимеразу и праймеры после каждого цикла нагревания. Этот способ работал, но мучительно медленно, так медленно, что большинство микробиологов предпочитали сосредоточиться на изучении тех видов, которые удается культивировать, и попросту игнорировали все неизвестные и некультивируемые в то время формы.

Но однажды решение было найдено. И этим решением был Thermus aquaticus, полимераза которого дееспособна при высоких температурах. И более того, именно в таких условиях она работает наиболее эффективно. Это было как раз то, что нужно. Через несколько лет после того, как Брок открыл Thermus aquaticus, генетики поняли, что если полимеразу этого вида (сокращенно Taq) добавить к ДНК при высокой температуре, то процесс копирования пойдет гораздо быстрее. Процесс копирования ДНК с помощью термоустойчивых полимераз, называемый полимеразно-цепной реакцией (ПЦР), может показаться второстепенным для науки. Однако практически все генетические тесты, проводимые в сегодняшнем мире, от установления отцовства до поисков бактерий в образцах пыли, основаны на ПЦР. Так бактерии, обнаруженные в горячих источниках и бытовых бойлерах, те самые, что заставили нас заняться поисками невидимой жизни в наших домах, стали источником белков, необходимых для того, чтобы вести эти поиски на современном научном уровне[31].

А вот какие именно гены копируют с помощью ПЦР ученые, лаборанты или врачи и как они потом расшифровывают полученные копии ДНК, зависит уже от цели конкретного исследования и от используемой технологии. В случае если нам нужно идентифицировать все виды бактерий, представленные в отдельно взятой пробе, обычно используют ген 16S рРНК. Он так важен для жизнедеятельности бактерий и архей, что за 4 млрд лет эволюции остался почти неизменным. Именно поэтому ученые так полагаются на этот ген, который есть у всех без исключения известных видов архей и бактерий. От вида к виду ген отличается достаточно для того, чтобы идентифицировать отдельные виды, но не настолько, чтобы его не распознать. А что касается методов, используемых для декодирования множества копий этого гена, то они весьма разнообразны. Некоторые основаны на добавлении маркированных нуклеотидов (тех самых букв генетического алфавита) в пробы, ДНК которых планируется скопировать. Маркируются они особыми веществами, которые может считать машина для секвенирования, или секвенаторы. Это устройство начинает работу со считывания праймера, которым открывается нуклеотидная цепочка, а потом считывает одну за другой все последующие «буквы». Это повторяется с каждой копией ДНК в пробе, хотя там их могут быть миллиарды, и в результате формируются огромные файлы с данными, в которых записаны расшифровки всех копий ДНК. Затем эти расшифровки объединяются в группы на основе их сходства и уже тогда считанные последовательности нуклеотидов каждой группы сравниваются с последовательностями уже известных видов, полученными ранее другими исследователями[32]. Конкретные детали этого процесса постоянно меняются, но одно остается неизменным: с каждым годом секвенирование становится все дешевле и проще. Не за горами времена, когда появятся портативные секвенаторы. (На самом деле такие уже существуют, но делают много ошибок при чтении ДНК. Со временем они станут лучше.)

Итак, в наши дни, главным образом благодаря Thermus aquaticus, стало возможным взять пробу и пропустить ее через «конвейер секвенирования», чтобы идентифицировать все виды микробов, что в ней содержатся, неважно, живые они или мертвые. Для этого не нужно ни рассматривать пробу в микроскоп, ни выращивать культуры входящих в нее видов. Биологи могут распознавать формы жизни, представленные в почве, морской воде, облаках, фекалиях и вообще где угодно. И не только культивируемые виды микробов, но и множество иных, которых пока не умеют выращивать в лаборатории. В мои студенческие годы такая возможность казалась несбыточной, да просто невообразимой. Теперь это обычное дело[33]. Лет десять тому назад я со своими коллегами задумал использовать эту методику для изучения жизни в домах. К тому времени уже стало возможным и вполне доступным взять пробу пыли с дверной рамы, каплю воды из-под крана или даже кусок ткани из одежного шкафа и идентифицировать почти все виды, присутствующие в образце путем расшифровки ДНК. Левенгук имел в своем распоряжении всего лишь увеличительное стекло для изучения окружающей жизни, а мы пропускаем ее через «конвейер секвенирования». На старте этого предприятия мы не могли даже предположить, что нам удастся обнаружить. А результаты оказались поразительными, причем не только по количеству найденных видов, но и по числу тех из них, что ранее не были известны.

Глава 3. Вглядываясь во тьму

Мы перестали искать чудовищ под своей кроватью, когда осознали, что они прячутся внутри нас.

Чарльз Дарвин

Мой собственный путь к изучению форм жизни в домах начался во влажном тропическом лесу. В бытность мою студентом я провел часть второго года обучения в Коста-Рике, на биологической станции Ла Сельва. Я работал вместе с Сэм Мессье, аспиранткой из Колорадского университета в Боулдере, изучавшей один вид древесных термитов, называемый Nasutitermes corniger. Рабочие термиты питаются отмершей древесиной и листьями лесных деревьев. В такой еде полно углерода, но мало азота. Чтобы компенсировать недостаток этого элемента в пище, в кишечнике термитов имеются особые бактерии, способные поглощать азот из воздуха. Колонии этих рабочих термитов с их королевами, королем и потомством находятся под охраной термитов-солдат, головы которых вытянуты наподобие пушечных стволов, через которые они выпрыскивают ядовитую жидкость на своих врагов — муравьедов и муравьев. Эти «пушки» настолько длинны, что термиты-солдаты не могут есть самостоятельно и полностью зависят от питательных веществ, которые получают от рабочих термитов или от бактерий из воздуха. В некоторых термитниках этого вида можно обнаружить большое число этих беспомощных солдат; в других колониях их очень мало. Сэм хотела проверить гипотезу о том, что при повторяющихся набегах муравьедов число особей-солдат увеличивается. Сделать это было довольно легко: просто имитировать нападение муравьеда на одни термитники, не трогая другие. Это и было моей задачей. Вооружившись мачете, я день за днем ходил от одного термитника к другому.

Для мальчишки, каким я втайне оставался в свои 20 лет, такая работа — предел мечтаний. Я бродил по лесу, то и дело пуская в ход мачете. Для молодого ученого — лучше не придумаешь. За работой я вел с Сэм разговоры о науке, пока она не уставала. За ланчем и ужином досаждал своими расспросами другим ученым. Когда вокруг не оставалось никого, кто мог бы отвечать мне, отправлялся на прогулку. Ночами я бродил по лесным тропинкам с фонариком и налобной лампой (еще один фонарь был в резерве). Ночной лес был полон звуков и запахов жизни, но видеть я мог лишь то, на что падал свет моих ламп[34]. Казалось, что свет, выхватывая из тьмы животных, сам создавал их. Я учился различать блеск глаз змей, лягушек и млекопитающих, опознавать спящих птиц по их силуэтам. Учился терпеливо присматриваться к листве и стволам деревьев, где таились гигантские пауки, катидиды{4} и насекомые, мимикрирующие под птичий помет. Порой мне удавалось уломать одного немецкого зоолога, чтобы он позволил сопровождать его на ночную охоту за летучими мышами с помощью сети. У меня не было прививки от бешенства, но его это ничуть не беспокоило. Меня — в мои 20 лет — тоже. Он учил меня различать рукокрылых. Так я познакомился с нектароядными, насекомоядными и плодоядными их видами. Попадался мне и питающийся птицами большой листонос (Vampyrum spectrum), такой огромный, что мог проделать дыру в ловчей сети. Мои наблюдения, хотя и разрозненные, позволили мне начать строить некоторые гипотезы. Мне нравилось думать, что мы еще не узнали большую часть того, что нам предстоит. Мне нравилось, что открытия поджидают нас чуть ли не под каждым бревном или листом, стоит лишь запастись терпением.

К концу моего пребывания в Коста-Рике Сэм доказала с моей помощью, что в колониях термитов, чаще подвергавшихся атакам мачете, действительно появлялось больше особей-солдат[35]. Исследование закончилось, но полученный опыт сильно повлиял на меня. В следующие десять лет я побывал в Боливии, Эквадоре, Перу, Австралии, Сингапуре, Таиланде, Гане и в других странах, исходил тропические леса вдоль и поперек, словно пытаясь выткать единое большое полотно. Хотя я всегда возвращался в умеренный пояс — в Мичиган, Коннектикут или Теннесси, но раз за разом кто-нибудь предлагал отличную возможность: бесплатный авиаперелет, важное задание, полный пансион — и я внезапно опять оказывался в джунглях. Со временем такую же радость открытия, что и в дождевом тропическом лесу, я стал испытывать в самых разных местах, будь то пустыни, леса умеренного пояса и даже городские дворы. Интерес к последним возник с приходом в мою лабораторию нового студента по имени Бенуа Генар. Бенуа очарован муравьями. Приехав в Роли (столицу штата Северная Каролина), он без устали гонялся за ними по окрестным лесам. Это закончилось тем, что Бенуа отыскал такой вид, который ни он, ни я не смогли определить. Оказалось, что это чужеродный вид — азиатский муравей-игла, или Brachyponera chinensis[36]. Он расплодился в Роли, но умудрялся оставаться никем не замеченным. Исследуя этот вид, Бенуа обнаружил у него поведение, никогда прежде не наблюдавшееся у насекомых. Например, когда рабочий муравей-фуражир находит пищу, он не прокладывает к ней пахучую феромонную дорожку, как это делают другие виды. Нет, он возвращается в муравейник, хватает в охапку другого фуражира и, притащив его прямо к своей находке, бросает оземь: «Здесь еда!»[37] Чтобы изучить повадки этого муравья на его родине, Бенуа отправился в Японию. Там он обнаружил совершенно новый вид муравьев, родственный Brachyponera chinensis и вполне обычный на большей части юга Японии даже в городах и их окрестностях[38], но до сих пор не описанный. И это было только начало…

Примерно в то же время в нашу лабораторию в Роли пришла новая студентка, Кэтрин Дрисколл, которая хотела изучать тигров. Но ни я, ни Бенуа такими исследованиями не занимаемся. Вместо этого я предложил Кэтрин взяться за поиски и изучение «тигрового муравья», Discothyrea testacea. Правда, мы ей не сказали, что сами только что придумали название «тигровый муравей» для этого вида и что никто и никогда еще не находил его муравейник. Кэтрин отправилась на поиски. Я рассчитывал, что неудача ее разочарует, и она переключится на какой-нибудь другой объект. Ничуть не бывало! Кэтрин отыскала «тигровых муравьев», более того, она нашла их не где-нибудь, а в почве прямо возле здания, где расположены моя лаборатория и мой кабинет. В свои 18 она стала первым человеком, сумевшим увидеть живьем «царицу», или матку, Discothyrea testacea[39]. Вскорости мы начали даже привлекать совсем юных учеников к нашим поискам муравьев в городских дворах, и не только в Роли[40]. Мы разработали особый приборчик для детей, чтобы и они могли собирать муравьев около своих домов. Вскоре открытия посыпались одно за другим. Один восьмилетний натуралист отыскал азиатского муравья-иглу в Висконсине. Другой его сверстник — в штате Вашингтон. Никто и не подозревал, что этот вид успел распространиться за пределы юго-востока Соединенных Штатов.

Такая работа с привлечением детей к исследованию окрестных муравьев стала предвестником перемен в нашей лаборатории. Мы стали чаще обращаться за помощью к широкой публике. Поначалу это были десятки, потом сотни, а вскоре уже тысячи людей, готовых делать открытия там, где они живут. Вслед за этими открытиями — открытиями, сделанными в сотрудничестве с непрофессионалами, — мы постепенно перешли к изучению домашних обитателей. Поиски новых видов и неизвестных форм поведения вместе с нашими помощниками были тем более увлекательны, что они непосредственно касались повседневной жизни каждого. Мы как бы напоминали людям, что окружающий их мир хранит еще немало тайн. Я хотел верить, что мы дарим им такие же волнующие ощущения как те, что я, 20-летний, испытывал в джунглях Коста-Рики. О, если бы я знал тогда, как много нового можно обнаружить и в моем родном Мичигане! И вот мы подумали, что для наших добровольных помощников было бы еще интереснее совершать такие же открытия там, где они проводят большую часть своего времени, — в «джунглях» собственных жилищ.

Поскольку большинство исследований внутри домов было посвящено вредителям и патогенам, напрашивалась мысль, что другие виды просто остаются незамеченными. В те годы некоторые ученые время от времени изучали интересные, но не вредоносные для человека виды, встречающиеся в домах (вспомним поиски бактерий Thermus scotoductus в бойлерах). Но это были единичные, разрозненные исследования, а не крупные многолетние проекты. Ни на одной полевой биологической станции сотрудники не занимались целенаправленными поисками «домашних» видов. И тогда я собрал команду, чтобы изучать дома, — команду, которая, постоянно увеличиваясь, работает и сегодня и включает ученых со всего света, а также непрофессионалов — взрослых и детей, иногда целые семьи. Все вместе мы будем стремиться испытать то, что испытывал Левенгук, опьяненный восторгом первооткрывателя. Мы были уже практически готовы, оставалось только выбрать, с чего начать и как наблюдать. Решено было начать с бактерий. Еще во времена совместной работы с Сэм Мессье я заинтересовался бактериями, живущими в термитниках. Но ведь наш дом тоже можно представить себе в виде огромного термитника! Вполне вероятно, что среди невидимого невооруженным глазом мира, мира бактерий и прочих микробов, нас и ожидают самые крупные открытия. Но для такой работы нам уже было недостаточно простого микроскопа с одним окуляром. Пришли новые времена. И тут нам подвернулся Ной Фирер, микробиолог из Колорадского университета в Боулдере, работавший как раз на той кафедре, где училась в аспирантуре Сэм Мессье. Именно Ной дал нам инструмент, с которым мы могли начать поиски. Он мог идентифицировать виды микробов, живущих в комнатной пыли, с помощью их ДНК. Секвенируя гены бактерий, он мог обнаруживать невидимые формы жизни в среде, в которой мы дышим и движемся[41].

По своей научной специальности и интересам Ной — почвенный микробиолог. Он буквально околдован почвами (они для него такое же чудо, как для меня — джунгли) — настолько, что до остального ему и дела нет. Но, к счастью, его не меньше интересуют (или, может, развлекают) формы жизни, обитающие и в других местах, — лишь бы они были не крупнее грибной споры. Заведите с Ноем разговор о муравьях или ящерицах, и взгляд его сразу потухнет. Но как исследователь мельчайших организмов, где бы они ни жили, Ной по-своему гениален. Он, как и Левенгук, мастерски находит новые способы употребления уже известных вещей. Про Левенгука часто говорят, что он изобрел микроскоп. Это неверно, как неверно и то, что у него были какие-то особенные микроскопы. На самом деле, если что-то и было в его микроскопах особенное, так это сам Левенгук. Так и в случае с исследованиями Ноя. Дело было не в оборудовании для идентификации микробов в пробах, а в том, как Ной использовал приборы, для того чтобы увидеть то, чего не замечали другие. Ной определял, какие виды присутствуют в пробах домашней пыли, путем секвенирования ДНК, представленной в этих пробах. Он и сотрудники его лаборатории экстрагировали ДНК из каждой пробы, затем, используя полимеразу от Thermus aquaticus (или другого термофильного вида микробов), получали множество ее копий, а потом расшифровывали нуклеотидные последовательности определенных генов, имеющихся у всех видов микробов в исследуемом образце. Таким образом он мог идентифицировать не только культивируемые виды, но и те, которые никто не умел выращивать в лаборатории. Итак, с помощью Ноя и наших добровольных помощников мы получили возможность регистрировать всех обитателей наших домов, живых или мертвых, покоящихся или активно размножающихся.

По нашему плану, жители 40 домов в городе Роли, Северная Каролина, где я жил тогда и живу до сих пор, должны были с помощью ватных палочек взять по десять проб домашней пыли из разных помещений. В то время мы еще так мало знали о доме как среде обитания, что Роли подходил для такого исследования не лучше, но и не хуже, чем любой другой город. Мы решили обследовать холодильники, но не пищу, которая в них хранится, а то, что вырастает на ее поверхности. Мы предполагали собирать пыль с оконных рам, как с внутренней, так и с внешней стороны. Не были забыты подушки и дверные ручки, туалеты и кухонные столы. Участникам проекта предлагалось брать пробы со всех этих мест.

Каждому из участников[42] были отправлены ватные палочки для взятия проб. Пыль, собранная ими с помощью ватных палочек, содержала то, что Ханна Холмс назвала «фрагментами дезинтегрированного мира»: кусочки краски, одежды, волокна диванной обивки, собачью шерсть, обломки улиточьих раковин и панцирей креветок, пепел от марихуаны, отшелушившуюся кожу. А кроме того, там были бактерии — живые и мертвые[43]. Затем ватные палочки помещали в герметично закрытые пробирки и отсылали в лабораторию Ноя, где во всех образцах пыли предстояло определить каждый бактериальный вид (или почти каждый). Для нас эта лаборатория была подобна лучу света, проникающему в тайную жизнь комнатной пыли.

Илл. 3.1. Джессика Хенли работает с пробами ДНК перед их помещением в центрифугу. Центрифугирование — один из этапов подготовки ДНК, выделенной из проб, для секвенирования. (Фото Лорен М. Николс.)

Я УЖ НЕ ЗНАЮ, какие надежды питал сам Ной, приступая к этой работе, но могу точно сообщить, что было известно по данному вопросу в научной литературе, накопившейся со времен Левенгука, в 1600-е. Начиная с 1940-х гг. стало известно, что в домах повсеместно обнаруживаются виды бактерий, связанные с человеческим телом. Они особенно обильны в тех помещениях, где люди проводят много времени, и в первую очередь на поверхностях, соприкасающихся с обнаженной человеческой кожей, будь то сиденье унитаза, наволочка или пульт дистанционного управления. Сначала подобные исследования были нацелены на поиск и уничтожение небезопасных микробов, например фекальных бактерий на цветной капусте или возбудителей кожных заболеваний на постельном белье. Остальные виды, не вызывающие опасений, не привлекали особого внимания. Уже позднее, в 1970-е гг., были обнаружены и другие микроорганизмы, такие как Thermus в бойлерах и странные бактерии, населяющие канализационные стоки. Все эти данные наводили на мысль, что, исследуя человеческие дома, можно найти много других форм жизни. И мы находили.

Всего в обследованных 40 домах мы обнаружили около 8000 разных видов бактерий, что примерно соответствует числу видов птиц и млекопитающих, обитающих в Америке. Среди них были не только хорошо известные микробы, связанные с человеческим телом, но и многие другие виды, порой весьма необычные. Выражаясь метафорически, мы «раздвинули листву» над 40 домами и обнаружили таящийся под ней мир «дикой природы». Многие из найденных микробов были неизвестны науке, они принадлежали к ранее не описанным видам и даже родам бактерий. Это приводило меня в восторг, я как будто снова вернулся в джунгли, но теперь это были «джунгли» нашей обыденной жизни.

Мы решили расширить число участников и охватить большее число домов. Понадобилось некоторое время, чтобы убедить Фонд Слоуна, который как раз в это время начал амбициозный проект по финансированию исследований форм жизни в домашней среде, выделить нам средства на расширенные исследования. Мы также привлекли к работе 1000 новых участников по всем Соединенным Штатам, каждый из которых взял по четыре пробы в разных местах своего жилища[44].

Мы определили видовой состав микроорганизмов в этой 1000 домов. Можно было ожидать, что во второй выборке окажутся виды, сходные с теми, что нашлись в Роли. До известной степени так оно и оказалось. Многие из микробов, зарегистрированных в Роли, обнаружились во Флориде и даже на Аляске. Однако в каждом доме и в каждом регионе мы встречали такие виды, которых не было в Роли. В итоге было зарегистрировано около 80 000 видов бактерий и архей — в десять раз больше, чем на первом этапе исследования. В это число вошли представители почти всех древнейших «ветвей» на древе жизни. Виды бактерий и архей группируются в роды, роды — в семейства, семейства объединяются в порядки, а те, в свою очередь, образуют классы. Наконец, классы группируются в типы. Некоторые типы, хотя они очень древние, встречаются крайне редко. Тем не менее в домах мы обнаружили почти все типы бактерий и архей, населяющих нашу планету. В постельном белье и в холодильниках мы находили представителей типов, о которых какие-нибудь десять лет назад никто не знал. Именно тогда мы почувствовали всю грандиозность жизни на Земле и ее истории. Для того чтобы полностью разобраться с многообразием живых существ в наших домах, нам придется изучить естественную историю десятков тысяч видов. (Мы еще далеки от этого, тут не хватит и нескольких десятилетий!) Но даже сейчас можно было попытаться очертить какие-то общие закономерности, найти способ классифицировать огромное разнообразие жизни, чтобы сделать его чуть более доступным для понимания.

Некоторые из обнаруженных нами микробов относились к видам, тесно связанным с организмом человека и потому ранее привлекавшим определенное внимание. Но большинство из найденных видов не были патогенными. Это микробы-детритофаги, живущие за счет не очень привлекательных продуктов нашей жизнедеятельности. Куда бы мы ни шли, вокруг нас витает живое облако. Когда мы ходим по дому, с поверхности нашей кожи постоянно отслаиваются чешуйки (этот процесс именуется десквамацией). За день с тела каждого из нас отшелушивается примерно 50 млн кожных чешуек, каждая из которых плавает в воздухе и несет с собой тысячи бактерий, живущих и питающихся на ней. Мы создаем вокруг себя постоянный «снегопад» из таких микробов, спускающихся на кожных чешуйках, как на парашютах. Бактерии выделяются также с фекалиями и с жидкостями нашего тела (слюной и пр.), которые мы оставляем то здесь, то там. В результате в разных местах нашего жилища можно обнаружить следы нашего присутствия. В каждом исследованном доме, на каждой поверхности, соприкасающейся с человеческим телом, мы неизменно находили микробные свидетельства того, что это место населено людьми[45].

То, что человек оставляет за собой микробный след, в принципе неудивительно. Это неизбежно и в общем безвредно, особенно в условиях, где используются современные средства гигиены и есть доступ к «чистой» питьевой воде (позднее мы вернемся к вопросу, что это значит). Подавляющее большинство микробов, остающихся на кресле после того, как в нем посидели вы или кто-нибудь еще, даже приносят определенную пользу. Перед тем как погибнуть, они съедают всевозможные частички, осыпавшиеся с вашего тела. Это бактерии кишечника, помогающие нам усваивать пищу и производящие необходимые для нас витамины. Это кожные бактерии, произрастающие во всех уголках нашего тела и помогающие бороться с патогенными микроорганизмами. Это бактерии в наших подмышках, помогающие сражаться с оседающими на коже патогенами. Изучению нашего микробного следа посвящены сотни научных исследований. О них пишут в новостях. Человеческие бактерии обнаруживаются на сотовых телефонах, поручнях вагонов метро и дверных ручках. Они сопровождают человека повсюду, и их численность прямо пропорциональна плотности человеческой популяции. Они будут с нами всегда, и это прекрасно.

Кроме видов, связанных с частичками, опадающими с наших тел, мы обнаружили виды, живущие на разлагающейся пище, — гнилостные бактерии. Неудивительно, что мы находили их в холодильниках и на разделочных столах, но далеко не только там. Например, одна из проб, взятая из телевизионного приемника, почти целиком состояла из бактерий, ассоциированных с пищей. Зачастую мы просто не могли найти объяснение, почему такое происходит. Наука полна загадок[46]. Конечно, если бы мы обнаружили, что в человеческом жилье встречаются только гнилостные бактерии и микробы, питающиеся опавшим с нас детритом, такая находка с научной точки зрения была бы крайне банальной, подобно «открытию», что влажный тропический лес в Коста-Рике состоит из деревьев. Но дело не сводилось к микробам на нашем теле и испорченной пище.

При более детальном анализе мы нашли другие разновидности микробов, экстремофильные виды бактерий и архей, подобные тем, которые были предметом поисков Брока, — виды, предпочитающие самые экстремальные условия и процветающие в них. Для такого микроскопического существа, как бактерия или архей, наш дом предоставляет самое невероятное сочетание крайностей, большинство из которых непреднамеренно созданы самими людьми. В наших холодильниках и морозильниках температура ниже, чем в самой холодной тундре. Мы пользуемся бытовыми печами, в которых жарче, чем в самой жаркой пустыне, и бойлерами, напоминающими горячие источники. К тому же в домах можно найти как предельно кислые среды (например, в некоторых продуктах, таких как хлебная закваска), так и предельно щелочные (как в зубных пастах, отбеливателях и различных чистящих средствах). В таких контрастных уголках человеческого жилища мы обнаруживали виды, которые, как считалось ранее, живут только в океанских глубинах, на ледниках или в отдаленных соляных пустынях. Дозаторы мыла в посудомоечных машинах оказались совершенно особой экосистемой, состоящей из микробов, способных жить в очень жарких, в очень сухих и в очень влажных условиях[47]. В бытовых печах обнаружены виды, выдерживающие экстремально высокие температуры. А недавно выяснилось, что один вид архей выживает в автоклавах — сверхгорячих устройствах, используемых в лабораториях и больницах для стерилизации оборудования[48]. Когда-то давно Левенгук показал, что перец может содержать необычные формы жизни. Мы обнаружили, что это характерно и для соли. Только что купленная в магазине соль содержит виды бактерий, типичные для пустынных солончаков и тех мест, что когда-то были океанским дном. В стоках из раковин мы нашли совершенно уникальное сообщество видов, куда входят не только бактерии, но и крошечные мушки, личинки которых питаются этими бактериями. (Вы часто видите их, при этом, вероятно, не понимая, что это. Их крылья имеют сердцевидную форму, и на каждом — кружевной узор.) Душевые шланги и лейки, которые периодически то увлажняются, то обсыхают, покрыты пленкой из необычных микробов, обычно встречающихся в болотах. Такие новые экосистемы часто физически очень малы, а экологические ниши входящих в них видов довольно узки. Эти микробы зачастую нуждаются в очень специфических условиях. В результате их трудно заметить, что характерно для видов естественной среды, обладающих очень узкими нишами. К примеру, того самого «тигрового муравья», которого отыскала Кэтрин, обнаружить в принципе нелегко, потому что он обитает исключительно в яйцевых коконах пауков, причем тех их видов, которые прячут свои коконы под землей.

Открытие жизни в экстремальных уголках человеческого жилища было не единственным откровением для нас. В некоторых из обследованных домов нашлось кое-что еще, а именно особая группа микробов, не достигающая высокой численности, но тем не менее составлявшая значительную долю от общего разнообразия, обнаруженного нами. Это были виды, типичные для девственных лесов и прерий, обычно обитающие в почве, на корнях растений, на листьях и даже в кишечнике насекомых. Такое буйное биоразнообразие чаще всего встречалось с наружной стороны входных дверей, несколько реже — с их внутренней стороны, но, как оказалось, они способны иногда проникать и внутрь помещения. Эти виды могут жить в воздухе и на комочках почвы, попадающих в дом с улицы. Они могут находиться в состоянии покоя, поджидая, когда для них найдется подходящая пища, а могут быть и мертвыми. А вот какие именно из этих микробов окажутся внутри дома, зависит от того, что находится в его ближайшем окружении. Чем ближе к естественным условия снаружи, тем больше дикой природы проникает внутрь[49]. Очень легко воспринять этих неприкаянных бродяг, путешествующих по нашему дому, как ни на что не влияющих правонарушителей. Легко, но совершенно неправильно.

ДАВАЙТЕ СДЕЛАЕМ НЕБОЛЬШУЮ ПАУЗУ, прежде чем я начну рассказ о различных микробах, которых вы прямо сейчас вдыхаете с воздухом, и о том, что происходит в домах с обилием уличных бактерий и других форм жизни (членистоногих, грибов и т. д.). Позвольте мне сначала поместить наши открытия в несколько более широкий контекст. Чтобы разобраться в том, кто же живет бок о бок с вами, нужно рассмотреть более долгую историю, а именно историю человеческого дома.

В доисторические времена люди обычно проводили ночь в шалашах из прутьев и листьев. Это подсказывает нам образ жизни современных человекообразных обезьян, у которых был общий предок с нами, людьми. Те черты поведения, которые специфичны для каждого из видов обезьян, ничего не дают нам для понимания этого прародителя, но общие для них признаки, скорее всего, унаследованы именно от него. Все ныне живущие человекообразные строят убежища из плохо прилаженных друг к другу веток и листьев. Их делают шимпанзе, обычные и карликовые, а также гориллы и орангутаны[50]. Обычно обезьяны устраивают пристанище всего на одну ночь, а потом бросают его. Такие гнезда — это скорее спальные места, чем дома, — лежанки, устроенные в однодневных ночлежках, напоминающих «общежития».

Не так давно одна студентка из моей лаборатории в Университете Северной Каролины, Меган Томмс, изучала бактерий и насекомых в гнездах шимпанзе. Мы ожидали, что в них будет полным-полно видов, связанных с телом обезьян, будь то специфичные для шимпанзе бактерии или кое-кто покрупнее, забравшийся в гнездо в поисках поживы. (Например, в шерсти ленивцев формируется особое сообщество, состоящее из членистоногих и водорослей[51]. Почему бы и не у шимпанзе?) Паразитические клещи. Пылевые клещи. Может быть, кожееды и жуки-притворяшки. Всех их можно встретить в человеческой постели[52]. Во время сна мы, люди, окружены своеобразной экосистемой, живущей за счет отмерших частиц нашего тела. Однако Меган установила, что гнезда шимпанзе населены почти исключительно бактериями из окружающей среды — из почвы и листьев[53]. Какие именно бактерии, зависит от того, в какой сезон, сухой или влажный, взята проба. Очень может быть, что похожее микробное население обитало и во временных жилищах наших далеких предков, когда они еще не начали строить себе дома. Именно с ним наши прародители сосуществовали в течение миллионов лет, хотя конкретный состав видов мог меняться в зависимости от времени года и местообитания.

Когда нашим пращурам понадобилось постоянное убежище, а не просто гнездо, они начали заселять пещеры. Искусство возводить настоящие дома возникло позднее. Самое древнее свидетельство такого умения — стоянка древнего человека Терра-Амата (в районе современной Ниццы)[54]. Именно там археологи раскопали остатки не менее 20 домов, стоявших в древности вдоль побережья. В наиболее сохранившихся из них найдены круги, составленные из камней, в центре которых был слой пепла. На полу до сих пор заметны ямки от кольев, на которых держалась крыша. Вокруг каменного очага расположены следы от других кольев, которые, по-видимому, были изогнуты и, сходясь верхними концами в одной точке, образовывали своды жилища. Эти постройки были сооружены древними гоминидами (скорее всего, принадлежавшими виду Homo heidelbergensis) более чем 300 000 лет назад[55]. Мы почти ничего не знаем о том, насколько распространены были такие жилища, насколько они были разнообразны и когда их начали строить. Археологическая летопись содержит только отрывочные данные, разбросанные здесь и там. Например, убежища, предположительно построенные гоминидами (в этот раз людьми современного типа) на стоянке в Южной Африке возрастом 140 000 лет. Кровати возрастом 70 000 лет, найденные на другой южноафриканской стоянке[56]. Как бы то ни было, точно известно, что по крайней мере некоторые из наших предков уже проводили ночи в помещениях, хотя бы немного отгороженных от внешнего мира.

Двадцать тысяч лет тому назад в разных уголках мира стали появляться настоящие дома. Почти во всех известных случаях эти жилища имели круглую форму и сводчатую крышу. Их конструкция была очень простой и напоминала гнездовую камеру термитника, которую строят для себя самцы и самки («царица» и «царь» термитов). В некоторых местностях дома строили из ветвей, в других из глины. В более северных районах — даже из мамонтовых костей. Некоторые из этих построек были временными, их использовали всего несколько дней или недель. Но я думаю, что даже в таких домах уже формировалось сообщество микробов, немного отличающееся от естественного. Прекрасное доказательство тому дали исследования построек современных людей, очень напоминающих первобытные жилища. Например, в Бразилии изучались традиционные дома племени ачуар, не имеющие стен и покрытые сверху пальмовыми листьями. В них преобладают бактерии, попадающие из окружающей среды[57]. А вот в постройках племени химба из северной Намибии, исследованных Меган Томмс, хотя они представляют собой самые простые круглые дома, микробное население той части дома, где люди проводят ночь, отличалось от микробов в той части, где готовится пища. Даже в самых примитивных жилищах формируется сообщество микробов, связанных с человеческим телом. Оно существует в домах химба и ачуар, но, как и в гнездах шимпанзе, в этих жилищах бактерии из внешней среды представлены не меньшим числом видов, чем в окружающем их воздухе. В постройках этих племен эти две группы микробов сосуществуют. Конечно, дома химба и ачуар нельзя считать полными аналогами древнейших человеческих построек, но я считаю вполне резонным предполагать, что обитатели хижин в Терра-Амата во Франции жили в таком же окружении из бактерий из внешней среды, как и наши современники ачуар и химба.

Итак, было время, когда люди умели строить только круглые дома. Примерно 12 000 лет назад появились квадратные конструкции. Хотя по сравнению с круглыми домами в них меньше полезного пространства, квадратные удобны тем, что их элементы легче комбинировать, например ставить бок о бок или даже один модуль на другой. Практически везде, где люди освоили земледелие и плотность населения выросла, произошел переход от круглых сооружений к квадратным. Когда это случилось, жилище стало еще более изолированным от внешнего мира. Пространство еще определеннее разделилось на «внутри» и «снаружи». Впрочем, постройки старого типа не исчезли, они продолжали существовать наряду с квадратными домами.

А теперь перенесемся на 12 000 лет вперед. Сегодня большая часть человечества проживает в городах, и эта тенденция постоянно усиливается. Основная масса городского населения живет в квартирах. Расстояние, которое необходимо преодолеть микробам из внешнего мира, чтобы попасть в них, все увеличивается. Если держать окна квартиры закрытыми, то бактериям нужно каким-то образом подняться по лестнице, миновать холл, пройти через несколько дверей и только потом юркнуть внутрь. Мы воображаем, что способны создать стерильный мир. Но вместо этого в квартирах, где окна постоянно закрыты, а путь до парка неблизок, создается собственный мир, состоящий в основном из микробов, питающихся частичками, осыпающимися с нас самих, с нашей пищи, со стен, потолков и т. д. Когда-то мы жили в убежищах-гнездах в окружении бактерий из внешней среды, и микробный след, оставляемый человеком в том месте, где он сидел или лежал, был почти незаметен. Тут мы подходим к ключевому моменту. Результаты нашего исследования показали, что микробная жизнь в квартирах почти так же разнообразна, как и внутри особняков. Некоторые человеческие постройки очень надежно изолированы от внешнего мира, другие, например жилища современных ачуар и химба, практически открыты. Мы сами выбираем, насколько богатой будет природная жизнь в нашем доме.

ПО ОПЫТУ МНЕ ИЗВЕСТНО, что люди, узнав о том, что их в собственном доме окружают тысячи разнообразных бактерий — экстремофильных, детритоядных или тех, что пришли из лесов и почв, реагируют по-разному. Профессиональным микробиологам, с которыми я часто общаюсь, наши результаты кажутся впечатляющими, но не ошеломительными. «Восемьдесят тысяч видов? Я бы подумал, больше… Зимой тоже брали пробы? А на собаках смотрели?» Микробиологи, которые ежедневно сталкиваются с «блеском и нищетой» невидимого мира, становятся невосприимчивыми к его чудесам. Давайте пока не будем обращать на них внимание.

Некоторые испытывают благоговение. Я сам ощущаю это трепетное чувство и хотел бы разделить его с другими. Как это волнующе — проникать в многообразный и до конца не открытый нами мир. Эволюции потребовалось 4 млрд лет для того, чтобы возникло царство микробов, которое живет по соседству с нами. Каждый дом кишит безымянными видами, о которых практически ничего не известно; с некоторыми из них люди живут бок о бок уже миллионы лет, а другие лишь недавно проникли в углы и закоулки современного дома. Можно сделать множество чудесных открытий, не выходя на улицу. Новые виды. Новые феномены. Все новое.

Но многие чувствуют отвращение. Как я об этом узнал? Просто потому, что мы сообщаем результаты своих исследований жителям обследованных домов. После этого они закидывают нас вопросами по электронной почте. Читать их одно удовольствие. Иногда они напоминают мне те вопросы, которые я задавал биологам на биостанции Ла Сельва в Коста-Рике: «Что мы знаем о таком-то виде? Какой образ жизни он ведет?» Часто я отвечаю своим респондентам так, как отвечали мне ученые в тропиках: «Мы не знаем. Можете сами заняться их изучением». Или: «Мы не знаем. Давайте попробуем вместе найти ответ». Иногда, впрочем, вопрос звучит примерно так: «Ок, пусть в пыли моей квартиры живут тысячи бактерий. Как их уничтожить?» Ответ состоит в том, что уничтожать их не нужно.

В идеале наш дом должен напоминать сад, в которым вы истребляете вредные и сорные растения, но заботитесь о тех, что посадили сами. Конечно, вредоносным и болезнетворным микробам в нашем доме нет места. Но число таких видов значительно меньше, чем обычно воображают. Во всем мире насчитывается менее 1000 видов вирусов, бактерий и простейших, вызывающих инфекционные заболевания.

В плане личной гигиены мы держим возбудителей инфекций в узде простым умыванием рук. Тем самым мы преграждаем путь фекальным микробам, которые могут попасть в рот через грязные руки. Мытье рук не уничтожает плотный слой микробов на вашей коже, оно просто удаляет вновь прибывших гостей. На индивидуальном уровне мы также используем защиту путем вакцинации. В свою очередь, наши правительственные органы и система здравоохранения борются с инфекциями специальными мерами, включая инфраструктуру для обеззараживания воды, когда уничтожаются патогены (но не все живые организмы в воде). На государственном уровне решаются вопросы борьбы с насекомыми, переносящими возбудителей инфекций, таких как малярия или желтая лихорадка. Наконец, если профилактические меры не помогают, то врачи для борьбы с патогенными бактериями используют антибиотики. Взятые вместе, все эти средства борьбы и контроля над инфекциями спасли сотни миллионов жизней и при правильном применении могут и дальше делать это.

Но все эти меры эффективнее всего действуют тогда, когда нацелены исключительно на вредоносные виды. Если же заодно с ними уничтожаются остальные виды (например, около 79 950 видов, обитающих в наших домах), последствия могут быть негативными. У меня еще будет возможность поговорить о том, что происходит, когда люди пытаются истребить все формы жизни в своем доме. Пока же достаточно сказать, что подобные действия лишь способствуют расселению, размножению и эволюции патогенных и опасных микробов, а вот работу нашей иммунной системы, напротив, затрудняют. В громадном большинстве случаев гораздо полезнее для здоровья поддерживать высокое биологическое разнообразие в нашем жилище, особенно за счет «диких» микробов, пришедших из лесов и почв (естественно, при условии, что вредные виды при этом находятся под контролем). Конечно, все не так просто (в биологии вообще все довольно сложно), но в целом дело обстоит примерно так[58].

И тут кое-кто из вас подумает: «А я все равно постараюсь избавиться от всей этой мерзости». Одна из полезных функций непатогенных микробов, живущих на поверхности нашего тела и в наших домах, состоит в том, что они помогают нам в борьбе с патогенами. Но возможно, вы воображаете, что, уничтожив всех без исключения микробов вокруг себя, вы окажетесь в стерильной среде, где не понадобится бороться ни с одним патогеном. В рекламе чистящих средств часто утверждается, что они убивают 99 % бактерий (не справляясь лишь с немногими особенно устойчивыми), но кто поручится, что вы не столкнетесь с оставшимся одним процентом? Если и есть где-нибудь жилое пространство, в котором человек попытался довести уничтожение микробов до предела, то это Международная космическая станция (МКС). Если вы воображаете, что сможете полностью очистить свой дом от бактерий, то МКС прекрасно иллюстрирует, чего вы добьетесь в реальности.

В САМОМ НАЧАЛЕ СВОЕЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ NASA рассудило, что важно предотвратить попадание земных микробов в космос. На первых порах опасались, что космический корабль может занести бактерии с Земли[59] в Солнечную систему или, наоборот, доставить на нашу планету «семена» внеземной жизни. В NASA был создан даже особый отдел — Отдел Планетарной Защиты (Planetary Protection Office). Со временем ученые NASA озаботились и тем, что астронавты, совершавшие полеты на космических челноках, а позднее на МКС, проводят значительное время в замкнутом пространстве, где могут присутствовать патогены.

На помощь NASA пришел сам космос. Шансы на то, что какие-то внеземные микробы проникнут внутрь космического челнока или МКС, равны нулю. Откройте окно у себя дома, и вместе с воздухом в комнату попадут микробы из внешней среды. Откройте люк МКС — и космический вакуум засосет вас, а заодно и все живое вокруг. Вдобавок объем воздуха внутри космической станции невелик, гораздо меньше объема воздуха в жилом доме. Поэтому сравнительно несложно контролировать как уровень влажности, так и потоки воздуха на станции. Наконец, NASA разработало современную аппаратуру для очистки всех пищевых продуктов и материалов перед их отправкой на МКС. Короче говоря, как ни старайтесь, вы не сможете сделать ваш дом столь же безжизненным, как эта орбитальная станция. Остается спросить, а живет ли на МКС кто-то, кроме людей.

Детальные исследования живых существ, населяющих МКС, проводились и продолжаются до сих пор. Одно из последних таких исследований осуществлялось по точно такой методике, которую мы использовали, обследуя дома в Роли. Конечно, это не случайно. В 2013 г., вскоре после того как мы опубликовали результаты нашего исследования 40 домов, ко мне обратился Джонатан Эйзен, микробиолог из Калифорнийского университета в Дейвисе. Его интересовало, можно ли применить нашу методику на космической станции. Конечно, мы хотели видеть астронавтов в числе участников нашего проекта не меньше, чем простых жителей Роли. Для взятия проб использовались точно такие же ватные палочки. И помещения для обследования были выбраны примерно такие же, хотя нам и пришлось несколько изменить процедуру. Мы просили участников проекта на Земле собирать пыль, осевшую на оконных рамах, что позволяло дать количественную оценку микробной жизни в окружающем воздухе. Но в условиях низкой гравитации на МКС пыль не оседает, поэтому астронавты брали пробы не с оконных рам, а с воздушных фильтров. В этом исследовании мы предлагали такие же формы согласия на использование полученных данных, как и прежде, но с небольшими изменениями. Работая в земных домах, мы соблюдали анонимность в отношении полученных результатов. Только жители дома, где были взяты пробы, знали о них, для остальных доступ был закрыт. На МКС это оказалось невозможным. Что-что, а анонимность не по части астронавтов. При проведении работ на станции находились шестеро: астронавты NASA Стив Свенсон и Рик Мастраччо, космонавты Олег Артемьев, Александр Скворцов и Михаил Тюрин, и командир МКС Коити Ваката, представлявший Японское агентство аэрокосмических исследований. Коити Ваката взял необходимые пробы, которые потом были доставлены на Землю и отправлены в лабораторию Джонатана Эйзена в Калифорнийском университете. Их изучала его студентка Дженна Ланг.

Проведенные ранее исследования показали, что бактерии из естественной среды на борту МКС практически отсутствуют. Здесь нет микробов, характерных для лесов и полей. Нет и микробов, связанных с пищей. Но, несмотря на эти успехи, задача по созданию на станции совершенно стерильной среды не была решена. Бактерии на МКС все-таки присутствуют, и в немалом количестве. Конечно, почти все они относятся к одной категории — видам, обитающим в организме астронавтов. Это было установлено уже первыми исследованиями на МКС и подтвердилось результатами, полученными Ланг. Но, чтобы должным образом проанализировать эти данные, рассмотрев их в определенном контексте, мы составили сравнительную карту распределения бактерий на космической станции и в домах города Роли. На этой карте пробы, наиболее сходные по видовому составу микробов, расположены более плотно, а наименее сходные удалены друг от друга. Карта показывает то, о чем я уже рассказывал выше, говоря о домах в Роли: в образцах пыли, взятых с дверных порогов, видовой состав схож, в них соседствуют микробы, характерные для внутренних помещений и открытых пространств. Пробы, взятые с кухонь в разных домах, тоже похожи друг на друга, в них представлены в основном бактерии, связанные с пищей. Наконец, пробы с постельного белья и унитазных сидений различались, но не настолько, как вы могли бы надеяться. Все образцы, взятые на МКС, оказались в нижней части карты, причем независимо от того, в каком именно отделении станции они были взяты. По составу микробов они больше всего напоминают пробы с постельного белья и из туалетов «земных» домов[60]. Во всех этих трех случаях пробы содержали фекальные бактерии.

В «космических» пробах Ланг обнаружила виды, родственные Escherichia coli и Enterobacter[61], а кроме того, еще одну разновидность фекальных бактерий, настолько слабо изученную даже в условиях Земли, что у нее до сих пор не было названия. Этот вид обозначался как «неклассифицированный [представитель] Rikenellaceae / S24–7». Но пробы с МКС не во всем похожи на пробы с наволочек или унитазных сидений. К примеру, в них меньше видов микробов, связанных со слюной, чем обнаруживается на подушках, и больше бактерий, связанных с кожей, чем можно найти в туалетах. В предыдущих исследованиях было установлено, что на космической станции весьма распространены микробы Bacillus subtilis, те самые, из-за которых плохо пахнут наши ноги. Ланг нашла их тоже, а вдобавок еще бактерий из рода Corynebacterium, ответственных за запах подмышек. Неудивительно, что типичный запах для МКС описывают, как смесь пластика, мусора и человеческого тела[62]. В земных условиях бактерии Corynebacterium преобладают в домах, где живут мужчины. В момент взятия проб население космической станции было целиком мужским, что помогает объяснить еще одно различие в микробном составе среды на МКС и в земных домах. А именно: на станции нашлось очень мало вагинальных микробов, преобладающих в микрофлоре женского влагалища, таких, например, как виды рода Lactobacillus. Легко объяснить этот факт отсутствием женщин на МКС во время взятия проб.

Можно сказать, что видовой состав микробов на космической станции был именно такой, какой мы ожидали бы найти в обычном земном доме, если полностью изолировать его от внешнего мира. Если вы будете поддерживать в своем жилище идеальный порядок и при этом держать плотно закрытыми все окна, двери и люки, у вас получится нечто похожее на МКС. Но это еще не все. Пробы, взятые в разных частях станции, оказались крайне похожими друг на друга. В них присутствовали одни и те же микробы. В этом отношении МКС напоминает первобытный дом, построенный из глины или листьев. В таких постройках, если сравнить их с современными домами, все виды встречаются повсюду. Есть только один нюанс. Сходство микробного населения во всех уголках традиционного дома, неважно, где он расположен — в Амазонии или в Намибии, объясняется абсолютным преобладанием бактерий из внешней среды. Эти виды находятся там повсеместно. А на МКС, как установила Ланг, сходство проб по видовому составу обусловлено доминированием человеческих бактерий, которые в отсутствие силы тяготения и других форм жизни равномерно распределяются по всему пространству станции. Если вы будете без устали чистить и мыть свой дом, вы добьетесь примерно такого же эффекта. Нечто подобное можно наблюдать в некоторых домах на Манхэттене. Когда мы и другие исследователи приступили к изучению таких квартир, мы столкнулись с одной проблемой. Связана она не с теми видами, которые присутствуют в доме, а с теми, которые в нем отсутствуют. Проблема эта возникла тогда, когда мы научились строить дома, почти лишенные всего живого (кроме бактерий, связанных с нашим собственным телом), и стали проводить в четырех стенах до 23 часов в сутки.

Илл. 3.2. Овалы обозначают различные местообитания, из которых были взяты пробы бактерий в домах г. Роли и на МКС. Чем больше овал, тем больше различий в видовом составе бактерий в отдельных пробах, взятых из одинаковых местообитаний. Чем ближе друг к другу расположены овалы, тем более сходен видовой состав их бактерий. В местообитаниях, расположенных ближе к нижнему краю рисунка, доминируют бактерии человеческого тела, в тех, что расположены в верхней части справа, — бактерии, связанные с пищей, а в тех, что находятся вверху слева, — бактерии из почвы и других естественных сред. (Рисунок Нила Мак-Коя.)

Глава 4. Отсутствие как болезнь

Повсюду стоял смрад от прорванных сточных труб и разлагающихся крысиных трупов… Дух блевотины витал среди яблочной кожуры, побегов спаржи и капустных кочерыжек… Это было как тотальное заражение разрушающихся зубов, метеоризм вспученного живота, перегар, изрыгаемый пьяницей, сухое зловоние падали, кислый дух из ночного судна… вся эта лавина нечистот низвергалась по гниющим улицам… испускающим свои ночные ароматы.

Le Figaro

В 1800-е гг. мир содрогался в судорогах холеры. Первая пандемия началась в 1816 г. в Индии и перекинулась в Китай, где погибло более 100 000 человек. Вторая началась в 1829 г. и прокатилась по всей Европе. Она закончилась 30 лет спустя, унеся сотни тысяч жизней от России до Нью-Йорка. В 1854 г. холера опять перешла в наступление, теперь уже по всему миру, захватывая один город за другим. Люди погибали целыми семьями, их трупы вповалку загружали в похоронные дроги. Только в России от холеры умерло более миллиона человек. Многоквартирные дома, в которых еще недавно бурлила жизнь, превратились в пустые скорлупы. В некоторых городах в то время количество умерших превосходило число родившихся. Сценарий, когда численность населения поддерживается только за счет притока иммигрантов, экологи называют демографической ямой[63]. Города становились ямами, по сточным трубам которых стекали человеческие жизни.

В те времена распространение холеры связывали с миазмами. Согласно данной теории, инфекции, включая холеру, вызываются дурно пахнущим воздухом (миазмом), особенно ночным. Эта теория сейчас кажется смехотворной, но в ней есть и рациональное зерно. Она выражает идею, что неприятные запахи связаны с болезнями. Биологи-эволюционисты утверждают, что понимание взаимосвязи между зловонием и недугом имеет очень древние корни и закреплено в нашем бессознательном[64]. На протяжении долгой эволюционной истории избегание отвратительных запахов давало нашим предкам больше шансов на выживание[65]. Отталкивающий смрад падали уменьшает риск заражения гнилостными бактериями. Неприязнь к запаху испражнений защищает от заражения фекальными микробами. По-видимому, понятие миазмов настолько древнее, что стало почти врожденным. К сожалению, когда на земле появились большие города, корреляция между дурным запахом и болезнью перестала быть руководством к действию. Зловоние царило повсюду, но уехать за город, чтобы спастись от смрада, могли себе позволить только состоятельные люди.

Илл. 4.1. Воссоздание карты, на которой доктор Сноу отмечал локализацию смертных случаев от холеры в Сохо, Лондон, 1854. Каждый черный штрих обозначает смерть, а каждая буква «P» указывает расположение водозаборной колонки. С помощью этой карты Сноу демонстрировал, что по большей части умершие жили поблизости или пили воду из колодца на Брод-стрит. (Рисунок воспроизводит реконструкцию Джона Макензи [2010], сделанную на основе карты Джона Сноу [1854].)

История поисков истинной причины холеры насчитывает долгие десятилетия бесплодных попыток и упорного нежелания ученых и широкой публики поразмыслить над тем, что находится прямо у них перед глазами. Впрочем, в середине XIX в. в Лондоне нашелся один человек, по имени Джон Сноу, проявивший больше наблюдательности, чем его современники. Сноу предположил, что холеру вызывают невидимые «микробы», передающиеся не по воздуху, а через фекалии, из которых каким-то образом они попадают в ротовую полость. В отличие от самого кала, думал он, микробы не имеют дурного запаха. Эта идея была встречена без энтузиазма. Она противоречила теории миазмов, к тому же была вульгарна. В 1854 г. Сноу работал в лондонском районе Сохо, где произошла особенно сильная вспышка холеры. Используя данные священника Хенри Уайтхеда, Сноу смог определить, в каких местах Сохо люди заболевают холерой, а в каких нет.

Он пришел к выводу, что все смертельные случаи сконцентрированы в одном довольно крупном квартале. Тут же нашлась и причина. Все жители квартала брали воду из одной и той же водозаборной колонки, расположенной на улице Брод-стрит (ныне Бродвик-стрит). Правда, от холеры погибли и несколько семей, не пользовавшихся этой колонкой, но, как выяснилось позднее, все они пили хотя бы иногда воду из колонки на Брод-стрит, когда вода в их собственной колонке пахла миазмами.

Сноу нанес все случаи смерти от холеры на карту, чтобы показать, как болезнь распространялась во все стороны от зараженной колонки. С этой картой в руках он доказывал, что причиной заболевания была вода из этого загрязненного источника и что если снять рукоятку насоса с колонки, остановив ее действие, то эпидемия в Сохо прекратится[66]. Хотя Сноу был абсолютно прав, ему понадобилось несколько лет, чтобы убедить большинство своих коллег. Тем временем холерная эпидемия в Сохо пошла на убыль и прекратилась сама собой[67]. Уже потом выяснилось, что источником инфекции была старая пеленка, лежавшая в заброшенной выгребной яме вблизи той самой колонки. Много лет спустя Роберт Кох, микробиолог, открывший бактерию Mycobacterium tuberculosis (возбудитель туберкулеза){5}, обнаружил организм, вызывающий холеру, — холерный вибрион (Vibrio cholerae). Этот патоген возник в Индии, а оттуда в начале XIX в. с торговыми судами попал в Лондон и распространился по всему свету.

Потребовались десятилетия, чтобы понять, каким образом нужно реконструировать города для предотвращения подобного загрязнения воды. В случае с Лондоном решение состояло в том, чтобы доставлять в город воду из отдаленных источников, где вероятность ее заражения ниже. После открытия, сделанного Сноу, в крупных городах, включая Лондон, стали осуществлять активный контроль над утилизацией отходов. В ряде случаев, хотя и не повсеместно, в городах начали подвергать обработке поступающую питьевую воду. Тем самым были спасены миллионы, если не миллиарды жизней[68]. Принцип состоял в том, чтобы пресечь попадание возбудителей инфекции из фекалий одного человека в ротовую полость другого.

Вслед за Сноу эпидемиологи стали повсеместно использовать картирование для изучения распространения болезней. Студентам рассказывают, что карта Сноу была первой (хотя и не вполне точной) иллюстрацией того, как распространяется инфекция. Им также объясняют, как важно картирование для того, чтобы определить вероятный источник болезни и ее возможную причину. В большинстве случаев, когда эпидемиолог использует этот метод, он стремится описать, когда и где встречается патоген, а затем уже пытается понять почему. Хотя карты показывают только корреляции, они помогают эпидемиологам выявлять причинно-следственные связи. Но порой они лишь отражают степень нашего незнания, как это произошло в 1950-е, когда возникла целая серия новых заболеваний.

Подобно апокалиптическим всадникам, это новое племя недугов — болезнь Крона (воспалительное заболевание желудочно-кишечного тракта), астма, аллергия и даже рассеянный склероз — несло людям страдания и разнообразные функциональные расстройства. Все эти состояния сопровождались той или иной формой хронического воспаления. Но что его вызывало?

Поскольку эти болезни были совершенно новыми, они вряд ли определялись исключительно наследственными факторами. Более того, подобно лондонской холере, они были локализованы географически, причем довольно необычным образом. В отличие от холеры, случаи заболеваний отмечались в основном в районах с развитой системой общественного здравоохранения и хорошей инфраструктурой. Чем богаче был регион, тем с большей вероятностью население страдало ими. Это полностью противоречило сложившемуся под впечатлением работ Сноу представлению о связи «микробов» с географией. Впрочем, если изучать распространение этих заболеваний в пространстве или по отношению к другим внешним факторам, то можно приблизиться к пониманию их причин, следуя предложенному Сноу подходу. Картирование помогало ему выдвинуть гипотезы о причинах заболевания. Для их проверки он использовал метод натурного эксперимента. Когда он отбрасывал в ходе проверки все гипотезы, кроме одной, наилучшей, он снова обращался к картам в качестве доказательства в ее пользу. Тогда — и только тогда — можно было подойти к пониманию особенностей биологии реального возбудителя инфекции. Так следовало поступить и с этими новоявленными болезнями. Для начала кто-то должен был выдвинуть гипотезы и затем, путем натурного эксперимента, их проверить.

В болезнях винили новые патогены, холодильники и даже зубную пасту. Одна группа исследователей доказывала, что истинная причина не в воздействии какой-то бактерии, а, напротив, в ее отсутствии. Среди участников этой группы был эколог Илкка Хански — несколько неожиданный персонаж в истории о хронических заболеваниях и микробах. Он начал свою научную карьеру с того, что стал признанным во всем мире специалистом по жукам-навозникам. Историю жизни Хански, глава за главой, можно найти в его автобиографии. Он начал писать ее в 2014 г., в большой спешке, поскольку в марте того года объявил друзьям, что скоро умрет от рака. Ему хотелось сохранить для потомства некоторые важные мысли о живой природе.

Читатель этой книги вместе с Хански проходит через все этапы его научной карьеры. Всю жизнь тот занимался изучением небольших местообитаний в виде изолированных участков, подобных островкам. Сначала это были навозные кучи. С точки зрения жуков-навозников каждая куча — это своеобразный остров, который нужно отыскать и очень быстро заселить. В качестве приманки для навозников Хански использовал мертвую рыбу или даже собственные фекалии. На острове Борнео он ловил жуков на склонах горы Мулу, выясняя, почему в одних случаях за какую-то кучу экскрементов соперничает сразу множество видов, а в других — нет. Затем Хански обратился к изучению одного вида бабочек, шашечницы цинксии (Melitaea cinxia), живущей на Аландских островах у южного побережья Финляндии. На примере бабочек он пытался понять динамику численности редких видов на подобных участках. В течение нескольких десятков лет он отслеживал эту бабочку, вместе с ее паразитами и патогенами, на более чем 4000 участков (эти наблюдения продолжаются до сих пор). На основе этих данных Хански построил математические модели, позволяющие рассчитывать минимальный размер изолированного участка, пригодного для существования бабочек. После этого его заинтересовал вопрос, почему одни бабочки лучше приспособлены к обитанию в сильно фрагментированной среде, чем другие. Он обнаружил особые варианты генов, которые, по-видимому, способствуют адаптации к подобным условиям. Все эти достижения, основанные на полевых наблюдениях, теоретических разработках, прогнозах и их проверке, принесли Хански в 2011 г. премию Крафорда в области биологических наук — аналог Нобелевской премии для экологов.

С годами исследования Хански становились все более узконаправленными. Начав с изучения целых сообществ жуков-навозников, он перешел к одному виду бабочек, а после этого и к одной аллели. Однако потом он неожиданно переключился на исследование хронических воспалительных заболеваний человека. Подвигла его на это одна случайная встреча. В 2010 г. Хански присутствовал на докладе на эту тему, который делал видный финский эпидемиолог Тари Хаахтела[69]. То, о чем он рассказывал, оказалось новостью для Хански, ни с чем подобным ему ранее не приходилось иметь дела. Это было свежо и впечатляюще. Хаахтела описывал рост случаев хронических заболеваний. По его данным, начиная с 1950 г. частота этих болезней удваивалась каждые 20 лет, особенно в богатых странах. И эта тенденция сохраняется. Например, за последние 20 лет в Соединенных Штатах число случаев аллергии выросло на 50 %, а астмы — на треть. К тому же, по мере того как бедные страны вкладывали все больше средств в развитие городов, там наблюдался рост числа хронических заболеваний. Эта глобальная модель вызывала удивление и тревогу. Восходящие линии на графике Хаахтелы могли соответствовать росту биржевых котировок, человеческой популяции или цен на масло, но за ними скрывалось нечто другое — чудовища, страшные хронические болезни, подстерегающие нас в собственном доме. На картах Хаахтелы было видно, где они распространены, а где нет.

Илл. 4.2. Неуклонный рост числа новых случаев иммунных нарушений между 1950 и 2000 г. (На основе рисунка Жана-Франсуа Баха, опубликованного в New England Journal of Medicine 347 [2002].)

Хаахтела утверждал, что заболевания не связаны с патогенами, и это шло вразрез с микробной теорией. По его мнению, люди болеют оттого, что лишены контакта с какими-то необходимыми для них видами. О том, какие это виды, он не имел понятия, как не знал Сноу, какое загрязняющее вещество в воде стало причиной холеры. Когда Хански увидел карты Хаахателы, у него сразу появилась догадка о недостающем звене. Эти карты были полной противоположностью тем, что он показывал в своей собственной презентации, — графикам, которые демонстрировали глобальное сокращение площади девственных лесов и их биологического разнообразия: навозных жуков, бабочек, птиц и прочих видов. По мере того как на Земле остается все меньше видов, частота заболеваний растет, причем особенно резко в самых развитых странах мира, уже утративших большую часть своего биоразнообразия (особенно в условиях городской среды). Хански полагал, что это вредное для здоровья явление относится не просто к отсутствию какого-то конкретного вида, оно гораздо масштабнее. То, что мы потеряли, — это биологическое разнообразие как таковое. Впервые в эволюционной истории позвоночных и, возможно, в истории всех животных была утрачена дикая природа. Ее уже нет в наших дворах, особняках, квартирах на Манхэттене и точно так же на МКС…

Нечто подобное уже приходило на ум и самому Хаахтеле, хотя, наряду с точными данными, он прибегал к метафорам. В 2009 г. он даже опубликовал статью о том, что на территории Финляндии в местах с пониженным разнообразием бабочек больше распространены воспалительные заболевания. В статье он поместил несколько фотографий своих любимых чешуекрылых: эльбской сенницы, снежной чернушки, двухвостой нимфалиды, полярной перламутровки, голубянки Ногеля и полудюжины других. Когда подходящая для этих видов среда обитания стала встречаться все реже, заболеваемость пошла вверх[70]. Бабочки были чуткими индикаторами того, как важна связь между людьми и дикой природой и что происходит, когда эта связь рвется. Когда мы изолируем себя от патогенов, наподобие холерного вибриона (а это тоже часть дикой природы!), это хорошо, но сегодня люди зашли чересчур далеко и отгородились не только от тех немногих действительно смертельных врагов, но и от остального биоразнообразия, включая полезные виды.

Хаахтела подошел к Хански, и между ними завязался разговор. Это была не первая их встреча. За много лет до того именно Хаахтела, фотографировавший бабочек в качестве хобби, обратил внимание Хански на обыкновенную шашечницу как удачный объект для исследований. Они сразу вспомнили свои былые очень приятные встречи. Теперь их объединяла не только любовь к бабочкам, но и интерес к изучению глобальных трендов, таких как потеря биоразнообразия, рост числа хронических воспалительных заболеваний, а также переход человечества к жизни в закрытых помещениях, где биоразнообразия еще меньше, чем снаружи[71]. Если все эти тенденции и правда взаимосвязаны, то прогноз на будущее еще хуже. Угроза биоразнообразию все возрастает, а мы тем временем забираемся все дальше вглубь наших домов, прочь от естественной среды обитания. Хаахтела пригласил коллегу посетить семинар в своей лаборатории, где Хански повстречался с микробиологом Леной фон Хертцен, которой предстояло стать одним из его ключевых партнеров. Семинар проходил в такой волнующей атмосфере, что мурашки шли по коже. Как Хански позже напишет в своей автобиографии, у него тогда было ощущение, что он становится участником одного из самых великолепных научных коллективов, в котором ему когда-либо доводилось работать. Ему казалось, что они вплотную подошли к пониманию каких-то очень важных явлений в мире.

Когда Сноу высказал догадку о том, что из фекалий, попавших в воду, распространяется нечто, вызывающее холеру, он не понимал, что же это именно. Точно так же Хански, Хаахтела и фон Хертцен не знали наверняка, какой конкретно утраченный аспект биологического разнообразия способствует заболеваниям, но у них были кое-какие догадки о том, как потеря биоразнообразия может быть связана с человеческими недугами. Сама идея, что две эти вещи как-то взаимосвязаны, обсуждалась уже несколько десятков лет, причем не только в отношении иммунитета, но и в более широком контексте. В своей гипотезе биофилии Эдвард Уилсон доказывал, что нам, людям, присуща любовь к живому во всем его разнообразии, поэтому изолированность от природы ухудшает наше эмоциональное самочувствие[72]. По мнению Роджера Ульриха, контакт с живой природой снижает стресс, а Стивен Каплан утверждает, что в обстановке природного многообразия улучшается наше внимание[73]. Синдром «дефицита природы» заставляет задуматься о том, каким образом разнообразие жизни и окружающая среда в целом могут способствовать обучению и психологическому благополучию детей[74]. Все указанные теории предполагают, что уничтожение флоры и фауны вызывает у нас эмоциональные, психические и интеллектуальные расстройства. Хански и Хаахтела были с этим вполне согласны, но считали, что это далеко не всё. Потеря биоразнообразия воздействует на иммунную систему людей, нарушая ее нормальную работу. Отправной точкой в рассуждениях финских ученых стали исследования, показавшие, что хронические аутоиммунные заболевания связаны с жизнью в особо чистой, «сверхгигиеничной» среде. Впервые эту «гигиеническую» гипотезу высказал еще в 1989 г. эпидемиолог Дэвид Стрэчан из Университета Святого Георгия в Лондоне. По его мнению, сегодняшние стандарты чистоты лишили нас контакта с некоторыми необходимыми для нас видами[75]. Хански и Хаахтела видели суть проблемы в том, что современные люди в принципе изолированы от живой природы во всем ее многообразии.

Подобно малым правительствам, иммунная система человека состоит из большого числа подразделений, когда одни отдают команды, а другие их выполняют. За их согласованную работу отвечает система управления, которая порой дает сбои. В случае хронических воспалительных заболеваний возможны два варианта развития событий. Первый, насколько мы понимаем, состоит в том, что, если вещество (антиген), будь то белок пылевого клеща или смертельный патоген, обнаруживается иммунными клетками на коже, в кишечнике или в легких, это вызывает цепь сигналов, определяющих, атаковать ли антиген немедленно (с помощью белых кровяных клеток, таких как эозинофилы) или в будущем. Если решено начать атаку, то от одного типа клеток к другим направляется целый каскад сигналов, поднимающих «по тревоге» армию различных лейкоцитов, а также (хотя и не во всех случаях) запускающих производство специфических иммуноглобулиновых E (IgE) антител. Эти антитела способны запоминать антиген и в случае, если он объявится снова, смогут заблокировать его. Суть в том, что иммунная система обнаруживает антигены и принимает решения о борьбе с ними. Если все делается правильно, то она оперативно отвечает на угрозы. Если происходит сбой, то иммунные клетки набрасываются на ложные цели, и так развиваются аллергии, астма и другие хронические заболевания. Второй вариант действий направлен на сбалансирование иммунного ответа, чтобы не допустить образования излишка лейкоцитов, таких как эозинофилы, и в то же время предотвратить реакцию антител IgE на какой-либо обнаруженный антиген. Это совершенно особый механизм, в котором задействованы специфические клетки-рецепторы, особые регуляторные соединения и сигнальные молекулы. Он поддерживает мир и спокойствие, блокируя иммунные атаки, поскольку реальная нужда в них случается редко. Большинство антигенов неопасны, особенно те, что встречаются часто и связаны с обычным воздействием внешнего мира или с микробами, живущими на коже, в легких или кишечнике; задача второго механизма состоит в том, чтобы постоянно напоминать организму об этом. Стрэчан и его единомышленники полагали, что этот умиротворяющий механизм, «здравый смысл» нашей иммунной системы, дает сбои, потому что в повседневной жизни получает недостаточно внешних стимулов. Но они не могли объяснить, чего же именно не достает детям, растущим в «сверхчистой» городской среде, какие воздействия необходимы для нормальной регуляции иммунной системы. Хански, Хаахтела и фон Хертцен предположили, что нужен постоянный и полноценный контакт с разнообразными формами жизни, как в домашней обстановке, так и вне дома. Если этого нет, то иммунная система начинает вырабатывать IgE антитела в ответ на совершенно безобидные антигены, такие как продукты жизнедеятельности пылевых клещей, тараканов-прусаков, на грибы и даже на клетки собственного организма. Итак, если дети лишены полноценного контакта с «дикими» видами, регуляторный механизм их иммунной системы не может полноценно работать. Так возникают аллергии и астма, не говоря уже о многих других проблемах. В этом и состояла новая захватывающая гипотеза, которую, впрочем, еще только предстояло проверить на практике.

Недолго думая, ученые решили осуществить такую проверку прямо в Финляндии. Современная Финляндия после окончания Второй мировой войны, по сути, переживала своего рода естественный эксперимент. Частота хронических заболеваний среди финнов возросла повсеместно, за исключением российской части Карелии, региона, бывшего когда-то частью Финляндии. До Второй мировой войны Карелия, находившаяся на границе между Финляндией и Россией, входила в состав Финляндии. После войны граница разделила регион, и в результате образовались русские карелы и финские карелы, люди с общими корнями, но с разным будущим.

В современной российской Карелии ожидаемая продолжительность жизни сравнительно невелика из-за автокатастроф, алкоголизма, курения и всевозможных комбинаций этих факторов. В финской части Карелии эти причины смертности распространены гораздо меньше. Можно сказать, что карелам, живущим в России, повезло меньше, чем их собратьям по ту стороны границы. Однако жители финской Карелии подвержены хроническим заболеваниям, а их сородичи в России — нет. В Финляндии частота таких заболеваний, как астма, сенная лихорадка, экзема и ринит, была и остается в 3–10 раз выше, чем в России. Например, сенная лихорадка и аллергия на арахис вообще не встречаются в российской Карелии[76]. Финская же Карелия давно стала частью того большого мира, в котором процветают хронические заболевания. В послевоенной Финляндии каждое следующее поколение страдает ими чаще, чем предыдущее, чего не наблюдается по другую сторону финско-российской границы.

Хаахтела и фон Хертцен потратили больше пяти лет, сравнивая образ жизни карелов по обе стороны границы. Эта работа получила название «проект Карелия». Они проводили интенсивные наблюдения, исследовали пробы крови на наличие в них антител IgE, связанных с различными формами аллергии. Так им удалось доказать, что две сравниваемых популяции достоверно различаются по частоте аллергических заболеваний. Что еще важнее, они убедились в том, что высокая частота заболеваний в финской Карелии вызвана недостаточным контактом с микробами внешней среды.

Образ жизни российских карелов за последние 50–100 лет не претерпел серьезных изменений. Они живут в небольших сельских домах, без кондиционеров и центрального отопления, постоянно контактируют с домашними животными, включая крупный рогатый скот, и выращивают овощи на своих огородах. Питьевую воду они берут из колодцев, вырытых возле домов, или прямо из близлежащего Ладожского озера. В российской Карелии еще сохранились обширные леса и высокое биологическое разнообразие. Финские карелы живут совсем в другой среде. В основном это жители больших и малых городов, где биоразнообразие резко снижено. По сравнению с сородичами из России большую часть времени они проводят в закрытых помещениях, в домах, надежно изолированных от окружающей среды. Это больше напоминает жизнь на борту космического корабля, чем среди полей и лесов.

Хаахтела и фон Хертцен вместе со своими студентами показали, что дети, выросшие в финской части Карелии, лишены повседневного контакта с некоторыми видами микробов, ассоциированных с растениями. Но это была лишь малая часть общей картины. После того как к работе подключился Хански, они приступили к обоснованию концепции, что сокращение естественного биологического разнообразия (будь это бабочки, растения или что угодно другое) приводит к сокращению числа видов, встречающихся в человеческом жилье, что заставляет иммунную систему вырабатывать избыточное количество эозинофилов, а в результате возникают хронические воспалительные заболевания. В статье, написанной группой ученых во главе с Леной фон Хертцен, эта идея получила название «гипотезы биоразнообразия»[77]. Теперь они могли приступить к ее проверке.

В идеале можно было бы проделать эксперимент — изменить число видов, с которыми растущие дети контактируют в домашней обстановке, а потом в течение нескольких десятилетий отслеживать состояние здоровья этих детей. Теоретически это возможно, но весьма затратно и потребовало бы очень долгого времени. Другой подход состоял в сравнении образа жизни и вероятных воздействий у финских и российских карелов. Но в то время это было нецелесообразно. Пришлось подумать над третьим вариантом. Хаахтела и его коллеги решили исследовать один конкретный район Финляндии, тот самый, в котором они работали начиная с 2003 г. Здесь они могли проверить состояние иммунной системы у подростков 14–18 лет, выросших в домах городского типа, и определить, насколько те склонны к аллергии и астме.

Район для исследований представлял собой квадрат размером 100 на 100 км, внутри которого располагались один небольшой город, несколько деревень разного размера, а также хутора. Дома для эксперимента в этом районе были выбраны случайным образом. Почти все отобранные для исследования семьи жили в этих домах в течение многих лет, поэтому подростки росли в одной и той же среде (что нехарактерно для большинства местностей Финляндии). Конечно, ученых можно было упрекнуть в том, что они не выбрали другой район, с более разнообразным населением, или не обследовали несколько регионов. Но, как неоднократно отмечал эколог Дэн Дженсен, даже «братья Райт не летали во время грозы»[78]. Хански, Хаахтела и фон Хертцен предпочли работать в местности, где они могли контролировать большее число внешних факторов, а также использовать ранее полученные данные.

В ходе исследования все подростки были проверены на наличие у них аллергических заболеваний. Параллельно подсчитывалось видовое разнообразие в их повседневном окружении и на их коже. Рабочая гипотеза состояла в том, что на коже детей, живущих в домах с меньшим биоразнообразием, должно обнаружиться меньше видов микробов и, соответственно, у них больше вероятность аллергии. Уровень окружающего биоразнообразия определяли путем подсчета видов диких, культурных и редких растений во дворе дома. Известно, что каждый вид растений имеет свой специфический набор сопутствующих ему видов бактерий, насекомых и грибов. Поэтому, определив число видов растений, можно получить приблизительную оценку общего видового разнообразия, с которым ежедневно контактирует подросток. Кроме того, подсчитывать виды растений гораздо легче, чем вести учет других организмов. В отличие от микробов, они видны невооруженным глазом и, в отличие от птиц или бабочек, постоянно находятся на одном месте[79]. Для определения накожного бактериального разнообразия пробы брались со средней части предплечья той руки, которой подросток пишет. Число видов устанавливали примерно таким же способом, как мы это делали в Роли. Наконец, уровень аллергии оценивался как функция количества антител IgE в крови подростков. В целом чем больше IgE, тем выше склонность к аллергии. Подростков с повышенным содержанием антител дополнительно проверяли на наличие чувствительности к определенным антигенам, таким как полынь, кошачья и собачья шерсть.

План исследования был довольно прост, а роли каждого из участников четко определены. Хаахтела отвечал за взятие проб крови на аллергены, фон Хертцен занималась микробными сообществами на коже подростков, а Хански — изучением разнообразия растений. Над анализом работали все вместе. Это был большой и многообещающий шаг вперед, хотя в известном смысле, возможно, несколько переоцененный.

ИЗУЧАЯ ЭТИ ДАННЫЕ, Хански и его коллеги испытывали подъем, но в то же время некоторое беспокойство. Действительно ли все дело в разнообразии растений во дворах? Исследователи постарались учесть влияние как можно большего числа факторов, но, как хорошо известно, делать предсказания о здоровье людей невероятно сложно. Хански знал это лучше, чем кто-либо другой. Он уже давно понял, что человек — гораздо более сложный объект для изучения, чем бабочки или навозные жуки. Он задумывался о том, как хорошо было бы провести какой-нибудь натурный эксперимент. Ведь, если они не отыщут никаких закономерностей, вся работа пойдет насмарку. Возможно, потребуется обследовать больше подростков, или разные страны, или увеличить продолжительность наблюдений.

Но то, что Хански, Хаахтела и Хертцен наблюдали, для них было очевидно. На коже подростков, живущих в окружении большого числа редких видов растений, обнаруживалось наиболее богатое видами микробное сообщество, в котором довольно заметно были представлены почвенные бактерии. Они могли попадать на кожу подростков во время прогулок во дворе или проникать в дома через окна и двери, а потом оседать на их телах как днем, так и ночью. Риск возникновения аллергии (любого типа[80]) у таких подростков тоже был меньше. Хотя ученые не проводили настоящего эксперимента, обнаруженная ими корреляция вполне подтверждала их гипотезу.

В частности, одна группа бактерий, гамма-протеобактерии, явно была более распространена при большом разнообразии растений и чаще встречалась на коже подростков, не страдающих аллергическими заболеваниями. Еще наблюдения, сделанные более чем 40 годами ранее, показали, что численность гамма-протеобактерий на коже людей зависит от времени года[81]. То же самое было характерно для проб из гнезд шимпанзе, изученных Меган Томмс. Хански с коллегами установили, что разнообразие этих микробов изменяется в пространстве. Какой бы вид аллергии они ни рассматривали — реакцию на кошек, собак, лошадей, березовую пыльцу, тимофеевку или полынь, частота всех этих заболеваний была ниже у подростков, имеющих на коже большее количество видов гамма-протеобактерий (особенно относящихся к роду Acinetobacter). Продолжив свои исследования в сотрудничестве с другой группой ученых, Хански и Хаахтела смогли показать, что иммунная система тех жителей Финляндии, на коже которых больше бактерий Acinetobacter, производит больше веществ, связанных со здоровым иммунным ответом организма[82]. То же самое, кстати, было продемонстрировано на лабораторных мышах, которым вводили большие дозы Acinetobacter[83].

В качестве дополнительной проверки предположения о связи между бактериальным разнообразием (особенно видов рода Acinetobacter) и пониженной частотой аллергических заболеваний Хаахтела провел сравнительное исследование микробных сообществ на коже подростков из финской и российской частей Карелии. Он предполагал, что число видов растений, окружающих дома, разнообразие микробов и численность бактерий Acinetobacter на коже подростков должны быть выше в российской Карелии, чем в финской. Все эти предположения полностью подтвердились[84].

ИТАК, РЕЗУЛЬТАТЫ, полученные Хански, Хаахтелой и фон Хертцен, показывают нам, что существует прямая взаимосвязь между разнообразием дикорастущих растений и численностью гамма-протеобактерий (и других бактерий, оказывающих сходный эффект, в легких и кишечнике), что, в свою очередь, способствует работе уравновешивающего механизма нашей иммунной системы и помогает бороться с воспалительными заболеваниями[85]. Эта связь сформировалась за долгие миллионы лет, причем безо всяких усилий со стороны человека. Большое видовое разнообразие гамма-протеобактерий характерно не только для диких, но и для культурных растений. В качестве мутуалистов{6} они встречаются в семенах, плодах и стеблях. Мы вдыхаем их с воздухом, поглощаем с пищей, они окружают нас повсюду, куда бы мы ни шли. Однако если растительные продукты подвергаются обработке, например глубокому охлаждению, численность этих микробов сокращается вплоть до полного исчезновения. Они совершенно отсутствуют на МКС, а в большинстве городских квартир, обследованных нами, встречаются очень редко.

Вполне возможно, что для нашего благополучия нужно, чтобы гамма-протеобактерии были многочисленны не только в саду, но и в горшках с комнатными растениями, и в свежих овощах и фруктах[86]. Чтобы выяснить, какую именно роль играют эти микробы, ученым потребовалось бы, например, целенаправленно изменить число видов растений, растущих во дворе дома или в его комнатах, затем договориться с разными семьями, чтобы одни употребляли в пищу только необработанные растительные продукты, а другие — предварительно стерилизованные фрукты и овощи. Затем, после многолетних наблюдений, оставалось бы проверить, как все эти изменения повлияли на работу иммунной системы. Такой эксперимент был бы немного похож на действия Сноу, предложившего закрыть зараженную колонку с водой, только в данном случае, наоборот, перекрывался бы путь к биоразнообразию. Кто-то мог, наверное, так поступить. Только никто этого не сделал[87]. Правда, по крайней мере одно реальное исследование несколько напоминает мое вымышленное: когда изучали детей амишей, детей гуттеритов и мышей.

Амиши и гуттериты переселились в США из Европы в XVIII–XIX вв. С точки зрения генетики у них много общего, в частности, у тех и других есть гены, связанные с подверженностью бронхиальной астме. С точки зрения культуры они ведут сходный образ жизни. Для них характерны многодетные семьи и рацион, состоящий в основном из продуктов, обычных для традиционного фермерского хозяйства Германии. Вместо вакцинации они употребляют в пищу некипяченое коровье молоко{7}. Есть у них и другие схожие обычаи. Ни амиши, ни гуттериты не смотрят телевизор, да и вообще не используют электричество. У них нет комнатных домашних животных, они держат только рабочую скотину. В обеих группах брак с чужаком автоматически приводит к исключению из общины. Итак, на первый взгляд и в генетическом, и в культурном отношении амиши и гуттериты практически идентичны. Пожалуй, единственное серьезное биологическое различие состоит в том, что гуттериты перешли к промышленному земледелию. Они используют тракторы и пестициды и выращивают ограниченное число злаковых культур. Амиши же, напротив, продолжают вести традиционное фермерское хозяйство, до сих используя лошадей в качестве тягловой силы. Дети амишей сохраняют вполне осязаемую связь с землей, контактируя с почвой и домашними животными гораздо чаще, чем дети гуттеритов. Входная дверь амишского дома часто находится всего в 15 м от ближайшего сарая, тогда как у гуттеритов жилые и хозяйственные постройки расположены на большем расстоянии друг от друга. И, как могли бы предсказать Хански и его коллеги, амиши очень редко страдают астмой. Зато среди гуттеритов частота этого заболевания очень высока, гораздо выше, чем в среднем по Соединенным Штатам. Среди детей гуттеритов этим недугом поражены 23 %. Как и у их сверстников в Финляндии, растущих в среде, бедной дикими видами растений, у них в крови обнаруживается повышенный уровень антител IgE, борющихся с содержащимися в пище аллергенами. Этот факт никак не мог объясняться только иммунологическими различиями.

Не так давно большая группа исследователей во главе с учеными и врачами из Чикагского и Аризонского университетов провела сравнительное изучение иммунной системы у детей амишей и гуттеритов. Когда чикагские исследователи детально проанализировали взятые у этих двух групп образцы крови, они обнаружили, что при попадании в кровь веществ, выделяемых стенками бактериальных клеток, у молодых амишей вырабатывается сравнительно меньше цитокинов — особых молекул, подающих сигнал тревоги. К тому же у белых кровяных телец детей амишей обнаружились некоторые качественные и количественные отличия. В частности, у них было меньше эозинофилов, присутствие которых указывает на воспалительный процесс, а их нейтрофилы были представлены разновидностью, проявляющей наибольшую «разборчивость» в своих атаках. Наконец, в крови юных амишей преобладала особая разновидность моноцитов (еще одного типа белых клеток крови), связанная с подавлением действия иммунной системы. По сравнению со столь «миролюбивым» составом крови юных амишей кровь их сверстников-гуттеритов выглядела настоящим дворовым хулиганом.

Ученые решили, что единственный способ установить вероятное воздействие домашней пыли и содержащихся в ней микробов на иммунную систему амишей, это ввести больным воспалительными заболеваниями дозу такой пыли. Но, исходя из соображений этики, проводить подобный эксперимент на людях они не могли, поэтому было решено поставить его на мышах. В распоряжении исследователей была особая линия лабораторных мышей, страдающих воспалительным заболеванием, сходным с аллергической астмой. Симптомы астмы появляются у них при воздействии яичного белка. Белок для них — «криптонит»{8}. В эксперименте мыши-астматики были разделены на три группы. Животным из первой группы каждые два-три дня в течение месяца вводили через нос яичный белок. Вторая группа получала таким же способом и с той же частотой яичный белок, смешанный с пылью, взятой из спальных комнат гуттеритов. Наконец, третьей группе мышей вместе с белком вводили пыль из спален амишей (как позже выяснилось, в микробиологическом отношении эта пыль была самой разнообразной по числу представленных видов). Как и ожидалось, все подопытные животные, получавшие чистый белок, стали проявлять симптомы аллергического процесса, схожего с астмой. Заболели и мыши второй группы, причем болезнь у них протекала значительно тяжелее обычного. А что произошло с третьей группой, получавшей белок, смешанный с «амишской» пылью? Оказалось, что введенная им пыль практически блокировала возникновение аллергического процесса. Эта чертова пыль не только защитила мышей от болезни, она смогла даже одолеть их самого страшного врага — яичный белок, которым их пичкали в лошадиных дозах![88] Подобный же результат был получен финскими учеными, вводившими мышам пыль из деревенских сараев (при этом пыль, взятая в домах в Хельсинки, такого эффекта не оказала)[89]. Конечно, это не значит, что если вы астматик, то вам следует ползать по полу в спальне амишей или в финском сарае (особенно без разрешения хозяев) и втягивать носом пыль. Но не исключено, что вам нужно больше биоразнообразия и контакта с дикой природой.

Какой же особый компонент, способствующий умиротворению иммунной системы, мог содержаться в «амишской» пыли? В соответствии с предсказаниями Хански и его коллег, это вполне могли быть гамма-протеобактерии, предотвращающие неоправданный иммунный ответ, особенно в легких. Возможно, эту функцию в легких и кишечнике выполняют другие микроорганизмы, скажем фирмикуты или бактероидеты{9}, а может быть, даже некоторые особые виды грибов. Заданная этим исследованием перспектива допускает много возможных ответов, но ясно одно: по мере того как сокращается разнообразие жизни на земле, уменьшается число видов растений, животных и всех остальных, у нас все меньше шансов встретиться с полезными микробами, включая гамма-протеобактерий. Рассмотрим это с точки зрения теории вероятностей. Предположим, существует определенное число видов бактерий, с которыми вы должны вступать в контакт, чтобы оставаться здоровым. Примем далее, что вам неизвестно, в каких именно местах эти бактерии обитают. В этом случае чем выше разнообразие растений, животных и типов почвы, с которыми вы сталкиваетесь, тем выше вероятность вашей встречи с «правильными» микробами. И наоборот, если биоразнообразия недостаточно, то ваши шансы натолкнутся на бактерии, заставляющие иммунную систему держать под контролем ваши эозинофилы, тоже малы. Конечно, это своего рода лотерея. Можно жить в богатом природном окружении и все-таки не иметь контакта с нужными бактериями. Некоторые дети амишей, как и дети российских карелов, страдают аллергией, но это редкость.

Конечно, гораздо лучше было бы определить, в каких именно видах бактерий мы нуждаемся, убедиться в их присутствии в вашей жизни и на том успокоиться. Пока мы этого не делаем, мы не так далеко ушли от самой начальной стадии понимания причин хронических воспалительных болезней, стадии, которая соответствует теории миазмов в эпидемиологии. Чтобы продвинуться дальше, может понадобиться много времени. Рассмотрим фекальную трансплантацию. Это одно из самых лучших средств лечения пациентов, зараженных патогенным микробом Clostridium difficile, который вызывает диарею. Сначала больному назначают мощную дозу антибиотиков. Затем, чтобы восстановить нормальную кишечную микрофлору, ему вводят фекальную микробиоту от здорового человека. Это работает. Фекальная трансплантация спасла жизни многих людей, восстановив экосистему их кишечника, препятствующую развитию Clostridium difficile. Благодаря этому способу практикующим врачам удалось излечить немало больных, казавшихся безнадежными. Микробиологи тоже оценили этот способ как инновационный, как метод медицины будущего. При этом они признают, что не знают, какой именно вид микробов играет при этом главную роль. Пока это не выяснено, приходится уничтожать всю микробную экосистему, чтобы потом произвести полную «перезагрузку» кишечной микрофлоры.

Ученым нравится делать предсказания, а потом их проверять. Одно из свойств науки, которое легче всего предвидеть, — социополитика. Итак, я предсказываю, что в течение ближайших десяти лет появятся новые препараты против хронических воспалительных заболеваний и новые способы их лечения. Одни ученые будут продолжать настаивать, что главная проблема в том, что мы избавлены от присутствия определенных видов круглых, ленточных червей или других гельминтов. Другие станут доказывать, что все дело в контакте с гамма-протеобактериями. Третьи будут искать кандидатов среди других микроорганизмов, причем каждая лаборатория станет предлагать свой собственный вид. Кто-то примется искать нужные бактерии в пищевых продуктах, а кто-то — в воде. Тем временем генетики определят, какие именно гены человека определяют предрасположенность к этим заболеваниям. Так выяснится, что разные люди нуждаются в различных видах микробов в зависимости от своей генетической конституции. Потом, хотя далеко не сразу, генетики сообразят, что обследованная ими выборка человеческих особей состоит в основном из белокожих студентов мужского пола, и если включить в анализ представителей других групп населения, то картина станет более полной… В конце концов выяснится, что набор бактериальных видов, необходимых для поддержания нашего здоровья, варьирует в зависимости от местности, в которой живут люди, и даже от их культурных особенностей. Вероятно, в конце концов можно будет давать индивидуальные рекомендации для конкретных людей. Я бы не стал биться об заклад, что это произойдет скоро, но стремиться к этому нужно. Открытие пути передачи холеры, сделанное Сноу, принесло пользу. Еще более значимым шагом стала идентификация холерного вибриона и появление возможности проверять водопроводную воду на его наличие, чтобы убедиться в ее безопасности.

В ожидании полной ясности мы можем по крайней мере определить проблемы, возникающие при существующем положении дел и найти новый способ действия, пусть не совершенный, но все-таки лучше прежнего. Нынешнее положение заключается в том, что мы живем в окружении совсем не тех видов, с которыми привыкли жить наши предки, да и само биоразнообразие вокруг нас обеднено, потому что мы не только сокращаем число видов на планете, но и отгораживаемся от них в своих домах. Поэтому и процветают такие хвори, как болезнь Крона, астма, рассеянный склероз, различные аллергии и им подобные. Что мы можем сделать для своих детей? Мы должны устроить их жизнь так, чтобы их окружал микробный мир, в котором есть виды, полезные для их здоровья. Чем чаще играть в экологическую лотерею, тем больше шансов на выигрыш.

Сажайте во дворе своего дома побольше всяких растений и почаще контактируйте с ними. Ухаживайте за ними. Наблюдайте за ними. Отдыхайте в их тени. Вполне возможно, что разведение комнатных растений тоже пойдет вам на благо. Разбейте у дома сад и копайтесь голыми руками в земле. Или же вступите в общину амишей и держите коров на своем подворье. Это принесет вам пользу (по крайней мере, точно не повредит). Вместе с тем мы должны сделать так, чтобы все полезные виды продолжали существовать и в будущем. Как выразился в 2009 г. Хаахтела, мы должны «позаботиться о бабочках». Иными словами, важно сохранять биологическое разнообразие в целом, даже если пока мы не знаем, какие именно виды приносят пользу. Забота о бабочках — это забота о самих себе. Оберегайте их, потому что места, где живет много бабочек, обычно богаты микроорганизмами, включая те виды, в которых мы нуждаемся, но пока сами об этом не подозреваем. Защищайте бабочек, чтобы почтить память Илкки Хански. Он умер 10 мая 2016 г., сохранив до конца дней свою любовь к бабочкам. Он умирал в любви к миру во всех его проявлениях. Он умирал, зная, что хотя взмах крыльев бабочки не может изменить погоду, но исчезновение этих насекомых или растений, с которыми так тесно связаны бабочки и многие микроорганизмы, может вызвать серьезные болезни. Биоразнообразие крайне важно для нашего благополучия. Мы нуждаемся в нем у себя в комнате, во дворе своего дома и даже, как недавно выяснилось, в собственной душевой кабине.

Глава 5. Купаясь в ручье жизни

Следует заключить, что в море существует гораздо больше анималькулей, или мельчайших водных тварей, чем мы думали.

Антони ван Левенгук

Я принимаю ванну раз в месяц, независимо от того, нуждаюсь в ней или нет.

Елизавета I, королева Англии

В вине — мудрость, в пиве — свобода, а в воде — бактерии.

Надпись на стене пивной в городе Дамфриз, Шотландия

В 1654 г. в Амстердаме Рембрандт написал картину «Купающаяся женщина». Положив свое элегантное красное платье на камень, она входит в воду, приподняв края ночной рубашки выше колен, чтобы ее не замочило водой. Ночь, темно, и видно, как кожа женщины мерцает в воде. Эта картина вызывает в памяти произведения художников Древней Греции и Рима. Рембрандтовская купальщица, входящая в ручей, как бы переходит из одного мира в другой. По крайней мере, искусствоведы усматривают здесь именно такую метафору[90]. Но биолог, такой как я, может увидеть здесь и экологический смысл. Погружаясь в воду, эта женщина вступает в контакт с ее обитателями — рыбами, микроорганизмами и много кем еще. Когда мы думаем о чистой воде, мы воображаем ее безжизненной. На самом деле это не так. Вода, которую мы пьем, в которой плаваем или принимаем ванну, всегда полна живых существ.

Поток, изображенный Рембрандтом, очень напоминает воду каналов и речушек в окрестностях Амстердама. Женщина на картине — это, скорее всего, Хендрикье Стоффелс, возлюбленная художника. Даже если у Рембрандта не было мысли изобразить какой-то конкретный водоем, его вдохновляло, несомненно, то, что он знал и видел. Можно предположить, что водоемы в окрестностях Дельфта 10 или 20 лет спустя выглядели примерно так же. Вполне вероятно поэтому, что и населявшие их микробы были очень схожи с теми, которых Левенгук нашел в канале, протекавшем возле его дома. Конечно, вода, в которую вы входите сегодня, совсем не похожа на ту, в которой купалась возлюбленная Рембрандта. Я не хочу сказать, что в наши дни водоемы стали безжизненными, вовсе нет; однако сегодня, садясь в ванную или моясь под душем, вы попадаете в окружение совсем иных форм жизни, которые очень редко встречались в Дельфте. Не так давно мне пришлось вплотную ими заняться.

Все началось осенью 2014 г. Мне на электронную почту пришло письмо от Ноя Фирера, моего сотрудника по Колорадскому университету, с которым мы в свое время занимались изучением домашней пыли. Он сообщил, что у него возникла идея нового исследовательского проекта. Его всерьез занимала загадка душевых насадок. «Ты со мной или нет?» — допытывался он, даже не успев объяснить, зачем я мог ему понадобиться. «Я говорил со многими людьми про эти насадки. Их нужно исследовать. Это будет здорово». Последовал короткий обмен мнениями, с которого и начинается путь к любому открытию. Ной показал наметки своего проекта и предложил мне заполнить недостающие пункты. «Это будет реально круто», — заключил он, что должно было означать: «Если ты не со мной, то ты полный осел, и я тебе это еще припомню. Не хочешь участвовать, не надо. Но если ты согласен, то надо пошевеливаться»[91].

Исходный план состоял в следующем. Вода, поступающая к вам в дом и проходящая через душевую лейку, полна жизни. Левенгук находил простейших и бактерий в дождевой воде и в своем колодце. Его наблюдения подтвердили последующие исследователи. Например, в Дании, где я работаю по несколько месяцев в году, в водопроводной воде можно встретить мелких рачков[92]. В Роли, где я нахожусь остальное время, в сырой воде из-под крана в большом количестве присутствует бактерия Delftia acidovorans[93]. Этот микроб, впервые обнаруженный в пробах почвы, взятых в родном городе Левенгука, обладает способностью извлекать из воды мельчайшие количества находящегося там золота и осаждать его. Также эта бактерия имеет особые гены, позволяющие ей выживать в жидкости для полоскания рта (или в ротовой полости сразу после полоскания). Все это было известно давно и по-своему небезынтересно, но не настолько, чтобы привлечь особое внимание Ноя. То, что его реально интересовало, так это толстая биопленка, образующаяся на внутренней поверхности труб и душевых насадок по мере того, как через них проходит вода. «Биопленка» — это красивый термин, которым ученые заменяют слово «грязь».

Биопленка образована множеством бактерий, относящихся к одному или нескольким видам, которые вырабатываются их совместными усилиями, чтобы защитить себя во враждебных условиях (в том числе от потока воды, который постоянно угрожает их смыть). Биопленка, в сущности, состоит из разнообразных веществ, выделяемых бактериальными клетками[94]. Усердно трудясь, микробы сооружают на внутренней поверхности трубы что-то вроде очень прочного многоквартирного дома — прочного, потому что он состоит из сложных и очень устойчивых к разрушению углеводов. Ной хотел изучить виды, населяющие биопленку душевых насадок, которые получают пищу из водопроводной воды и при высоком напоре воды выбрасываются наружу, чтобы с мельчайшими каплями воды оседать на наших волосах и коже, с брызгами попадать нам в рот и нос[95]. Он хотел заняться ими не только потому, что такая работа интересна сама по себе. Были подозрения, что в некоторых местностях эти микробы все чаще вызывают у людей заболевания.

Болезнетворные бактерии в биопленках относятся к роду Mycobacterium. Во многих отношениях они не похожи на другие водные патогены, такие как холерный вибрион. Человеческий организм не является для них естественной средой обитания. Это типичные обитатели водопроводных труб, которые, в отличие от обычных патогенных микробов, приносят вред только тогда, когда некстати (с точки зрения их благополучия) оказываются в легких человека. Среди них микобактерии и некоторые другие патогены (такие как бактерии рода Legionella{10}), процветающие в новых местах обитания, которые мы искусственно создали в наших домах, и они вызывают проблемы, мало напоминающие те, что мы привыкли связывать с болезнетворными микробами. Причина этих проблем коренится в устройстве наших городов и жилищ.

Микобактерии, обитающие в душевых насадках, называют нетуберкулезными, сокращенно NTM, где NT — nontuberulosis, а M — mycobacteria. Как вы, наверное, уже догадались, другие виды этого рода, а именно бактерия Mycobacterium tuberculosis и ее ближайшие родичи, являются возбудителями туберкулеза. Мы привыкли представлять себе самых ужасных чудовищ, каких только знала человеческая история, в виде многоруких тварей со зловонным дыханием, наподобие тех, с кем бились не на жизнь, а на смерть герои саг о викингах. Но в реальности самые страшные монстры нашего прошлого напоминали скорее Mycobacterium tuberculosis. Невидимые невооруженным глазом, они вызывали вполне зримые последствия — ужасную смерть.

Mycobacterium tuberculosis — возбудитель человеческого туберкулеза. В Европе и Северной Америке между 1600 и 1800 гг. от этой болезни погибал каждый пятый взрослый житель[96]. С давних времен этот микроб сопровождал человека, и не только людей современного типа, но и наших вымерших родичей и предков. Полагают, что самая опасная форма этого патогена возникла примерно в то время, когда Homo sapiens начал расселяться за пределы Африки (приблизительно тогда же появились первые настоящие дома, и люди, жившие бок о бок, стали чаще кашлять друг на друга). Вместе с человеком расселялась и туберкулезная микобактерия. Когда были приручены козы и коровы, мы передали бактерию им, и в их телах, встретившись с другой, непохожей на человеческую, иммунной системой, Mycobacterium tuberculosis эволюционировала, дав начало новым видам — Mycobacterium caprae у коз и Mycobacterium bovis у крупного рогатого скота. От нас туберкулезная микобактерия распространилась на мышей, образовав вид, сумевший перехитрить их иммунную систему. Еще одна самостоятельная форма развилась у тюленей, тоже получивших этот патоген от человека. Вместе с тюленями болезнь достигла берегов Америки и там, не позднее чем в 700 г. н. э., стала поражать американских аборигенов, у которых со временем образовалась своя специализированная форма Mycobacterium[97].

Во всех перечисленных случаях бактерии быстро эволюционировали, вырабатывая новые признаки, позволяющие им выживать в организмах новых хозяев и распространяться в их популяциях. Иммунные системы тюленей, коров и коз значительно отличаются от человеческой. Тут бактериям требовались особые приемы. Отдельные линии микробов смогли их выработать. Человеческая форма патогена приспособилась к различным популяциям Homo sapiens (поскольку болезнь смертельно опасна даже для молодых людей, человеческие популяции тоже до некоторой степени адаптировались к специфичному для них патогену). Mycobacterium tuberculosis стал хрестоматийным примером того, как протекает эволюционный процесс, не менее элегантным, чем классическая история об эволюции формы клюва у дарвиновых вьюрков.

Первая серьезная победа над туберкулезом была одержана только в 1940-е, когда были созданы первые антибиотики. Однако в наши дни многие штаммы Mycobacterium tuberculosis выработали устойчивость к большинству антибиотиков. То, что когда-то считалось смертельным оружием, теперь кажется не страшнее игрушечной сабли. Устойчивые штаммы стали широко распространяться (что было вполне предсказуемо). Все это говорит о том, что нам следует хорошенько разобраться в происхождении микобактерий. Ничто не мешает нетуберкулезным видам микобактерий из вашей душевой насадки адаптироваться к организму человека, как это случилось с Mycobacterium tuberculosis. Сначала они могут массово размножиться в водопроводных трубах, а потом — что уже более тревожно — в нашем организме.

Пока же в группу риска по инфекционным заболеваниям, вызываемым нетуберкулезными микобактериями, попадают люди с ослабленным иммунитетом, нетипичной структурой легких, а также страдающие муковисцидозом. У этих категорий бактерии группы NTM могут вызвать симптомы, напоминающие симптомы воспаления легких, а также кожные и глазные инфекции. К сожалению, риск распространения микобактериальных нетуберкулезных инфекций в США с каждым днем растет, хотя заболеваемость сильно варьирует географически. В отдельных штатах, таких как Флорида и Калифорния, инфекции встречаются часто, а, скажем, в Мичигане — редко. Это объясняется различиями в численности и представленности отдельных видов бактерий. Например, микобактерии из Флориды, судя по всему, относятся к одному виду, а микобактерии из Огайо — к другому, и это может иметь определенное значение[98]. Кроме того, микобактерии, вызывающие инфекции, обычно принадлежат тем же видам и штаммам, что обнаруживаются в душевых насадках, при этом они отличаются от тех, что находятся в почве и других естественных местообитаниях[99].

Зная все то, о чем я только что вам рассказал, я без труда догадался, что подразумевал Ной под предстоящим исследованием. Во время сотрудничества по изучению 40 домов города Роли у нас с ним выработался эффективный способ совместной работы, который мы неоднократно применяли. Но окончательно меня покорила его фраза про «загадку душевых насадок». Я коротко ответил на его электронное письмо, в двух словах выразив согласие выступить координатором проекта по обследованию душевых леек по всему миру[100]. Так началось самое масштабное на сегодняшний день исследование экологии душей и душевых насадок. Мое согласие было основано на доверии. Я был уверен, что если Ной чем-то очень увлечен, то в девяти случаях из десяти это действительно очень интересно[101]. Никогда не слышал, чтобы кто-то обсуждал значение доверия в науке, но именно на нем строится повседневная работа в моей лаборатории. Современная наука в значительной степени базируется на социальных связях, ее прогресс зависит от формирования социальных групп исследователей, основанных на взаимном доверии. Все иначе, если доверия нет или доверительные отношения не успели сложиться. В таких случаях сотрудничество налаживается медленнее, люди больше раздумывают, принимая решения, и уж тем более вряд ли станут откликаться на странные предложения, поступающие глубокой ночью. Ною я доверял и поэтому решил прислушаться к его дикой идее. С ним на пару я уже реализовал около полудюжины разнообразных проектов (мы изучали углубления на теле жуков, содержимое человеческих пупков, микробы из 40 домов в Роли, потом из 1000 домов, потом был проект из области судебной микробиологии и некоторые другие). Все эти проекты (порой, как видно уже из самого перечня, весьма нетривиальные) мы довели до победного конца.

Илл. 5.1. На карте показана частотность легочных заболеваний, вызываемых нетуберкулезной микобактерией, в США в период 1997–2007 гг. у лиц старше 64 лет. Среди штатов с наибольшим распространением микобактериальных инфекций в пересчете на душу населения — Гавайи, Флорида и Луизиана. Во многом это напоминает историю Сноу, составившего карту заболеваемости холерой, только для нас картирование случаев инфицирования, связанных с NTM и Mycobacterium, стало ключом к микобактериальной загадке. (Данные взяты из статьи J. Adjemian, K. N. Olivier, A. E. Seitz, S. M. Holland, and D. R. Prevots, «Prevalence of Nontuberculous Myco bacterial Lung Disease in U. S. Medicare Beneficiaries», American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 185 [2012]: 881–886.)

До этого, в 2014 г., я завершил сбор данных для одного исследования, которое проводил совместно с коллегами из Дании. По нашей просьбе датские дети брали пробы воды из кранов и питьевых фонтанчиков, расположенных в их школах. Так что кое-какие сведения о живых организмах в питьевой воде я уже имел, хотя они не распространялись на душевые насадки. В воде датских водопроводов мы встретили тысячи разных видов бактерий, что показывают аналогичные исследования в Соединенных Штатах, да и вообще по всему миру. Кроме того, и мы, и другие ученые находили в водопроводной воде амеб, нематод и даже мелких длинноногих рачков. Впрочем, биомасса всех этих живых существ, как правило, невелика. В водопроводной воде не так уж много чего-то, что можно расценивать как источник питания (даже для бактерии). В этом отношении ее можно назвать «жидкой пустыней», так что многие виды пытаются там выжить, но безуспешно. Другое дело — биопленки, образующиеся в душевых насадках.

Вода, протекающая через них, обычно имеет высокую температуру, что способствует размножению бактерий. Кроме того, в перерывах между использованием душа влага в насадках сохраняется (что защищает микробы от высыхания). Одним словом, как только бактерии и другие микробы поселяются в биопленке внутри душевой лейки, у них есть подходящая среда обитания. Здесь они, подобно морским губкам, извлекают из проходящей через трубу воды питательные вещества, и чем чаще вы пользуетесь душем, тем их добыча больше. В отдельной капле ресурсы ничтожные, но в тысячах литрах водопроводной воды, проходящих через головку душа, они немалые. Поэтому биомасса микробов в душевой насадке может в два или более раз превышать биомассу, содержащуюся в водопроводной воде. Важно и то, что разнообразие видов в составе биопленки значительно меньше, чем число видов в водопроводе, это не тысячи, а сотни или даже десятки различных микробов[102]. Они формируют особую устойчивую экосистему, где каждый вид играет определенную роль. Например, в биопленках есть свои хищники — свободноплавающие бактерии, которые, как мог бы выразиться Левенгук, «снуют туда-сюда подобно щукам». Да, в насадке вашего собственного душа встречаются такие миниатюрные хищники, которые присасываются к другим бактериям, пробуривают отверстия в их клеточных стенках и впрыскивают внутрь пищеварительные ферменты. Но и на этих «щук» находятся охотники покрупнее. Это простейшие, которых, в свою очередь, поедают круглые черви. Есть там и грибы, делающие свою грибную работу. Образуется пищевая цепочка, участники которой сваливаются вам на голову, когда вы принимаете душ. Ежедневно на вас обрушивается поток из живых существ — мечущихся и обалдевших от неразберихи — в самый разгар обеда (их, не вашего, хотя и это возможно).

СРЕДНЕСТАТИСТИЧЕСКАЯ ДУШЕВАЯ НАСАДКА в Соединенных Штатах содержит биопленку, в которой присутствуют триллионы отдельных организмов, образующих слой толщиной примерно в полмиллиметра. Загадка состояла в том, почему в одних случаях эти биопленки изобилуют микобактериями, а в других их совершенно нет. Когда мы начинали свой проект, никто не мог объяснить это. Слишком мало было известно о подобных экосистемах. В таких ситуациях моя интуиция почти всегда предлагает мне один и тот же первый шаг. Как и у большинства других ученых, интуиция отражает не только мои профессиональные умения и навыки, но и мои личные склонности и предпочтения. Прежде всего я стараюсь понять, насколько жизнь со всеми ее характеристиками (численность, видовое разнообразие и другие показатели) различается в разных регионах. Применительно к душевым насадкам я хотел узнать, сколько видов бактерий вообще можно обнаружить в самых разных насадках, где эти насадки наиболее разнообразны, а потом уже применительно к микобактериям выяснить, как особенности и количество определенных видов меняются от одного места к другому. Пока это не сделано, нет смысла двигаться дальше, хотя бы потому, что мы просто не знаем, что нам предстоит объяснить. (Есть, впрочем, ученые, считающие, что этот описательный этап вообще не имеет отношения к науке; это говорит лишь о том, что ученые отличаются друг от друга не меньше, чем душевые насадки.)

Итак, сначала нам предстояло убедить жителей разных стран взять у себя дома пробу из душевой насадки и отправить нам образцы собранной грязи. Мои сотрудники зафиксируют все сведения о человеке, взявшем пробу, а потом перешлют ее в лабораторию Ноя, где его лаборанты и постдоки займутся расшифровкой последовательностей ДНК. Так будет получен хотя бы приблизительный список бактерий и протистов, представленных в каждой пробе, включая, конечно, микобактерии и другие потенциально опасные виды, например Legionella pneumophila — возбудителя так называемой болезни легионеров. Идентификация отдельных видов рода Mycobacterium, присутствующих в пробах, была возложена на Мэтта Геберта, студента, работавшего под началом Ноя. Он должен был расшифровывать особый ген (hsp65), позволяющий отличить один вид микобактерий от другого. Потом пробы достанутся другим участникам проекта, чтобы каждый выполнил свою часть работы, например расшифровку полного генома культивируемых видов микробов, обитающих в душевых насадках. Одним словом, мы задумали провести глобальную инвентаризацию всех живых организмов, населяющих эти специфические местообитания. Но для начала нам предстояло убедить людей высылать нам пробы из своих душевых насадок.

Чтобы привлечь к участию в нашем проекте жителей разных стран мы использовали социальные сети. Мы завели особый блог, мы писали в «Твиттер», мы обращались к коллегам и друзьям. Размещали все новые твиты. Так нам удалось найти немало потенциальных участников. Мы уже приготовились рассылать им наборы для взятия проб, как вдруг на нас со всех сторон посыпались вопросы. Многие, прочитав протокол предполагаемого исследования, захотели узнать больше подробностей. Общение с тысячами потенциальных сотрудников дает вам прекрасную возможность быстро выяснить степень своей осведомленности в конкретной теме, а также понять, насколько ясен и прост для восприятия протокол вашего исследования. Тысячам людей предстояло взглянуть по-новому на привычные для них вещи. На этом первом этапе работы нам тоже открылось кое-что новое, но не совсем то, чего мы ожидали. Например, мы очень быстро поняли, как плохо представляем себе географию душевых насадок. Мы начали свое исследование в Соединенных Штатах. Здесь обычно достаточно открутить верхнюю часть душевой насадки, как вся накопившаяся внутри грязь немедленно предстанет перед вашими глазами (или, если у грязи есть глаза, вы предстанете перед ними), и взять пробу. Мы предполагали, что в Европе все обстоит точно так же. Однако выяснилось, что люди в разных странах предпочитают душевые насадки разной конструкции.

Мы стали получать письма от раздосадованных участников проекта, живущих в Германии. Оказалось, что мы совершенно не представляли себе, как в этой стране устроен душ. В немецких ванных комнатах, как и в большинстве других европейских стран (хотя нам сообщали о проблемах исключительно немцы, мы в конце концов узнали и об этом), головка душа обычно намертво крепится к гибкому шлангу. Действовать так, как было предписано нашим протоколом, в этом случае попросту невозможно. Жители Германии, пытавшиеся рассказать во всех подробностях о своих затруднениях, слали письма не только мне, но и сотрудникам моей лаборатории. Если мы долго не отвечали им, они атаковали Сьюзен Маршалк, сотрудницу нашего факультета, занимающуюся административными вопросами. Если она тоже медлила с ответом (вообще говоря, отвечать на такие письма не входит в ее обязанности), они обращались напрямую к декану или его заместителю[103]. Наши разочарованные корреспонденты не останавливались ни перед чем. Пришлось изменить протокол взятия проб, чтобы учесть конструктивные особенности европейского душа. Вскоре мы поняли, что наличие гибкого шланга не единственное различие между европейским и американским душем. И не самое существенное.

Илл. 5.2. Многообразие душевых насадок. Такое изобилие насадок (и даже большее) представлено в наших пробах для изучения микроскопических организмов. Из дырочек и леек, будь они большие или маленькие, брызжет настоящая жизнь. (Фотографии сделаны Томом Мальери, flickr.com/mag3737.)

Душ — это весьма недавнее, можно сказать современное, изобретение, которое привело к совершенно неожиданным последствиям для нашего организма. Наши предки-млекопитающие за всю свою эволюционную историю не принимали душ или ванну. Вероятно, даже плавали они нечасто. Животные могут очищать себя, но как-то несуразно. Кошки используют собственный язык, собаки тоже (хотя менее тщательно). Задумайтесь хотя бы на минуту о том, каково это на практике (попробуйте, к примеру, коснуться языком нижней части собственной спины), и вы сразу поймете, как много времени ушло, чтобы освоить такой навык. Многие виды приматов, исключая человека, практикуют груминг, правда, в основном он заключается в удалении видимых частиц, которые могут оказаться, например, вшами (а могут и нет). Другие виды млекопитающих имеют привычку кататься в пыли или в грязи[104], но опять же это скорее средство борьбы с паразитами, а не с микробами или c неприятным запахом. Некоторые японские макаки купаются в горячих источниках, но для них это всего лишь способ согреться[105]. Шимпанзе, обитающие в африканских саваннах, порой залезают в воду, но только в самые жаркие дни, скорее всего, чтобы освежиться. Их сородичи из влажного тропического леса такой привычки не имеют[106]. Короче говоря, если опираться на данные о диких млекопитающих, можно заключить, что купание было совсем не характерно для наших предков.

Что касается более близкой истории — нашего человеческого прошлого, то мыться в воде стали сравнительно недавно, и культурные и национальные традиции различались намного больше, чем может показаться. Купание — одна из тех черт человеческой культуры, которые показывают, что история не обязательно равносильна поступательному прогрессу, по крайней мере, если его представлять как неуклонное развитие обществ в сторону образа жизни, похожего на наш сегодняшний[107]. Жители Месопотамии не увлекались ваннами. Точно так же и древние египтяне. На месте древнего поселения в долине реки Инд найдены остатки так называемой большой ванны, но мы не знаем наверняка, как она использовалась. Может быть, она предназначалась для мытья, а может, служила для ритуальных омовений жрецов[108]. Или это было место забоя коров, перед тем как их съедали. Археология не дает точного ответа на этот вопрос. В истории западного мира обычай принимать ванну впервые возник у греков, а оттуда перешел в Древний Рим. В каком-то смысле мы являемся наследниками этой античной банной культуры, воспринимаемой не просто как гигиеническая процедура, но как благое и даже угодное богам дело. Глядя на римские бани, мы думаем о наших водных процедурах. Мы очень похожи на древних римлян, хотя и заменили гладиаторские бои футбольными матчами, а главы государств у нас не выступают в цирке, сражаясь в голом виде со страусами[109]. Мы многое унаследовали и от древних греков, от классической афинской культуры времен ее расцвета. Для этих людей благочестие подразумевало жизнь в чистоте. Каждое утро, направляясь в душ, мы повторяем это как заповедь, как мантру.

Однако, хотя греки и римляне исповедовали банную культуру, подразумевающую обнажение и пребывание в воде, сама вода была далеко не кристальной. При раскопках римских бань в городке Карлеон, расположенном к северу от современного Ньюпорта в Уэльсе, были обнаружены стоки, забитые куриными костями, свиными ребрышками, поросячьими ножками и бараньими позвонками. Это были «легкие закуски», которые ели «у бассейна». В целом купание рассматривалось как полезная процедура, и врачи даже рекомендовали его для лечения некоторых болезней, однако предостерегали тех, у кого были раны на теле[110], так как грязная вода могла вызвать заражение. В общем, во времена Римской империи купание могло скорее вызвать болезнь, чем предотвратить[111].

Римляне гораздо благосклоннее относились к воде (какой бы она ни была), чем их преемники. Вестготы, разгромившие Западную Римскую империю и утвердившие свою власть на римских холмах, эти усатые варвары со сверкающими пряжками на ремнях, были далеко не чистюлями. Падение Рима привело к общему упадку культуры в Европе, люди стали меньше читать, меньше писать, меньше строить (включая сооружение водопроводов) и гораздо реже мыться. Перемены пришли надолго. Не считая некоторых локальных и ничего не значащих исключений, так продолжалось почти 15 веков, от падения Западной Римской империи около 350 г. н. э. и некоторое время в XIX в.[112] Европейцы той эпохи мылись так редко, что многие вообще не помнили, как это делается. Римляне сами изготавливали мыло, но теперь во многих регионах за ненадобностью рецепт был забыт. В 1791 г. французский химик Николя Ле Блан изобрел дешевый способ производства кальцинированной соды (бикарбонат натрия), которую можно было смешать с жиром и таким образом получить кусок твердого и хорошего мыла. Но даже после этого мыло продолжало оставаться предметом роскоши. С мылом или без, в лучшем случае банные процедуры случались раз в месяц, а то и реже. Без мытья обходилось не только простонародье. Европейские царствующие особы подчас упоминали ежегодные ванны[113].

Последствия культурного упадка, наступившего после падения Западной Римской империи, ощущались до самого Возрождения и даже после. В эпоху Ренессанса возродились науки и искусства, но не привычка к мытью. Даже любимая женщина Рембрандта, изображенная на его полотне входящей в ручей, едва ли делала это часто. Возможно, она и не собиралась окунаться в воду целиком, а предпочла просто ополоснуть ноги и руки. Учитывая, что в те времена реки и каналы использовались для опорожнения ночных горшков и сбрасывания других нечистот, гораздо гигиеничнее было оставлять остальные части тела немытыми. Но пусть экологи рассеивают флер, витающий над этой, казалось бы, романтической сценой.

В общем, главный вопрос, связанный с историей купания, состоит в том, почему люди все-таки вернулись к этой традиции. До самого последнего времени большинство обходились без этого. Человеку надлежало издавать запах, который придают ему кожные бактерии, такие как представители рода Corynebacterium, живущие в подмышках. В городской толчее смрад, издаваемый множеством подмышек, уступал, вероятно, разве что зловонию, исходящему от других частей тела. Добавьте ко всему этому, что и одежду наши предки стирали не особенно часто. Думая о них в духе современных представлений, мы склонны воображать, что они мылись в ванне или стоя под лейкой с водой при всякой возможности. Но это не так. Ни Левенгук, ни Рембрандт этого не делали. Обычай регулярно купаться возродился только на заре XIX в. Как именно это случилось, лучше всего изучено на примере Нидерландов, но и в других странах произошло то же самое. Дело было не столько в гигиене, сколько в росте благосостояния и развитии инфраструктуры.

В начале 1800-х гг. городские жители Нидерландов брали воду для своих нужд из каналов или коллекторов дождевой воды. Колодцы использовались сравнительно редко. В то время поверхностные воды городских и даже многих сельских каналов уже были порядком загрязнены промышленными и бытовыми стоками. Грязная вода нередко попадала и в колодцы, как это случилось во время вспышки холеры в лондонском Сохо. И, как и в Лондоне, колодезная вода порой издавала такой смрад, что пить ее было невозможно. Люди побогаче старались собирать дождевую воду, но ее не всегда хватало для ежедневных нужд. В конце концов в некоторых голландских городах появились водопроводы нового типа, куда вода поступала издалека, из озер или подземных источников. Первыми такими городами были Амстердам и Роттердам. В густонаселенном Амстердаме подземных источников было мало, а воды требовалось много, и не только для горожан, но и для снабжения заходивших в порт судов. В Роттердаме, где подземных вод много, была другая проблема: в каналах воде не хватало напора, чтобы уносить в море сброшенные в воду фекалии. Поэтому приходилось накачивать воду не столько для питья или других бытовых нужд, сколько для смыва нечистот.

Когда в городах появился водопровод, вода стала товаром. Богачи подводили трубы прямо в свои дома; средний класс платил за воду из водокачек в ведрах. Довольно быстро изобилие воды в доме сделалось признаком благосостояния его владельца. Стало престижным избавляться от запахов с помощью смыва в туалете. Часто мыться, чтобы не источать запах тела, — тоже. Так в домах состоятельных горожан стали устанавливать унитазы, а потом и ванны. С тех пор эта тенденция только усиливалась, захватив и другие европейские страны. Отныне в городах наличие ватерклозета и ванны стало символом богатства, а невозможность помыться, когда захочешь, — верным признаком нищеты или недостатка чистой воды[114]. Потом было изобретено новое средство гигиены — душ. Со временем смысл поддержания чистоты стали связывать с микробной теорией заболеваний и необходимостью избегать микробов, ведь среди них могут оказаться и патогенные. С тех пор наше желание быть чистыми и количество денег, затрачиваемых на это, росли с каждым годом. Наше желание очищаться поддерживается целой индустрией, призванной убедить нас в том, что мы загрязнены. Нас убеждают покупать спреи и шампуни и подолгу простаивать под душем, обливаясь водой. Нам рассказывают, как важно использовать всякие кремы. Люди тратят миллиарды долларов на то, чтобы их тело не только было чистым, но еще и издавало благоухание после мытья. Чтобы от них пахло цветами, фруктами, мускусом и прочими благовониями.

Реже обсуждается вопрос о том, в чем, собственно, состоит чистота нашего тела или даже воды. В самом начале позапрошлого века в Голландии или Лондоне чистой называли воду, не имеющую запаха. После мытья такой водой при помощи мыла тело тоже ничем не пахло. После открытия болезнетворных микробов, таких как Vibrio cholerae, чистой стали считать воду, не содержащую (или почти не содержащую) патогенов. Потом выражение чистая вода стало означать воду, не содержащую в опасных концентрациях некоторые токсины. Но вот чего понятие чистой воды никогда не подразумевало — и не будет, — так это стерильности. Каждая капля воды, которой вы обливаетесь из душа, моетесь в ванной или выпиваете из стакана или даже запечатанной бутылки, полна жизни[115]. Это характерно для всех без исключения домов и водопроводных кранов, меняется только видовой состав представленных в воде организмов. В первую очередь он зависит от источника воды, поступающей в ваши дома.

ИСТОРИЯ О ТОМ, как вода вместе с содержащейся в ней жизнью попадает к вам домой, и проста, и чрезвычайно сложна. Прост сам принцип прокладки водопровода. В дом идет одна труба, потом разветвляется на две. По первой она поступает в домашний бойлер, где нагревается и течет параллельно второму ответвлению, вода в котором остается холодной. Далее эти две трубы продолжают ветвиться, так чтобы достичь всех смесителей и душевых леек в вашем жилище.

Гораздо сложнее то, что происходит с водой, прежде чем она дойдет до вашего дома. Какой именно путь проделывает вода, зависит в основном от того, где вы живете. Во многих регионах мира вода поступает из водоносного слоя, лежащего глубоко под поверхностью земли, через скважину или городской водопровод. «Водоносный слой» — особый термин, обозначающий подземные полости, в которых содержится вода[116]. Ее источником служат атмосферные осадки. Дожди проливаются на леса, луга, поля, а потом дождевая вода медленно, метр за метром, просачивается в почву. В зависимости от локальных геологических условий этот процесс может занимать часы, дни и даже годы. Чем глубже проникает вода под землю, тем медленнее движется, поэтому самые глубокие водоносные слои могут насчитывать сотни и тысячи лет. Копая колодцы, люди добираются до очень древней, нетронутой воды, которая либо поднимается прямо в ваш дом, либо поступает на станцию водоподготовки. Здесь ее, как правило, очищают от крупных частиц (щепки, взвесь и т. п.), и почти без дополнительной обработки она бежит к вам домой по подземным трубам.

Питьевая вода считается безопасной, если в ней нет патогенных микробов (или их очень мало), а концентрация токсичных веществ находится ниже предельно допустимых величин (конкретная концентрация для каждого вещества рассчитывается индивидуально). Чем глубже и древнее водоносный слой, тем меньше вероятность присутствия в нем болезнетворных бактерий. Такая вода с биологической точки зрения является безопасной. Благодаря действию таких факторов, как время, горные породы и биоразнообразие, в большинстве регионов Земли подземную воду можно пить без вреда для здоровья. Геологическое строение местности напрямую влияет на качество воды, потому что некоторые типы почв и горных пород препятствуют проникновению вредных микробов с поверхности. Присутствие в подземной воде различных форм жизни тоже помогает их уничтожению, причем чем выше биологическое разнообразие, тем меньше у патогенов шансов выжить. Любая болезнетворная бактерия должна конкурировать с другими микробами за пищу, энергию и пространство. Она может погибнуть от антибиотиков, выделяемых другими бактериями, стать жертвой хищной бактерии (например, из рода Bdellovibrio) или хищных простейших. Среди последних одни только инфузории (подобные тем, что нашел в своей питьевой воде Левенгук) способны за день поглотить до 8 % присутствующих в воде бактерий. Хоанофлагелляты{11} хищничают еще эффективнее, выедая в день до 50 % бактерий из своего окружения. Кроме того, патогену лучше избегать бактериофагов, представляющих собой особые вирусы, поражающие бактерии[117]. Замыкают пищевую цепочку в этих подземных экосистемах мелкие членистоногие, такие как разноногие и равноногие рачки. Подобно пещерным животным, они утрачивают пигментацию тела и зрение, продвигаясь в воде исключительно при помощи осязания и обоняния. Среди этих рачков нередки так называемые живые ископаемые (практически не изменившиеся за миллионы лет эволюции, протекавшей в изоляции) и эндемичные виды, которые больше нигде не встречаются. Обычно эти животные обитают только в таких местах, где разнообразие других видов в экосистеме велико, и каждый из них выполняет собственную функцию. Их присутствие можно считать верным признаком чистоты воды[118].

Жизнь в подземных экосистемах представляется нам не очень доступной для изучения. Чтобы исследовать ее, ученые прибегают к особым зондам, ловчим сетям и бурению скважин. И все же, по некоторым оценкам, до 40 % всей земной биомассы, всей бактериальной жизни на планете, приходится именно на эти местообитания. Сорок процентов! В некоторых местностях подземные экосистемы образуют сложные разветвленные сети, состоящие из водотоков, водоемов и слепых «карманов». В других регионах они формируют изолированные водные «острова».

Итак, какая именно жизнь встретится нам в конкретном водоносном слое, сильно зависит от его местоположения, древности и степени изолированности от других подобных систем. Подобно тому, как на удаленных океанических островах возникают собственные уникальные виды, каждая отдельная подземная водная система имеет эндемичные формы жизни. Водоносные слои Небраски и Исландии весьма отличаются по видовому составу их экосистем просто потому, что эволюция протекала в них в течение миллионов лет совершенно изолированно.

Может показаться странным, что люди пьют подземную воду, не обработанную никакими антисептиками или подобными средствами. И тем не менее многие так делают. Колодезная вода крайне редко подвергается какой-либо обработке, а в таких странах, как Дания, Бельгия, Австрия и Германия, не обеззараживается даже водопроводная вода. В Вене, например, ее закачивают прямо из водоносных слоев, расположенных в подземных карстовых полостях. В Мюнхене вода поступает в водопроводную систему непосредственно из пористого водоносного слоя, расположенного в ближайшей речной долине. Естественная очистка воды благодаря живым организмам и времени — один из величайших даров природы человечеству. Чтобы она происходила, нужны большие пространства, нетронутые естественные водоразделы. И время, очень много времени. А еще — чтобы в подземные воды не попадали токсины и болезнетворные микробы. К сожалению, во многих районах люди не позволяют природе делать свое дело или загрязняют подземные воды. Наконец, не везде подземных вод достаточно для снабжения больших групп населения. В этих случаях человеку приходится применять всю свою изобретательность, чтобы получать питьевую воду из водоемов, рек и других безопасных источников. И хотя усилия людей приносят свои плоды, перед лицом природы они все же выглядят немного жалко.

Илл. 5.3. Разноногий рак (амфипода) Niphargus bajuvaricus, населяющий подземные воды в некоторых районах Германии. Эта особь была поймана и сфотографирована в немецком городе Нойхерберге. Если такой добрый многоногий оракул выскочит из крана и окажется в вашем стакане, это будет верным признаком того, что вода чистая и богата жизнью. (Фото: Гюнтер Тайхманн, Институт экологии подземных вод, Центр Гельмгольца в Мюнхене, Германия.)

Главным образом человек полагается на различные обеззараживающие вещества. Уже в первое десятилетие ХХ в. на станциях водоподготовки в разных странах начали применять хлор или хлорамин для уничтожения бактерий и контроля над патогенными микробами. Это понадобилось делать там, где подземные воды подвергались загрязнению, а также там, где их было недостаточно для нужд населения. Нехватку приходилось восполнять, закачивая воду из ближайших рек, озер и водохранилищ. Так было, например, в Лондоне, где воду брали из Темзы. В современных Соединенных Штатах все муниципальные водопроводы оборудованы станциями обеззараживания воды[119]. Надо сказать, что в США водопроводные трубы, как правило, более старые, чем в континентальной Европе и других странах, часто они протекают, вода в них застаивается[120]. Если для водоносных слоев чем они древнее, тем лучше, то к водопроводам это не относится. Застоявшаяся в старых трубах вода способствует размножению патогенных микробов. Поэтому для обеззараживания воды в США приходится добавлять больше антисептиков, чем в Европе. Где-то используют хлор, где-то хлорамин, а в иных случаях комбинацию этих двух веществ. Станции водоподготовки технически сложные сооружения, но принцип действия прост: удалить из воды как можно больше живых существ, пропуская ее последовательно через песчаные, углеродные и мембранные фильтры, а затем обеззараживая ее антисептиком и иногда озоном, убивающим бактерии[121]. И все же, несмотря на эти разнообразные процедуры, воду, поступающую со станции водоподготовки, нельзя назвать стерильной. В ней присутствуют некоторые виды микробов из числа самых живучих и выносливых, а также мертвые особи менее устойчивых видов и остатки их пищи.

Если экологи за последнее столетие и узнали что-то новое, так это то, что уничтожение большинства видов в сообществе приводит к росту численности немногих оставшихся наиболее выносливых видов, и они не только выживают, но на их долю достаются все имеющиеся в наличии пищевые ресурсы. На языке экологов такая благоприятная ситуация называется конкурентный вакуум (competitive release). В этом вакууме отсутствуют не только виды-конкуренты, но также хищники и паразиты. Применительно к водопроводам можно предсказать, что весь выигрыш от конкурентного вакуума получат виды, устойчивые к хлору и хлорамину. Различные виды микобактерий как раз и относятся к этой группе.

Когда мы, то есть Ной, я и наши сотрудники, приступили к анализу данных об экосистемах душевых насадок, мы ни на минуту не забывали о различии систем водоподготовки в Америке и Европе. Врачи-гигиенисты предсказывали, что микобактерии будут чаще встречаться в не прошедшей обеззараживание колодезной воде, открытой всяким природным случайностям. Но мы с Ноем, будучи экологами, как и все члены нашей команды, ожидали прямо противоположного. Согласно нашей гипотезе эти микробы должны быть наиболее многочисленны в душевых насадках, подключенных к муниципальным водопроводам, особенно в тех странах, где имеются водоочистные станции и широко применяются хлор и хлорамин. Прежде всего в Соединенных Штатах. Микобактерии довольно устойчивы к этим антисептикам, поэтому могут сохраняться в воде даже после интенсивной обработки. У нас уже были свидетельства в пользу этой идеи. Одно из обследований, проведенных в Денвере, показало, что чистка и обработка душевой насадки дезинфицирующим раствором привела к троекратному росту Mycobacterium[122]. При всей свой анекдотичности, этот случай весьма интересен.

Приступая к анализу собранных данных, мы ожидали найти в пробах примерно полдюжины различных видов микобактерий, которые уже ранее удалось культивировать в различных медицинских исследованиях. В реальности мы обнаружили десятки видов этого рода, включая неизвестные науке формы. Видовой состав бактерий в конкретной душевой насадке зависел от того, где она находилась. В Европе доминировали совсем не те виды, что в Северной Америке, и это было связано не только с конструктивными различиями сантехники. В пределах США видовой состав микобактерий в Мичигане отличался от того, что мы нашли в Огайо и тем более во Флориде и на Гавайях. Причины этому могли быть самые разные: различия в водоносных слоях, откуда берется вода, или в том, что где-то вода поступает из наземных водоемов, или в неодинаковом воздействии климатических и геологических факторов.

Одним словом, очень нелегко предвидеть, какие именно виды Mycobacterium могут жить в конкретной душевой насадке. Куда проще предсказать, какова их численность. Мы измерили содержание хлора в водопроводной воде, поступающей в дома участников проекта. Оказалось, что в США концентрация этого вещества в водопроводной воде в 15 раз превышает его содержание в колодезной воде. По нашему мнению, этого было достаточно, чтобы оказать определенный эффект. Но мы ошиблись в оценке силы его воздействия. Она оказалась огромной. В Соединенных Штатах микобактерии в городских водопроводах встречались в два раза чаще, чем в колодцах. В домах, подключенных к централизованному водоснабжению, в некоторых душевых лейках до 90 % всех бактерий относились к роду Mycobacterium. Зато там, где использовалась колодезная вода, эти микробы могли вообще отсутствовать. В этих случаях биопленки отличались богатым разнообразием других бактерий. В странах Европы колодезная вода тоже содержала значительно меньше микобактерий, чем водопроводная, но даже в этой последней количество патогенов было примерно вдвое ниже, чем в водопроводах США. Это было вполне ожидаемо, так как во многих европейских городах не применяют антисептические вещества для обеззараживания воды. Количество остаточного хлора в исследованных нами пробах воды из Европы оказалось в 11 раз меньшим, чем в Америке. Пока мы размышляли над этими данными, Кейтлин Проктор, сотрудник Швейцарского федерального института водных проблем и технологии, опубликовала результаты нового исследования, во многом совпадающие с нашими выводами. Вместе со своими коллегами она сравнила биопленки из душевых шлангов, взятые из 76 домов по всему миру. Обнаружилось, что в странах, где не практикуется дезинфекция воды (в Дании, Германии, ЮАР, Испании и Швейцарии), они были более плотными (более «грязными»), а в тех странах, где воду обеззараживают (включая Латвию, Португалию, Сербию, Соединенное Королевство и США), разнообразие микробных сообществ ниже, и в нем обычно преобладали микобактерии.

Эти выводы, как и полученные нами результаты, в целом соответствовали исходным предположениям. Мы ожидали, что в тех местах, где интенсивное обеззараживание воды приводит к уничтожению большинства микробов, возникают благоприятные условия для развития микобактерий. Если так, то наши ультрасовременные технологии очистки воды приводят к тому, что в водопроводы подается вода, более опасная для здоровья людей, чем неочищенная вода из подземных источников (по крайней мере, тех из них, что признаны безопасными для здоровья). Мы не смогли объяснить до конца столь резкие колебания численности микобактерий в душевых насадках, но основная гипотеза исходит из того, что повышенное содержание этих бактерий вызвано в первую очередь применением хлора и хлорамина при водоподготовке. Это и есть фактор, вызывающий микобактериальные инфекции у людей. Мы установили, что существует прямая зависимость между средней численностью патогенных видов и штаммов Mycobacterium в душевых насадках и заболеваемостью микобактериальными инфекциями в отдельных штатах (см. илл. 5.1). Но в этой истории уже появились неожиданные повороты. Один из них связан с Кристофером Лаури.

В течение двух десятков лет Лаури занимался изучением одного конкретного вида микобактерий — Mycobacterium vaccae. Он и его коллеги обнаружили, что присутствие этого микроба ведет к повышенной выработке нейромедиатора серотонина в мозгу у мыши и человека. Усиленное производство серотонина обычно вызывает эмоциональный подъем и снижение уровня стресса. В полном соответствии с этим в опытах Лаури подопытные мыши, которым впрыскивали Mycobacterium vaccae, демонстрировали повышенную стрессоустойчивость. Работая вместе со своим немецким коллегой Стефаном Ребером, Лаури заражал взрослых самцов среднего размера этой бактерией. Затем он потом подсаживал их, наряду с самцами такого же размера, но без бактерий (контрольная группа), в клетку с агрессивными и крупными самцами, напоминающими борцов сумо. После этого они изучали содержание веществ, связанных со стрессом, в крови мышей среднего размера. Контрольные мыши мочились от страха и тихо плакали, забившись в убежища из древесных стружек. Все тесты показывали у них высокий уровень стресса, при том что у самцов, инокулированных Mycobacterium vaccae, ничего подобного не наблюдалось. Сейчас уже поговаривают о том, что хорошо бы подвергать подобной обработке солдат, отправляющихся на войну, чтобы снизить риск развития у них посттравматического стрессового расстройства (поскольку очевидно, что травматический стресс им практически гарантирован). Звучит это диковато, но, как бы то ни было, коллеги Лаури сразу же оценили значение его открытия. К примеру, Фонд исследований мозга и поведения в 2016 г. включил его работу в список десяти лучших из пяти сотен исследований, получивших финансовую поддержку Фонда[123]. Лаури предполагает, что многие виды Mycobacterium тоже способны оказывать действие, сходное с действием M. vaccae. Единственный способ проверить это — тестировать один вид за другим, чем Лаури сейчас и занимается. Он выращивает культуры микобактерий, собранных нами из душевых насадок, чтобы выяснить, не найдется ли среди них какой-нибудь вид, сходный по воздействию с M. vaccae. Если он добьется успеха, то может выясниться, что среди микобактерий, орошающих вас во время душа, есть полезные, помогающие ослабить стресс.

Душевая насадка представляет собой одну из простейших экосистем в вашем доме. Среднестатистическая насадка содержит десятки, иногда сотни, но все-таки не тысячи видов микробов. Но, как показывает работа Лаури, даже в этом случае очень сложно разобраться, какие виды приносят вред, а какие пользу. Одни штаммы микобактерий вызывают болезни, другие уменьшают стресс. До тех пор, пока нет окончательной ясности, какие из них какие, полученные результаты не могут удовлетворить участников проекта (и вас, вероятно, тоже). Они и нас разочаровывают, но для науки это вполне нормальная ситуация. Некоторые думают, что ученые проводят исследования из любознательности и ради удовольствия. Отчасти это верно, но бывает, что нами движет неудовлетворенность. Иногда отсутствие результата так разочаровывает нас, как в случае с теми же душевыми насадками, что мы готовы просиживать в поисках ответа долгие часы в своих лабораториях. Сама мысль, что мы чего-то не знаем, способна до глубокой ночи удерживать нас на рабочем месте.

Итак, что же вам делать с головкой вашего душа? Точного ответа пока нет, но я могу сказать, что думаю по этому поводу сам. Вернемся к этому через год или два и проверим, прав ли я был. Итак, я думаю, что, хотя некоторые виды микобактерий могут приносить пользу, основная их масса представляет опасность, особенно для людей, страдающих от расстройств иммунитета. Я думаю, что микобактерии распространяются тем больше, чем усерднее мы уничтожаем все живое в воде, избавляя тем самым вид Mycobacterium от конкурентов. По нашим данным, в пластиковых душевых насадках содержится меньше Mycobacterium, чем в металлических (Кейтлин Проктор установила ту же закономерность для душевых шлангов). Это вполне ожидаемо, ведь многие виды бактерий способны использовать пластик в своем метаболизме, повышая тем самым свои шансы на успех в конкурентной борьбе с микобактериями. Наконец, я считаю, что самая здоровая вода поступает к нам из водоносных слоев, богатых различными организмами, включая ракообразных. Присутствие в воде рачков не говорит о ее загрязнении, наоборот, это здоровый признак. Проблема в том, что для образования водоносных слоев требуется много времени, большие пространства и высокое биоразнообразие, не говоря уже об отсутствии загрязнителей. Я подозреваю, что в больших городах эти условия едва ли выполнимы, поэтому в ближайшем будущем основные усилия будут направлены на еще более полное обеззараживание воды. К сожалению, поступая таким образом, мы, сами того не желая, создаем благоприятные условия для наиболее выносливых микробов (таких как Mycobacterium и Legionella), самых нежелательных и опасных обитателей воды. Еще я думаю, что когда мы детально изучим естественные водоносные слои, то убедимся в том, что они гораздо эффективнее, чем наши системы водоподготовки, очищают воду от токсинов и патогенов. В результате начнутся попытки воспроизвести эти свойства искусственным путем. Очень больших успехов мы не достигнем, но по крайней мере определим, что можно улучшить в уже имеющихся системах, а главное, поймем, что ключевым моментом является биологическое разнообразие, поскольку именно оно позволяет природе действовать гораздо эффективнее, чем это делаем мы. Что же касается того, имеет ли смысл как можно чаще менять душевую головку, мы пока не знаем. Но я подозреваю, что, прочитав эту главу, вы так или иначе сделаете это.

Глава 6. Изобилие как проблема

Чем был бы океан без чудовища, таящегося в его тьме?

Вернер Херцог

Как правило, мы склонны недолюбливать успешные виды, конечно, кроме тех, что служат нам пищей. Сегодня человек установил настолько плотный контроль над планетой, что другие успешные виды воспринимаются им как враги. Они едят нашу плоть или нашу пищу, разрушают то, что мы создаем. С тех пор как люди научились строить дома, на свете не переводились существа, готовые сровнять их с землей. В сказке про трех поросят их домик ломает волк, чтобы добраться до лакомой добычи. В реальном мире организмы, угрожающие нашим постройкам, сильно уступают волкам по размеру, но не по опасности. Какие именно живые существа вредят вашему дому, зависит от того, где и из чего он построен. Каменные строения могут простоять невредимыми тысячи лет, вот почему мы до сих пор можем видеть некоторые постройки, оставшиеся от древних цивилизаций. Глинобитные дома тоже довольно устойчивы, по крайней мере в сухом климате. Но многие человеческие постройки сделаны из древесины, а на свете так много видов, питающихся ею! Вспомним вгрызающихся в дерево термитов. Чтобы переварить подобную пищу, они нуждаются в помощи бактерий, живущих в их пищеварительном тракте. Но самые великие разрушители — грибы.

Если в доме сухо, грибы обычно никак не проявляют себя. Они начинают расти, если на стенах или потолках конденсируется влага. Грибы следуют за градиентом влажности, пожирая все на своем пути. Если бы вы только могли слышать эти ужасающие звуки — звуки, издаваемые грибными гифами{12}, вгрызающимися в клетки старой древесины и взламывающими их одну за другой. С помощью гиф грибы питаются и стелются по субстрату. Гифы сокращаются в одном участке и растягиваются в другом; так гриб движется, медленно переползая с места на место. С точки зрения грибов стены вашего жилища полны питательных веществ. Если предоставить им достаточно времени и влаги, то они съедят деревянный дом практически целиком. Они поедают древесину, они поедают солому и даже конкурируют с бактериями за съедобные частички, содержащиеся в пыли. Одни лишь выделяемые грибами вещества за несколько столетий способны разрушить кирпичные и каменные стены. По мере их роста увеличиваются масштабы их действий. Грибы все быстрее разрушают дерево и бумагу, производят все больше спор, все больше токсинов, все больше всего остального. Некоторые грибы, если позволить им расплодиться, могут уничтожить до основания целый дом с такой же легкостью, как обычное бревно. Но до того как это случится, грибы принесут вам множество других неприятностей. Они представляют опасность при случайном попадании в организм человека. Некоторые их виды вызывают аллергию и астму, например Stachybotrys chartarum (стахиботрис хартарум) — токсичная черная плесень, грибок, который нередко благополучно устраивается в домах за счет хозяев.

Эта хорошо заметная плесень относится к числу наиболее изученных грибов, встречающихся в человеческих постройках. Ее присутствие в помещениях никого особенно не удивляет. Если вы заметите ее у себя в доме, то большинство специалистов посоветуют вам обратиться в фирму, специализирующуюся на борьбе с плесенью. К вам приедут профессионалы, которые уничтожат все признаки присутствия Stachybotrys chartarum. Они тщательно почистят ваши книги (некоторые из них придется выкинуть) и обработают ваш гардероб (с кое-какой одеждой вам тоже предстоит попрощаться). Эта драма повторяется снова и снова, меняются только персонажи и отдельные детали. Впрочем, главный злодей остается неизменным, равно как и дьявольская двусмысленность происходящего.

Хотя я в течение многих лет много читал и размышлял о грибах, но полное понимание истории Stachybotrys chartarum пришло ко мне только после знакомства с Биргиттой Андерсен, специалистом по домовым грибам. Она изучает две вещи: какие именно виды грибов питаются строительными материалами и каким образом эти виды (для большинства из нас отталкивающие, но она находит их восхитительными) находят дорогу в ваш дом. Очень много времени Биргитта уделяет изучению Stachybotrys chartarum.

Я отправил Биргитте электронное письмо с просьбой о встрече, и она пригласила меня проехать из центра Копенгагена, где я тогда находился, в Датский технический университет, где она работает. Я поехал на велосипеде. Был обычный солнечный датский день, а это значит, что к тому моменту, когда я припарковался возле нужного мне здания, я успел до нитки промокнуть под дождем и чувствовал себя настоящим грибом. И беседовали мы о грибах. Все было прекрасно, только мне было немного не по себе.

Кабинет Биргитты расположен на третьем этаже здания, в котором преподаются технические науки. Здесь, где люди заняты разработкой хитроумных устройств для решения разных прикладных задач, Биргитта выглядит как пришелец из другого мира. Она любит грибы. Вся ее жизнь посвящена их изучению. В своем кабинете она выращивает грибы и затем очень-очень тщательно идентифицирует их под микроскопом, делает зарисовки и добавляет в свой справочник обычных и редких грибов Дании. После работы она делает ровно то же самое, но уже не по работе, а в качестве хобби. С ее точки зрения, грибы прекрасны, и каждый прекрасен по-своему. С годами остается все меньше людей, у которых есть умение и стремление заниматься культивированием и идентификацией грибов; у Биргитты есть и то и другое. Когда-то она работала в окружении коллег и единомышленников, людей, к которым можно было запросто подойти и сказать: «Ты даже не представляешь, какой замечательный гриб я нашла!» Но все эти увлеченные исследователи теперь уже на пенсии, а в Датском техническом университете, как и во многих других, сейчас почти не осталось рабочих мест для биологов, умеющих культивировать, идентифицировать и каталогизировать живые организмы, в том числе и грибы. Автор одной статьи в журнале The Scientist даже задался вопросом, не вымирают ли специалисты подобного профиля, занятые присвоением названий и классификацией биологических видов (вывод был: да, вымирают)[124]. А ведь такая работа необходима. До сих пор большинство видов грибов не имеют своих научных названий. Но исследования по описанию видов и изучению их биологии стали непрестижными, они утратили ценность в глазах работодателей и финансирующих агентств. Биргитта сидит теперь одна-одинешенька в конце длинного коридора, последний человек в этом здании, умеющий хорошо распознавать грибы, и один из немногих специалистов этого профиля, оставшихся в Дании.

В ТОМУ ВРЕМЕНИ, когда я собирался навестить Биргитту, мы вместе с Ноем Фирером и другими сотрудниками собирали пробы пыли с дверных порогов тысячи с небольшим жилых домов. Путем расшифровки ДНК мы определяли, какие виды бактерий встречаются в этих пробах. Затем мы проверили те же пробы на содержание грибов и столкнулись с фантастическим многообразием грибов как внутри домов, так и снаружи. Мы обнаружили 40 000 различных видов[125]. Хотя их было куда меньше, чем видов бактерий, но и эта величина стала большой неожиданностью. В Северной Америке известно менее чем 25 000 различных видов грибов, включая плесневые, шляпочные и дрожжевые грибы. Выявленное нами в жилых домах разнообразие грибов (или по крайней мере их ДНК) намного превосходит количество видов, зарегистрированных на всем североамериканском континенте. То, что тысячи из найденных нами видов не имеют названий, говорит о нашем невежестве не только в отношении домашних видов, но в целом. Что же касается грибов, имеющих названия, то у каждого своя история. Поскольку жизненные циклы грибов зависят от других организмов, присутствие конкретного грибного вида указывает на присутствие кого-то еще, с кем грибы тесно связаны. Некоторые из найденных нами видов были паразитами винограда, значит, где-то поблизости должен быть виноградник. Другие были патогенами определенных видов пчел, что предполагало присутствие этих насекомых. В некоторых пробах оказались паразитические грибы, способные управлять мозгом муравьев (но не всех, а только определенных видов)[126]. На востоке Северной Каролины мы нашли грибы рода Tuber, находящиеся в симбиозе с корнями деревьев. Для того чтобы распространяться, эти грибы производят плодовые тела (трюфели), издающие запах, напоминающий феромон, выделяемый самцами свиней. Самки, привлеченные этим ароматом, выкапывают трюфели, съедают их, и вместе с их пометом гриб переносится в новые, не заселенные им еще, участки леса.

Мы уже видели, как изменилось за последнее время микробное население наших домов. Люди (себе во вред) самоизолировались от большинства бактерий, характерных для естественной среды, а их место заняли самые выносливые виды, способные жить в душевых насадках, питаться нашей пищей и продуктами нашей жизнедеятельности. Поскольку грибы и бактерии, наряду с другими очень мелкими формами жизни, часто рассматривают под общим названием «микробы», некоторые склонны именно так и воспринимать грибы. На самом же деле грибы гораздо теснее связаны с животными, чем с бактериями, причем их связь настолько близка, что химические вещества, предназначенные для борьбы с грибами, могут уничтожать и человеческие клетки. Еще одно отличие грибов от бактерий заключается в том, что лишь очень небольшое число видов грибов поселяется на теле человека в качестве паразитов или мутуалистов. Наше тело для них слишком теплое (есть даже гипотеза, что теплокровность у позвоночных возникла в качестве защиты от грибковых заболеваний). Из этого можно заключить, что история домашних грибов могла пойти по совершенно особому пути[127]. Так оно и произошло на самом деле.

Многие из грибов в домах, похоже, принадлежат к видам, которые попали в них из естественной среды обитания. Грибы у нас дома очень похожи на те, что обитают во внешней среде. В разных регионах набор грибов внутри домов свой, именно потому, что они неодинаковы снаружи[128]. Воздействие грибов за пределами дома на домашние виды настолько велико, что мы можем определить с точностью до 50–100 км, в каком месте Соединенных Штатов расположен тот конкретный дом, в котором взята исследуемая проба[129]. Соберите пыль у себя дома, пришлите ее в нашу лабораторию, и мы скажем, где вы живете (не забудьте также прислать нам пару сотен «зеленых» — такой фокус может оказаться затратным). Единственный действенный способ избавиться от близкого соседства с этими тысячами видов грибов — переехать в другой дом.

Кроме грибов, проникающих к нам из естественной среды обитания, мы нашли виды, специализирующиеся на жизни в домах; в помещениях они встречаются значительно чаще, чем снаружи. Этих видов оказалось так много, что мы даже не знали, на каких именно сосредоточить внимание, какие из них лучше всего приспособились к человеку и его жилищу. В поисках ответов на эти вопросы я снова обратился к данным, собранным на МКС, а также на российской орбитальной станции «Мир». Точно известно, что все виды обнаруженных там грибов — обитатели закрытых помещений. Невозможно себе представить, чтобы какой-нибудь вид залетел на станцию через открытое окно или люк, как это происходит в земных домах. Условия открытого космоса совершенно непригодны для существования грибов[130].

О жизни грибов на станции «Мир» мы осведомлены максимально. С момента вывода на орбиту в 1986 г. на станции постоянно брались пробы. Всего было проверено на присутствие грибов 500 проб воздуха и 600 проб, собранных с различных поверхностей внутри станции. Эти пробы высевались либо на самой станции, либо в земной лаборатории. Хотя далеко не все представленные в них виды были культивированы[131], даже неполные данные не оставляли сомнений: «Мир» представлял собой настоящие грибные джунгли, населенные более чем сотней разнообразных видов. Было взято более тысячи проб, и почти в каждой присутствовали какие-нибудь грибки[132]. Грибы были живыми и так активно метаболизировали, что один космонавт сравнивал запах, стоявший на станции «Мир», с запахом гниющих яблок (что, возможно, приятнее, чем запах человеческого тела на МКС). Что гораздо хуже, в один момент станция перестала выходить на связь с Землей из-за поломки коммуникационной системы. Как потом выяснилось, грибы разрушили изоляцию проводов, что вызвало короткое замыкание[133]. Одним словом, грибы гораздо успешнее людей адаптировались к жизни на космической станции и прекрасно размножались там в течение многих поколений. В этом состоит важный урок для всех, кто разрабатывает проекты колонизации Марса. Можно ожидать, что грибы вполне освоятся на новой планете гораздо раньше человека и смогут успешно размножаться на ней.

Международная космическая станция в первые годы своей работы считалась если не стерильной, то по крайней мере менее пораженной грибком, чем «Мир». Станция «Мир», по мнению многих, держалась только на изоленте да на честном слове, поэтому ее грибное изобилие было не очень удивительным. Но шло время, и на МКС тоже понемногу стали появляться разнообразные грибы. К 2004 г. на этой станции насчитывалось 38 массовых видов грибов. Все они также были ранее найдены на станции «Мир» и очень характерны для микофлоры земных домов.

Многие из грибов, найденных на космических кораблях, принадлежат к группе, которую биологи именуют «технофилами». Это имя отражает их способность разрушать металл и пластик, из которых сделаны орбитальные станции и космические челноки[134]. У меня это слово ассоциируется с какими-нибудь исполнителями электронной музыки, но оно всего лишь означает организмы, «любящие» различную технику: они так любят ее, что едят[135]. Среди технофилов, живущих на МКС, уже найдены Penicillium glandicola (родственник пекарских дрожжей), один вид рода Aspergillus (аспергиллюс, родственник гриба, с помощью которого изготавливают японскую рисовую «водку», саке), а также один представитель рода Cladosporium (кладоспорий). (Конечно, не все грибы, живущие на орбитальных станциях, являются технофилами. Например, на станции «Мир» (но не на МКС) были найдены пивные дрожжи, Saccharomyces cerevisiae (сахаромицеты), похоже, русские неплохо проводили время в космосе.)[136] Также исследователи зафиксировали присутствие рода Rhodotorula (родоторула). Это грибок розового цвета, который часто поселяется на цементном растворе, на стенках душевых кабин, а иногда может обосноваться на зубной щетке или человеческой коже[137]. Итак, в условиях космических станций тоже встречаются виды, адаптированные к жизни в закрытых помещениях[138].

Все виды грибов, найденные на космических станциях, обитают и в земных домах. Они представлены почти в каждом доме, где мы брали пробы. Численность отдельных видов зависела в основном от свойств самого жилища. В домах, где живут большие семьи, преобладают грибы, ассоциированные с телом человека или продуктами питания[139]. Немалое значение имеет также способ отопления и проветривания помещений. Например, в домах, оборудованных кондиционерами, встречается особенно много представителей родов Cladosporium и Penicillium. Эти грибы, способные вызывать аллергию у некоторых из нас, растут в самих кондиционерах и, когда прибор начинает работу, они рассеиваются оттуда по комнатам и офисам[140]. Включив кондиционер у себя дома или в автомобиле, вы можете уловить необычный запах — его издают те самые грибы[141].

Изучать тайную жизнь домовых грибов, можно десятилетиями, но в одной загадке надо было разобраться поскорее. Она связана с видом Stachybotrys chartarum, который отсутствовал на орбитальных станциях и редко встречался в наших пробах, взятых в домах. Этот опасный вид почему-то оказался очень слабо представлен в изученных нами пробах. Его отсутствие на МКС можно было объяснить отсутствием для него подходящей пищи. Насколько мне известно[142], на станции нет деревянных деталей или целлюлозы (хотя, возможно, черная плесень способна использовать некоторые сорта пластика). Но это не отвечает на вопрос, почему она так редко встречалась в нашем обследовании в домах[143].

Я обсудил эту загадку с Биргиттой и посвятил ее в детали нашего исследования. Хотя об МКС мы особо не говорили, я все время воображал, будто станция проплывает над нами — далекая и по-прежнему полная грибов. Биргитта ничуть не была удивлена. «Споры этой плесени довольно тяжелые и сидят на липких слизистых стебельках. Как же вы могли их обнаружить?» — спросила она. Другими словами, если споры не плавают по воздуху и не оседают вместе с пылью, их и не могло быть в наших пробах. «Почему вы вообще предполагали найти этот вид?» — добавила Биргитта, чтобы расставить все точки над «i». А правда, почему? «Но как она оказывается в домах, если не способна парить в воздухе?» — спросил я. Как она попадает в помещения и почему не может проникнуть на орбитальные станции (тогда как другим видам грибов это удается без труда)? «Мы недавно провели одно исследование, — ответила Биргитта, — которое может вас заинтересовать».

Пока мы перекусывали печеньем и орехами (щедро приправленными множеством грибов, витающих в воздухе, которым мы дышали), Биргитта рассказывала о своем исследовании. Оно было посвящено материалам, из которых делают современные дома, — гипсокартону, обоям, дереву и цементу. Биргитту интересует не воздух в помещении, ее внимание привлекает все, что используется в жилищном строительстве, — кирпичи, каменные блоки, деревянные перекрытия и особенно гипсокартон.

БИРГИТТА ОБНАРУЖИЛА, что каждый вид стройматериалов имеет свое специфическое грибное сообщество. Наверное, если так же основательно изучить материалы, из которых сделаны орбитальные станции, картина окажется сходной. Например, на цементе селятся те же самые виды грибов, какие можно найти при исследовании почвенных проб; некоторые из этих форм относятся к числу самых первых грибов, когда-либо описанных натуралистами[144]. Они наиболее изучены, так как были доступны для ученых, поскольку встречались в их домах. Среди прочих Биргитта нашла грибы из рода Mucor, изображенные в «Микрографии» Роберта Гука, источнике вдохновения для Левенгука. Она нашла Penicillium, случайно обнаруженный Александром Флемингом в его лаборатории, где он открыл антибиотики. Penicillium использует эти антибиотики для ослабления клеточных стенок бактерий, с которыми гриб конкурирует за пищу. Из-за этого растущая бактерия буквально взрывается. Мы используем эти же антибиотики для защиты от патогенных микробов наподобие Mycobacterium tuberculosis, с которыми боремся ради нашего выживания.

Эти грибы, Mucor, Penicillium и им подобные, ухитрились проникнуть и внутрь орбитальной станции[145]. Их присутствие на цементных полах и в космосе указывает на то, что с этими грибами мы должны найти способ как-то уживаться. Если уж они способны просочиться сквозь барьеры, расставленные NASA, то им не составит труда справиться и с остальными фильтрами и преградами[146]. Вполне возможно, что они росли на стенах пещер, где жили наши первобытные предки; если это правда, то эти виды с тех далеких времен сопровождают человека по всей планете. Именно к этой группе принадлежат грибы, способные, если у них будет достаточно времени, разрушить каменные и кирпичные стены. Вероятно, цементный пол служит им пищей, а может, средой обитания — они держатся за него своими гифами, словно пальцами, а едят при этом очень мелкие и незаметные глазу частички на полу: грязь, клей или что-то еще[147]. Они создают массу проблем людям, столетиями пытающимся сохранять памятники, ну, а в вашем подвале это живой пример способности грибов истребить с течением времени все что угодно.

На древесине тоже были грибы. Мы часто строим дома из дерева и подолгу живем в них. Однако древесина, состоящая из целлюлозы и лигнина, подвержена разрушению живыми организмами. Целлюлоза это, в сущности, бумага, а вот лигнин — твердое вещество, придающее прочность деревянной кровле. Многие микробы способны разлагать целлюлозу, зато лигнин по зубам лишь небольшому числу видов грибов и бактерий[148]. Некоторые виды грибов, найденные Биргиттой в деревянных строениях, продуцируют ферменты, предназначенные для разрушения целлюлозы и в некоторых случаях лигнина[149]. Совсем не удивительно, что эти грибы встречаются на деревянных брусах и перекрытиях старых домов; скорее, надо удивляться тому, как долго смогли продержаться эти постройки. Многие виды этих деревоядных грибов попадают в дома вместе с входящим воздухом, так что их видовой состав зависит от того, из каких пород дерева дом построен, а также от типа близлежащего леса. Некоторые формы, как, например, домовая губка (Serpula lacrymans), широко расселились по всему миру на морских судах[150]. Они повсюду следуют за человеком, и везде, где только строятся дома из древесины — их единственной пищи, они с благодарностью в них вселяются.

Когда Биргитта обратилась к изучению микофлоры гипсокартона, обоев и покрытой раскрашенной бумагой штукатурки, все стало еще интересней. В условиях высокой влажности все эти материалы становятся домом для множества грибов[151]. Кроме того, примерно в 25 % случаев в составе их грибного населения присутствовала токсичная черная плесень. Эта оценка может быть даже несколько заниженной, потому что Биргитта брала в каждом обследованном доме лишь очень небольшую по объему пробу. Stachybotrys chartarum нередко встречается на влажном гипсокартоне, так что, похоже, эта плесень может появиться практически везде, где условия для нее благоприятны. Идеальный субстрат для этого гриба — смесь воды и целлюлозы, как раз то, что возникает при отсыревании обоев или гипсокартона. Это было открытие, большое открытие, но в первую очередь Биргитта должна была объяснить, как Stachybotrys chartarum попадает в гипсокартон.

Споры черной плесени не могут перемещаться по воздуху. Их не переносят на себе термиты или другие домовые насекомые. Теоретически человек может сам разносить их на своей одежде. Рэйчел Адамс, специалист по домовым грибам из Калифорнийского университета в Беркли, знает не понаслышке о том, как много видов попадает таким образом в ваш дом. Рэйчел провела одно из самых основательных на сегодняшний день исследований грибов внутри помещений. В частности, она нашла, что один из видов, зарегистрированных в университетском конференц-зале, попал туда случайно, вместе с одним ее коллегой по лаборатории, недавно посетившим семинар по выращиванию грибов-дождевиков, который проводила сама Рэйчел[152]. Стало быть, грибы используют в качестве транспортных средств научных работников. Но Биргитта не очень интересовалась одеждой; в центре ее внимания были строительные материалы.

А что, если плесень присутствует в гипсокартоне постоянно, с самого момента его изготовления? Тихо и незаметно сидит в нем, спокойно дожидаясь, когда в материал проникнет влага? Биргитта принялась за проверку этой радикальной идеи, которая, окажись она верной, могла вовлечь ее в противостояние с громадной индустрией по производству гипсокартона, обороты которой исчисляются миллиардами долларов. Впрочем, занявшись вопросом вплотную, Биргитта выяснила, что эта идея совсем не нова. Один автор ранее уже высказывал подобную гипотезу, но она осталась непроверенной[153]. Этим и занялась Биргитта.

В США ученые пользуются значительной исследовательской свободой, но она не абсолютна и даже имеет тенденцию к сокращению, в значительной степени из-за влияния могущественных корпораций. Я не хочу сказать, что ученые воздерживаются от публикации опасных с точки зрения правительства или бизнеса выводов. Скорее, это значит, что большинство американских исследователей насмотрелись голливудских фильмов и поэтому знают, как важно тщательно просчитать возможные последствия своих открытий, противоречащих экономическим интересам лидеров крупного бизнеса[154]. Возможно, что и многие датские ученые задумываются о чем-то подобном, если им случается работать над такими проектами. Но, когда я спросил Биргитту о возможности подобного риска для нее самой, она выказала очень мало озабоченности по этому поводу. Ее не очень-то волновало, как отнесутся к полученным результатам компании, производящие гипсокартон, которые должны быть крайне заинтересованы в сохранении статус-кво (статус-кво для гипсокартона, во всяком случае). Биргитта всего лишь хотела знать, что происходит на самом деле. Она просто была любознательной и поэтому без колебаний принялась за дело.

В первую очередь она исследовала 13 листов совершенно нового гипсокартона, купленного в четырех разных строительных магазинах в Дании. Она выбрала две марки гипсокартона и у каждой из них по три вида (огнестойкий, влагостойкий и обычный). Биргитта вырезала из каждого листа по нескольку круглых дисков и простерилизовала их с помощью спирта (или для гарантии по другому протоколу хлорной известью или родалоном). Потом в течение 70 дней она вымачивала диски в стерильной воде, чтобы споры грибов внутри образцов могли прорасти. Казалось совершенно невероятным, чтобы в сухом новеньком гипсокартоне было что-то живое. Эта была довольно простая, но долгая и очень кропотливая работа — ежедневно просматривать все диски на предмет наличия грибов.

Наконец, в один прекрасный день она заметила рост. Дальше — больше. Биргитта обнаружила затаившийся внутри новехонького гипсокартона вид, известный как Neosartorya hiratsukae (неосартория). Этот вид не так давно «засветился» в качестве одной из причин болезни Паркинсона. Хотя роль гриба в заболевании была далеко не решающей, сам факт его присутствия в гипсокартоне настораживал. Неосартория была представлена на всех исследованных листах, независимо от вида, от магазина, в котором они были куплены, и от компании-производителя. Кроме того, Биргитта обнаружила гриб Chaetomium globosum (хетомий шаровидный) — аллерген и условно патогенный микроорганизм[155]. Он присутствовал в 85 % образцов. Великая и ужасная черная плесень Stachybotrys chartarum тоже там присутствовала, она была найдена в половине образцов[156]. Начав расти, плесень расползалась по поверхности диска, покрывая его живым темным налетом. И это еще не все. Восемь других видов грибов, терпеливо ждущих своего часа, обнаружилось внутри гипсокартона.

В этот момент и должно было выясниться, так ли уж Биргитта безразлична к возможной реакции со стороны производителей гипсокартона, как она уверяла. Если она опубликует свои данные, то это определенно ударит по их интересам, ведь производители окажутся в какой-то степени ответственными за проникновение в дома грибов, включая болезнетворные виды. И Stachybotrys chartarum, и Neosartorya hiratsukae хорошо известны как патогенные для человека формы. Последний вид редко замечают на влажных стенах из гипсокартона, но его действительно трудно обнаружить. Плодовые тела этого гриба, маленькие и светлые, напоминают цвет самого гипсокартона. Тем не менее данные Биргитты показали, что он присутствует во всех исследованных образцах, независимо от их происхождения. Естественно, это не могло не затрагивать интересы компаний-производителей. Разумеется, она опубликует материал. «Что они могут сделать? — спрашивала она меня. — Лишить меня работы? А кто тогда будет идентифицировать грибы?» Итак, мы теперь совершенно точно знаем, что грибы, растущие на гипсокартонных стенах, прибывают к нам в дом прямо с фабрики. Сейчас Биргитта разрабатывает способы истребления этих грибов до того, как гипсокартон будет доставлен потребителю. Что касается уже установленного гипсокартона, то удалить их из него очень и очень сложно. Почти все известные способы истребления грибов грозят разрушением самого гипсокартона и небезопасны для здоровья людей. Тем временем грибы ждут влаги. Они невероятно терпеливы.

А вот как грибы попадают в гипсокартон на фабрике, пока неизвестно. Есть предположение, что субстратом для их развития служит переработанный картон, используемый при производстве гипсокартона. Грибы заражают его еще на складе, а их споры сохраняют жизнеспособность при всех процедурах обработки, которым подвергается этот материал. Биргитта считает, что необходимо каким-то образом обеззараживать этот картон, но пока на практике этого не делают. Так что если Биргитта права, то весь новый гипсокартон, поступающий сегодня в жилые дома, содержит грибы. Само по себе это не страшно; по словам Биргитты, достаточно следить, чтобы гипсокартон не отсыревал.

Хотя мы теперь знаем, как Stachybotrys chartarum и другие виды с тяжелыми спорами проникают в наш дом, этого далеко не достаточно для полного понимания проблемы. Хотя Биргитта выяснила, как они попадают в помещения, она не установила, откуда эти грибы появились, где их родина и естественное местообитание. Ближайшим родственником Stachybotrys являются, по-видимому, тропические грибы из рода Myrothecium, но мы почти ничего не знаем о них, в том числе встречаются ли они в тропических жилищах. Предполагают даже, что большинство представителей этих двух родов до сих пор неизвестны науке. В сельской местности Stachybotrys chartarum обнаруживают в кучках скошенной травы, но, возможно, это говорит не столько о биологии черной плесени, сколько о том, в каких местах ее искали. Есть гипотеза, что на самом деле эта плесень живет в почвах, но эта версия остается пока без подтверждения. Совершенно непонятно, как Stachybotrys chartarum распространяется в дикой природе, что служит ей транспортным средством. Возможно, жуки или муравьи, но и это не более чем догадки. Никто не изучал, способны ли какие-нибудь насекомые разносить споры черной плесени. Неизвестно, как давно Stachybotrys chartarum присутствует в наших домах (было бы прекрасно узнать, какие грибы встречаются в традиционных жилищах по всему миру или обнаруживаются при археологических раскопках; но такие исследования не проводились). Вся эта неопределенность не позволяет ответить на главный вопрос: насколько грибы, живущие в наших домах, могут быть вредны для нас. В конце концов, на борьбу с ними тратятся миллиарды долларов. Дома идут под снос. Люди, потерявшие здоровье, отчаянно и обычно безуспешно борются с недугами, которые, как им говорят, вызваны черной плесенью. Но ответа на этот вопрос по-прежнему нет.

По вполне понятным причинам нельзя экспериментально заразить какой-нибудь жилой дом Stachybotrys chartarum и посмотреть, что случится потом с его обитателями. Столь же немыслимо специально развести в доме сырость, чтобы установить, когда вырастет плесень и как скоро жильцы начнут болеть. Впрочем, мы знаем как минимум два пути ее вредоносного воздействия. Плесень может отравлять человека токсинами, а может провоцировать или обострять аллергию и астму.

Начнем с токсинов. Подобно многим другим грибам, Stachybotrys chartarum выделяет неприятные вещества, называемые макроциклическими трихотеценами и атранонами, а также гемолитические белки. Если эти вещества, особенно белки, будут съедены овцой, лошадью или кроликом, они могут вызвать у них лейкемию (нехватку белых кровяных клеток). Предполагают, что эти же самые белки ответственны за легочные кровотечения у человеческих младенцев. Страдают и мыши, которым через нос вводят споры Stachybotrys, но тяжесть заболевания зависит от штамма, которым их заражают. Штамм, производящий большое количество токсинов, вызывает у мышей «тяжелое интраальвеолярное, бронхиолярное и интерстициальное воспаление с геморрагическими экссудативными процессами». Выражаясь простым языком, их легкие воспаляются и начинают кровоточит[157].

Впрочем, такая способность Stachybotrys не означает автоматически, что грибы, оказавшись в помещении, начинают производить эти токсины. Недавно Биргитта и ее коллеги разработали способ обнаружения токсинов, выделяемых Stachybotrys, в домашней пыли. Они обследовали один детский сад в Дании и установили, что существует положительная корреляция между численностью гриба в комнатах и количеством токсинов в пыли этих комнат. Пока неясно, насколько общей является эта взаимосвязь[158]. Впрочем, чтобы заболеть, человек должен проглотить (или втянуть носом, как делают мыши) порядочные количества этого гриба. С ребенком, живущим в доме, где Stachybotrys присутствует в больших количествах и вырабатывает токсины, может произойти то же, что и с заболевшими лабораторными мышами и домашними животными. До настоящего времени, однако, ни одного подобного случая не зарегистрировано. Еще более опасными для здоровья могут оказаться токсины, вырабатываемые Neosartorya hiratsukae, но этот гриб очень плохо изучен (он не менее распространен, чем черная плесень, но гораздо менее заметен). Вот почему Биргитта, один из ведущих мировых специалистов по этому виду неосартории и вызываемым им проблемам, говорит, что терпеть не может вопросов о том, какой вред для здоровья может вызвать его появление в доме. Как она говорит, «это чертовски запутанно и трудно доказуемо».

Но, даже если токсины черной плесени редко вызывает у людей недомогания, она способна оказывать и другое воздействие. При вдыхании она может провоцировать аллергические заболевания. В крови довольно большого числа людей обнаруживаются признаки аллергической реакции на нее. Иногда контакт происходит вне помещений, но в ряде случаев причиной является черная плесень на сырых стенах домов. В этом отношении Stachybotrys не исключение; многие другие грибы, в том числе те, что чаще всего встречаются при наличии влаги в домах, способствуют развитию аллергии и астмы[159]. Авторы гипотезы биоразнообразия, Хански, Хаахтела и фон Хертцен, предполагают, что нарушения в работе иммунитета вызваны отсутствием контакта с разнообразными бактериями, свойственными естественной среде обитания. Если они правы (а я думаю, что так оно и есть), тогда триггерами этих процессов служат и грибы, и другие виды, в изобилии присутствующие в наших домах, например тараканы-прусаки и пылевые клещи. И по моей гипотезе, эти триггеры срабатывают при недостатке бактериального разнообразия или при каких-то других неблагоприятных условиях.

Если гипотеза биоразнообразия верна, то можно ожидать, что взаимосвязь между обилием грибов в жилых помещениях и аллергией будет сложной и малопредсказуемой. Действительно, хотя некоторые исследования показывают, что люди, живущие в домах с большим количеством грибов, чаще страдают от аллергии и астмы, еще большее количество исследований не выявляют такой связи[160]. Не исключено, впрочем, что справиться с симптомами астмы и аллергии при их появлении куда проще, чем понять, когда и как эти болезни возникают впервые. Так оно, видимо, и есть. Группа ученых из университета Кейс Вестерн Резерв под руководством Каролин Керчмар обследовала 62 ребенка с симптоматической астмой, живущих в домах, пораженных плесенью. Детей и членов их семей наугад разделили на две группы. Семьи первой (контрольной) группы получили предписания, как бороться с астмой, и ничего более. Родители во второй группе (группе ремедиации) получили те же инструкции, но вдобавок исследователи провели обработку их домов. Сырые стены из дерева и гипсокартона были заменены новыми, из сухих материалов. Был перекрыт доступ влаги в дома, а также улучшена система кондиционирования воздуха. После такого вмешательства концентрация грибов в воздухе в домах группы ремедиации снизилась вдвое. В домах контрольной группы все осталось без изменений. Важнее другое. У детей в группе ремедиации клинические проявления астмы проходили быстрее, чем в контрольной, причем это наблюдалось как во время исследования, так и после его окончания. В группе ремедиации лишь у одного из 29 детей впоследствии наблюдалось обострение астмы, а в контрольной группе — у 11 детей из 33. Ура, как все просто![161] Правда, эта работа проводилась только в одном городе и на ограниченной выборке, но все же полученные результаты обнадеживают, поскольку указывают нам, куда двигаться дальше.

Сейчас с уверенностью можно сказать, что если в вашем доме завелась сырость, то вам следует приложить все возможные усилия, чтобы решить эту проблему. Строя новый дом, лучше избегать использования гипсокартона, по крайней мере в тех местах, где он может отсыреть. Никто не может дать гарантию, что этот материал не заражен Stachybotrys chartarum. А если представится возможность поддержать исследования по биологии домовых грибов, внесите и свою лепту. Тем временем грибы на МКС продолжают плодиться и размножаться. Это напоминает нам о том, что, как бы мы ни старались найти управу на грибное и бактериальное население в своем доме, вряд ли нам удастся уничтожить его полностью. С этим наверняка согласятся ученые из NASA, русские космонавты и Биргитта Андерсен.

Что же касается десятков тысяч других видов грибов, найденных нами в жилых домах, то каждый из них имеет собственную жизненную историю, не менее сложную, чем у Stachybotrys chartarum. Эти истории еще предстоит изучить. С каждым вдохом вы поглощаете эти неизученные виды, и тысячи из них даже не имеют названий. Возможно, кто-то из вас даст им название. Трудно поверить, но тысячи окружающих нас видов остаются безымянными. До некоторой степени это показывает, как мало мы знаем собственную планету. По сути, мы только приступаем к изучению Земли. Большинство живых существ до сих пор не открыты. Что касается бактерий, то мы знаем лишь ничтожную часть от их общего многообразия. В случае с грибами описана, вероятно, всего лишь треть существующих видов, а в том, что следует за научным описанием, то есть в изучении биологии отдельных видов, мы почти не продвинулись. По самым оптимистическим оценкам, нам известна только половина всех видов насекомых. Если же обратиться к биологическому разнообразию наших домов, то здесь усилия направлены на изучение опасных для человека видов, а все остальное остается без внимания. Конечно, биологи могли бы заняться ими, но они предпочитают проводить свои исследования где-нибудь в лесной глуши, в очень удаленных местах (таких как полевая станция в Коста-Рике). Словно какая-то пелена скрывает от нас огромное разнообразие совершенно безвредных видов, живущих тут же, перед нашими глазами. Не так давно я вполне убедился в этом, когда проводил опрос населения с целью узнать, какие живые существа встречаются в подвалах их домов.

Глава 7. Дальнозоркий эколог

У египтян много домашних животных…

Геродот. История

Маленький ветер движет корабль. Маленькая пчела собирает мед.

Маленький муравей тащит хлебную крошку.

Из папируса Инсингера, строки XXV.1–XXV.4

Так и сделал Господь: налетело множество песьих мух в дом фараонов, и в домы рабов его, и на всю землю Египетскую: погибала земля от песьих мух.

Исход 8:24

Мы мало замечаем и плохо понимаем жизнь грибов и бактерий в наших домах, а также вызываемые ею последствия отчасти потому, что они очень малы. Но в случае с животными картина другая. Я убежден, что есть совершенно особые причины, по которым экологи и эволюционные биологи «не замечают» животных в наших жилищах, несмотря на их относительно крупные размеры. Дальнозоркость — это «профессиональная болезнь» экологов, которые гораздо лучше видят животных в отдаленных местообитаниях, чем у себя под носом. Способность видеть вдаль — отличное качество, но не тогда, когда в результате мы игнорируем свое ближайшее окружение. Так, в Нью-Йорке ученые тщательно прочесали в поисках животных все пригородные леса, но в городской черте исследования проводились куда менее интенсивно (не говоря уже о жилых домах). Это совсем не случайно. Как экологи мы приучены исследовать жизнь в «природе», что, как принято думать, означает отсутствие людей. Подобная предвзятость свойственна даже самым значительным проектам по изучению жизни животных. Например, учет гнездящихся птиц, самый крупный орнитологический проект такого рода в Северной Америке, не проводится в наиболее урбанизированных местностях Соединенных Штатов. Города им практически не охвачены. Вот почему экологи имеют подробнейшие сведения о распространении самых редких североамериканских птиц, но плохо представляют себе численность домовых воробьев, городских голубей или ворон. Тем более это касается насекомых. Мне пришлось убедиться в этом самому, когда я начал изучать пещерных кузнечиков, или рафидофоридов{13}.

Люди живут по соседству с этими насекомыми с незапамятных времен. Когда наши далекие предки начали заселять пещеры, они неизбежно сталкивались там с другими видами животных. Об этих встречах мы знаем благодаря найденным при раскопках в пещерах костям, а также следам когтей на их стенах, не говоря уже о наскальных рисунках, изображающих разнообразных зверей. Некоторые из них были крупными и очень опасными. Представьте себе, как вы пробираетесь сквозь сырое, узкое и темное подземелье, и только красноватый свет факела освещает ваш путь. Внезапно до вас доносится запах пещерного медведя, а потом показывается и он сам. Пещерные медведи (Ursus spelaeus) по размерам не уступали самым крупным современным гризли. Если удача улыбалась нашим предкам, они убивали пещерных медведей. Если им не везло, то сами гибли от их лап[162]. Но, кроме этих зверей, пещерные люди встречали животных и поменьше. Среди них, вероятно, были постельные клопы и вши, и уж совершенно точно — пещерные кузнечики, о присутствии которых свидетельствует одно произведение первобытного искусства.

Пещеру, в которой оно было обнаружено, открыли трое мальчишек. В 1912 г. Макс Бегуан и два его брата, Жак и Луи, услыхали, что небольшой ручей, протекавший в их поместье во Французских Пиренеях, на одном участке уходит под землю. Их сосед, Франсуа Камель, предложил мальчикам проследить его подземный путь. Спустившись под землю, они переходили из одного пещерного зала в другой, пока дорогу им не преградили сталактиты. Это было фантастическое зрелище, но одновременно и конец дороги. Кто-то из мальчиков заметил небольшое отверстие среди сталактитов, расположенное у потолка одной из зал и достаточно широкое, чтобы они могли через него протиснуться. Проскользнув в эту дыру, Макс и его братья прошли по длинному проходу, а потом взобрались вверх по каменному «дымоходу» высотой в 40 футов. Здесь они обнаружили еще один зал размером с небольшую комнату, полный костей пещерного медведя. Там же были два прекрасно выполненных из глины горельефа, изображавшие бизонов.

Спустя два года мальчики открыли еще одну пещеру. В 1914 г. они отыскали отверстие в земле, расположенное на противоположной стороне холма. Спустившись в него, братья оказались в подземной полости длиной 800 м. Обследовав ее, они проползли через узкий туннель, в конце которого обнаружили еще один зал. Там их глазам предстало одно из величайших произведений пещерного искусства — изображение колдуна, получеловека-полузверя, украшенного оленьими рогами. На противоположной стене находился своего рода жертвенный алтарь из множества зубов, костей и кусочков угля, утыкающих глину под изображением льва.

На одном из найденных в пещере (позднее названной в честь первооткрывателей Труа-Фрер, дословно «Три брата») фрагментов бизоньей кости оказалось необычайное изображение — пещерный сверчок из рода Troglophilus[163]. Это доказывает, что наши предки (или по крайней мере один из них) обращали внимание даже на таких животных. Контакт с этими насекомыми продолжается уже много тысячелетий, сначала в пещерах, потом в домах[164]. В своих подвалах и погребах люди создали условия, напоминающие пещерную среду, в которой кузнечики находят все необходимое для жизни. Мы стали соседствовать задолго до того, как начали заниматься сельским хозяйством. Но, несмотря на столь долгую историю наших взаимоотношений и на то, что эти насекомые порой достигают огромной численности, они остаются относительно малоисследованными. Я занимался их изучением, и для меня пещерные кузнечики стали живым воплощением того, как легко не заметить окружающих нас животных, особенно если они находятся прямо перед нашими глазами.

Илл. 7.1. Фрагмент бизоньей кости с гравировкой, явно изображающей пещерного кузнечика из рода Troglophilus. Находка обнаружена в пещере Труа-Фрер и представляет собой одно из редчайших изображений насекомого в пещерном искусстве. (Изображение сделано на основе оригинального рисунка Эми Авай-Барбер, опубликованного д-ром Альдемаро Ромеро в книге «Биология пещер: жизнь в темноте» (Cave Biology: Life in Darkness).)

Я заинтересовался этими насекомыми еще в студенческие годы, прочитав книгу о жуках Сью Хаббелл[165]. Не будучи профессиональным ученым, писательница содержала пещерных кузнечиков в террариумах. Хаббелл была очень терпеливым и любознательным наблюдателем, и этого оказалось вполне достаточно: она совершала одно открытие за другим. Некоторые ее наблюдения потрясли меня, но больше всего поразило то, сколько всего неизведанного оставалось после многих лет изучения кузнечиков. К примеру, никто не знает ответа на простейший вопрос: чем питаются эти насекомые?

Мы с сотрудниками моей лаборатории решили продолжить работу с того места, на котором остановилась Хаббелл, и начать с очень простого дела — с переписи. Мы обратились к добровольным участникам наших предыдущих проектов и попросили каждого ответить на один вопрос: встречаются ли пещерные кузнечики в подвале или погребе их дома. В течение полутора лет мы получили 2269 ответов, что позволило нам составить карту распространения этих насекомых. Тут нас ожидала большая неожиданность. Составленная нами карта совершенно расходилась с нашими представлениями об ареале пещерных кузнечиков.

Многие аборигенные для Северной Америки виды пещерных кузнечиков относятся к роду Ceuthophilus, включающему на сегодняшний день 84 вида (скорее всего, в будущем это число увеличится). Когда на американском континенте появились дома европейского типа, сверчки рода Ceuthophilus вселились в них. В природе эти существа обитают в пещерах и лишенных света местах, например в лесной подстилке. Так вприпрыжку они и ведут суровую борьбу за существование. С помощью своих длинных антенн сверчки воспринимают запахи, определяют температуру и влажность. Хотя они адаптированы к жизни в темноте, у них есть глаза, напоминающие, по словам Сью Хаббелл, пуговки. Предполагается, что они питаются различной мертвой и малокалорийной органикой, которая в небольших количествах попадает в пещеры или в лесную подстилку. Пока это всего лишь гипотеза, но если она верна, то пещерные кузнечики должны быть ключевым компонентом пищевых цепочек, особенно в пещерах, поскольку они утилизируют пищу, недоступную для большинства других видов. Например, соединения углерода, которые мало кто способен усвоить. В свою очередь, пещерники служат пищей другим существам[166]. Подобную роль они, вероятно, играют в жилых домах, превращая несъедобные частички в вашем подвале в съедобные для пауков и мышей.

Из всех североамериканских пещерников по меньшей мере шесть видов были зарегистрированы в человеческом жилье, в то время как некоторые так и остались жить в пещерах и даже находятся сейчас под угрозой исчезновения. Распространение шести известных синантропных{14} видов кузнечиков изучал в начале 1900-х Теодор Хантингтон Хаббелл из Мичиганского университета. Он и его студент Тед Кон — одни из немногих энтомологов, обративших внимание на пещерников. Хаббелл опубликовал целый научный трактат об этих попрыгунчиках, солидный 500-страничный труд, озаглавленный «Монографическая ревизия рода Ceuthoilus» (The Monographic Revision of the Genus Ceuthophilus). Хотя эта книга посвящена эволюции, распространению и естественной истории кузнечиков, она немного напоминает Ветхий Завет с его историями о том, кто кого «родил» и кто где жил. Не особенно захватывающее чтение, по крайней мере для тех, кто не интересуется насекомыми, но для нашей работы монография Хаббелла имела очень большое значение. В соответствии с данными Хаббелла, мы должны были обнаружить пещерных кузнечиков в домах и в естественной среде по всей территории Северной Америки, кроме самых холодных районов. Практически в любой местности встречается хотя бы один вид этих насекомых. Мы ожидали получить карту, на которой дома, заселенные кузнечиками, будут более или менее равномерно распределены по всему континенту. То, что у нас получилось, выглядело совсем по-другому (см. илл. 7.2). Оказалось, что насекомые — обычное явление в подвалах домов на востоке Северной Америки, но редкость или совершенно отсутствуют в большинстве районов северо-запада материка. Что-то явно пошло не так.

Илл. 7.2. Карта, отражающая ответы на наш электронный опрос о наличии или отсутствии в домохозяйствах пещерных кузнечиков. (Карта составлена Лорен М. Николс, источник данных: M. J. Epps, H. L. Menninger, N. LaSala, and R. R. Dunn, «Too Big to Be Noticed: Cryptic Invasion of Asian Camel Crickets in North American Houses», PeerJ [2014]: e523.)

Одно из возможных объяснений состояло в том, что наши корреспонденты просто не очень внимательно обследовали собственные дома. Вероятно также, что они путали кузнечиков с тараканами (или наоборот), или жители северо-запада боялись присмотреться к ним повнимательнее, а может, в некоторых регионах так мало подвалов, что отсутствуют пригодные для кузнечиков местообитания. Или все это вместе. На деле оказалось, что ни один вариант не был верен.

Примерно в то же время в моей лаборатории появилась Эм-Джей Эппс, новый постдок. Эм-Джей — Мэри Джейн, хотя подозреваю, что свое полное имя она слышала только во время ссор с матерью. Эм-Джей — невероятно одаренный натуралист и эколог. Она разбирается в жуках. Она разбирается в грибах. Она разбирается в деревьях[167]. Казалось, кому как не ей заняться тайной пещерных кузнечиков. Я попросил ее разобраться с этим. Эм-Джей, в сотрудничестве с Ли Шелл, задача которой состояла в привлечении публики к участию в наших проектах, просила людей сделать фотографии «пещерных кузнечиков», скачущих по ночам в их подвалах.

В период с января 2012 по октябрь 2013 г. мы получили фото, сделанные в 164 домах. На некоторых из них мы увидели липкие ловушки с множеством мертвых кузнечиков на них. Что было изображено на других, мы вообще не могли понять. Но на 88 % снимков наблюдалось одно и то же: сюрприз. На них можно было видеть одну или несколько особей Diestrammena asynamora, гигантской разновидности японского пещерного кузнечика, встречающегося на территории Соединенных Штатов, но не в жилых домах. Странная карта, которая у нас получилась, нашла свое объяснение. Она не соответствовала нашим ожиданиям потому, что мы картировали распространение не аборигенных кузнечиков, а чужеродного вида, вселившегося в страну позднее, чем составлялись ранее опубликованные карты.

Просмотрев музейные энтомологические коллекции и все доступные старые статьи и отчеты, мы пришли к выводу, что японские кузнечики появились в Америке не менее ста лет назад. В Соединенные Штаты было интродуцировано немало животных, родина которых — умеренные зоны Японии и Китая. Часто их называют «японскими» — исключительно из-за того, что в Японии они лучше изучены, чем в Китае. Необходимо и непременно будет проведено генетическое исследование, чтобы выяснить, где родина этих кузнечиков и как они попали в Северную Америку. Однако, пока мы этого не сделали, сложно реконструировать процесс их расселения по Северной Америке. Судя по всему, попав в США, насекомые длительное время жили только в теплицах и оранжереях (поэтому их называют также оранжерейными), а в жилые дома они вселились сравнительно недавно. Их могли видеть самые разные люди, включая тысячи профессиональных ученых. И все же их нашествие осталось никем не замеченным. Что помогло японским пещерным кузнечикам обосноваться в человеческом жилище, неизвестно. Возможно, у них возникли новые признаки, позволяющие приспособиться к жизни в более сухих и прохладных помещениях. Или же насекомым понадобилось значительное время, чтобы распространиться по стране, расселяясь из подвала в подвал.

Оказалось, что Diestrammena asynamora не единственный вид азиатских кузнечиков, вселившийся в дома. Внимательно рассмотрев присланные фотографии, мы обнаружили на них еще одного представителя того же рода — D. japonica, тоже, вероятно, японского происхождения.

Илл. 7.3. Пещерный кузнечик Diestrammena asynamora в подвале одного бостонского дома. (Фото: Петр Наскрецки.)

Когда Эм-Джей определила, какие именно виды пещерных кузнечиков встречаются в подвалах, ей захотелось понять, сколько их там. Вместе со студентом, которого звали Натан Ласала, она обследовала популяции кузнечиков в десяти домах, расположенных здесь же по соседству, в городе Роли. Задачей Натана было расставить ловушки (пластиковые стаканчики, точно такие, какими студенты колледжей играют в «пиво-понг») на различных расстояниях от домов, где были зарегистрированы насекомые. Таким образом мы рассчитывали определить, насколько они могут удаляться от своих убежищ. Мы надеялись, что студенты колледжей не станут подбирать эти стаканчики или — уж не знаю почему возникло это опасение, но оно пришло на ум каждому из нас, — мочиться в них. Нам еще предстояло придумать, как заманить кузнечиков в эти ловушки. Я не знал, как это сделать, но у Эм-Джей ответ был готов. Как современная Пеппи Длинныйчулок (только не со шведским, а с аппалачским акцентом) она рассмеялась и сказала: «Все знают, что кузнечиков очень легко ловить на патоку!» Положим, я точно не входил в число этих самых «всех», но Эм-Джей оказалась права. Она велела Натану наполнить пластиковые стаканчики патокой, и в них в самом деле стали попадаться кузнечики, причем по мере удаления от домов их становилось все меньше. Имея такие данные и зная, какой процент домов заселен насекомыми, Эм-Джей и Натан смогли получить грубую оценку общей численности пещерников (Diestrammena asynamora) на востоке США (при условии, что полученные нами сведения об их образе жизни характерны для вида в целом, что представляется вполне допустимым). Полученное ими число, которое я считаю даже заниженным, оказалось вопиющим: 700 млн пещерных кузнечиков — почти миллиард животных размером с большой палец проживали в наших домах никем не замеченными.

Вы только вдумайтесь! Два вида весьма крупных насекомых незаметно вселились в наши жилища прямо у нас под носом. Что тогда говорить о нашей способности отслеживать более мелкие виды и их перемещения. Не могу сказать наверняка, но, скорее всего, они тоже расселяются незаметно для всех. Эм-Джей взялась за подготовку научной статьи о пещерных кузнечиках. Для нас это стало значительным открытием. Два крупных и практически неизученных вида насекомых живут под одной крышей с нами в течение нескольких лет (если не десятилетий), и никто об этом не подозревает! Мы чувствовали себя как братья Бегуаны, если не считать того, что вместо пещеры, полной чудес, мы спустились в обычный городской подвал. И, подобно этим трем братьям, мы не собирались останавливаться на достигнутом.

ОТКРЫТИЕ, что почти миллиард японских кузнечиков, каждый величиной в дюйм, живет незамеченным в наших домах, меня несколько ошеломило. Нетрудно догадаться, что произошло. Представьте, что вы — обычный человек, не ученый — обнаруживаете в своем подвале подобную тварь. Наверняка вы решите, что уж ученые-то точно знают, что это такое. Если вы ученый, но не специалист-энтомолог, то в подобной ситуации вы скорее всего предположите, что энтомологи точно знают, что это такое. Если вы энтомолог и находите у себя дома такое насекомое, вы предполагаете, что специалисты по пещерным кузнечикам точно знают, что это такое. Но на деле сейчас в мире есть только два таких узких специалиста, и в их домах нет пещерных кузнечиков. Я задумался: правда ли это явление — представление, что знает кто-то другой, — больше связано с присутствием дома, чем где-то еще? Дом — это место, где мы стараемся держать под контролем все происходящее, место, где не должно быть никому не известных вещей. Если это верно, то здесь не только можно сделать немало удивительных открытий, но и узнать нечто новое, что напрямую затрагивает жизнь множества людей.

Как же проверить мою идею о феномене, который я назвал «синдромом дальнозоркого эколога»? Можно, например, просмотреть музейные коллекции насекомых и узнать, где были найдены представленные в них экземпляры. Когда я сделал это, оказалось, что экологи и в самом деле не очень склонны собирать насекомых в плотно заселенных людьми местах. Если они все же делают это, то их внимание в основном ограничено небольшим числом конкретных видов. Например, почти все энтомологические коллекции на Манхэттене за последние два десятилетия — из Центрального парка, и представлены в них в основном медоносные пчелы, тли и почвенные клещи. Впрочем, это могло объясняться бедностью фауны в самых заселенных местах Манхэттена. Однажды я имел возможность обсудить это с Мишель Траутвейн и ее мужем Ари Лита, пригласившими нас с женой к себе на ужин. Это мои близкие друзья, а Мишель, кроме того, — одна из ведущих мировых экспертов по эволюции мух. Это было как раз тогда, когда мы начали разбираться с историей пещерных кузнечиков. Мы с Мишель размышляли о том, какие виды членистоногих можно найти в домах Нью-Йорка или Роли, если хорошенько их обследовать. Не выпуская из рук своих бокалов, мы переходили от одного подоконника к другому в поисках насекомых. Мы увидели несколько различных пауков, немного высохших мух и даже пару видов жуков. Ни я, ни она не знали, что это за виды, но думали, что кто-то другой должен это знать. Похоже, что мы тоже подвержены синдрому дальнозоркого эколога! Конечно, при желании мы могли бы определить всех найденных животных. А еще лучше было бы обследовать сразу несколько домов в поисках скрывающихся в них членистоногих. Мы предполагали, что их окажется немало, возможно сотни видов. В этот поздний час насекомые стали для нас прекрасным поводом задуматься о величии мироздания и о перспективах нового исследовательского проекта. Время для этого было самое подходящее: Мишель как раз начинала собственную программу исследований в Музее естествознания Северной Каролины, в рамках которой можно было бы обследовать фауну членистоногих жилых домов и определить, какие виды в ней представлены. Мы подняли бокалы за здоровье насекомых и вернулись за стол к нашим «половинам» продолжать разговор о судьбах мира.

Далеко не всякая идея, которая кажется гениальной за вечерней выпивкой, сохраняет свое очарование наутро. Тем не менее на следующий день мы не остыли, однако возникли некоторые проблемы. Начать с того, что все энтомологи, которых мы посвятили в нашу затею, нашли ее скучной. Студенты, которых мы пытались привлечь в помощники, как правило, отказывались; куда интереснее на их вкус было поехать в тропические леса. Один мой друг заметил, что если мне так хочется отыскать несколько новых видов, то проще отправиться в джунгли и собрать насекомых с первого попавшегося бревна. «Старик, не трать свое время на подоконники и кухни, махнем лучше опять в Боливию!» В минуты, когда нами владело оптимистическое настроение, мы с Мишель думали, что все они ошибаются. Но порой нас тоже грызли сомнения. Возможно, пещерные кузнечики — всего лишь странное исключение. Но, несмотря ни на что, мы продолжали двигаться вперед.

Одна из потенциальных сложностей, связанных с нашей задачей, состояла в идентификации видов, которые мы будем собирать. Я мог распознавать муравьев. Мишель, как специалист по мухам (сейчас она курирует коллекцию этих насекомых в Калифорнийской Академии наук), могла установить разновидность мух. Но остальное было невозможно без помощи соответствующих специалистов. Сколько же всего их понадобится? На тот случай, если нам попадется вид, который сложно определить, мы пригласили Мэтта Бертона. Мэтт — энтомолог из энтомологов, необычайно талантлив в идентификации насекомых и делает это с большим удовольствием при условии, что может никуда не торопиться и следовать собственному графику. Он согласился с нашим планом, не преминув заметить, что ничего особенного мы не найдем. По мере того как наш проект приобретал конкретные очертания, в команду вливались новые люди, каждый со своей научной специализацией и навыками. Поскольку нам не удалось привлечь волонтеров, участники проекта получали деньги, за то что ходили из дома в дом, ловили, считали, рассортировывали и идентифицировали различных букашек. Я не был уверен, что эти усилия полностью оправданны. Возможно, мы переоценили значимость своего проекта. Сколько видов вообще мы могли бы найти в домах? Однажды мне приснился сон, в котором мы обследовали десяток домов, но нашли в них только шесть тараканьих ножек, домашнего богомола и гигантскую вошь размером с кролика, которую так и не удалось поймать. Это был странный сон, не предвещавший ничего хорошего.

Наша команда заявлялась в дома, увешанная разнообразными приспособлениями для собирания насекомых. Морилки. Сачки. Блокноты. Эксгаустеры{15}. Ручные лупы. Портативный микроскоп. Фотокамеры. Все это напоминало своего рода энтомологический цирк, не хватало только шпагоглотателя и циркового оркестра для настроения[168]. Если бы мы преуспели в поисках интересных видов, этот парад людей и приборов стал бы прекрасным началом. Само собой, в противном случае, это выглядело бы глупо и помпезно.

В это время я вместе со своей семьей находился в Дании, пытаясь убедить Датский музей естествознания провести аналогичное обследование домов в этой стране. У меня ничего не вышло: все считали, что мы ничего не найдем. Возможно, в отместку за мое отсутствие в Роли коллеги решили начать программу обследований именно с моего дома. Мэтт, Мишель и остальные с трудом преодолели ступени на моем крыльце. После этого им предстояло обойти еще 49 домов в Роли, а потом и другие, в разных уголках мира.

Илл. 7.4. Мэттью Бертон, энтомолог и гуру по идентификации насекомых, собирающий членистоногих в закоулках одного из обследуемых домов (и одновременно делающий снимок). (Фото: Мэттью А. Бертон.)

Во всех домах, включая мой, команда проверила одно за другим все помещения. Полное обследование могло продолжаться до семи часов. Даже в тех домах, где было сравнительно мало насекомых, они обнаруживались в каждой комнате. Членистоногие прятались по углам. Сидели в раковинных стоках. Конечно, исследователи не просматривали в поисках живых существ книги страница за страницей, но были близки к этому. Подоконники и светильники оказались настоящими усыпальницами для насекомых. Пространства под кроватями и за унитазами тоже часто дарили нам открытия (иногда не очень приятные). Каждое встреченное членистоногое, живое или мертвое, помещалось в пробирку или баночку. Владельцы домов с изумлением смотрели, как эти сначала совершенно пустые или наполненные прозрачным этанолом сосуды постепенно чернели от все новых тел, ног и крыльев. Эти темнеющие пробирки были хорошим знаком (для нас, по крайней мере; эмоции жильцов дома были более противоречивыми). Сбор и учет всего этого разнообразия, а также определение в лаборатории, что именно найдено, продолжались много месяцев. Состав команды сборщиков постоянно менялся, ни один из участников проекта не побывал во всех обследованных домах, и составить полное представление было трудно.

Когда я писал Мишель из Дании и спрашивал, как идет сбор материалов, она напоминала мне, что идентификация требует времени, а Мэтт работает лучше, когда его не торопят. Мишель призывала меня быть терпеливым (прекрасно зная, что это бесполезно). По ее словам, команде удалось собрать гораздо больше экземпляров, чем мы рассчитывали (впоследствии выяснилось, что всего было собрано более 10 000 особей). Каждый экземпляр (или даже фрагмент тела животного) нужно было вынуть из пробирки, выписать на него этикетку и определить его видовую принадлежность. Для этого Мэтту приходилось не только тщательно рассматривать насекомое целиком, но часто исследовать отдельные органы, строение которых позволяет отличить один вид или род от другого. У каждой группы свои характеристики. Например, некоторые виды муравьев отличаются по числу сегментов в их антеннах, а вот для идентификации жуков-щелкунов бывает необходимо тщательно исследовать волоски, покрывающие их тело, и форму пениса[169]. Иногда даже этого было недостаточно, и Мэтт посылал собранные экземпляры для определения узкому специалисту, изучающему конкретную группу насекомых. Так было, например, с мушками, обитающими в раковинных стоках. Такой узкий специалист мог жить в Огайо, Словакии или Новой Зеландии, так что на пересылку материалов приходилось тратить дополнительное время. Бывает, что только один человек на свете детально знает какую-то группу насекомых. В таких случаях Мэтт очень подробно этикетировал экземпляры, тщательно их упаковывал и отправлял для последующей идентификации, что могло занять недели, а иногда (если нужный специалист очень занят) даже десятилетия (некоторые из собранных нами экземпляров до сих пор ждут своей очереди). Многие зоологи-систематики, размышляя о собственной смерти, боятся умереть в окружении бесчисленных баночек и пробирок с видами, которые они так и не успели определить[170].

И вот, наконец, были обработаны материалы, собранные в первом доме — им оказался мой дом. В них оказалось не менее сотни видов различных членистоногих. Я пишу «не менее сотни», так как некоторых насекомых не удалось распознать — либо из-за того, что нет ни одного специалиста, способного сделать это, либо из-за их плачевного состояния (отсохшее крыло, пара конечностей сломана, единственный фасеточный глаз). Сотня видов! Это было невероятное число — в 10 или 20 раз превосходившее все прогнозы профессиональных энтомологов. Еще удивительнее было то, что первый же дом, мой дом, оказался вполне типичным. Почти во всех обследованных позднее домах тоже нашлось примерно по сотне различных видов членистоногих, принадлежавших более чем 60 семействам. Иногда мы регистрировали и большее число видов, до 200. Город Роли в этом отношении тоже не представлял исключения. В течение нескольких последующих лет мы обнаружили примерно такой же уровень видового богатства в домах Сан-Франциско и Швеции; сходные результаты принесло более обширное (хотя и менее интенсивное) обследование, при котором мы выявляли разнообразие членистоногих путем анализа ДНК, содержащейся в домашней пыли[171]. Дома в Перу, Японии и Австралии были населены еще более разнообразной фауной. Всего в обследованных домах мы зарегистрировали несколько тысяч видов членистоногих. Если взять только пробы из Роли, то в них были представители 304 семейств артропод. Семейство — это таксономическая единица, более древняя и большая по объему, чем род (род старше вида, подсемейство старше рода, а семейство старше подсемейства). К примеру, все найденные нами муравьи принадлежали к одному подсемейству, Formicinae. Кроме них, в домах представлены еще 300 с небольшим семейств, таких же уникальных и древних, как муравьи. Выходит, что прямо перед нашими глазами существует, оставаясь незамеченным, совершенно особый животный мир. Эти существа не были микроскопически малы, но люди их упорно не видели. Оглянитесь вокруг себя. Какими бы непроницаемыми ни были ваш дом или квартира, в них обязательно присутствуют членистоногие. Посмотрите внимательнее — они здесь. Обещаем. Если хотите, отложите книгу и отправляйтесь на охоту. На вашем месте я бы начал с осмотра подоконников и светильников.

Следующий вопрос, который обязательно задают: каких именно членистоногих мы встретили? Во-первых, мы нашли множество различных представителей отряда двукрылых насекомых, сотни видов, в том числе до сих пор неизвестных науке. Комнатные мухи, плодовые мушки, мухи-горбатки, мошки (кровососущие и некровососущие), москиты, малые комнатные мухи, падальные мухи, комары-хаобориды, мухи-береговушки. Добавьте к этому грибных комариков, бабочниц, мясных мух. А также долгоножек, зимних комаров и очень мелких черных муравьевидок. И мух-зеленушек. И навозных мух. В общем, если вы увидите у себя дома парочку мух, то, скорее всего, они относятся к двум разным видам. И, черт возьми, если вы увидите десять мух, то, скорее всего, они принадлежат пяти разным видам. На втором месте по разнообразию после двукрылых оказались пауки (домовые пауки, пауки-волки, пауки-анифениды, пауки-скакуны, пауки, плюющие ядом в своих жертв, и многие другие), а затем следовали жуки, муравьи, осы, пчелы и другие перепончатокрылые. Даже многоножки оказались довольно разнообразными. В нашей коллекции они были представлены пятью разными семействами. Водились в домах Роли и тли, и особые осы, откладывающие свои яйца в этих тлей (и другие осы, паразитирующие на осах, откладывающих яйца в тлей)[172]. Были там и осы, откладывающие яйца в тараканов, совсем маленькие осы, безвредные для человека, но способные ловко ввести свой напоминающий жало яйцеклад в оотеку{16}, отложенную тараканом, и поместить свои яйца рядом с маленькими тараканчиками, которые будут съедены вылупившимися личинками. Наблюдая все это разнообразие, вы видите, как писала Энни Диллард, «курьезные формы, какие могут принимать мягкие протеины, проникаетесь их реальностью и приветствуете их». Я тоже проникся их реальностью и приветствовал их как ближайших соседей, моих и ваших.

Сначала энтомологи предсказывали, что нам не удастся найти в домах много видов насекомых. Когда мы обнаружили тысячи видов, энтомологи стали доказывать, что всех их туда «занесло». Жилые дома, уверяли они, не что иное, как огромные световые ловушки, привлекающие всех окрестных насекомых. Во время доклада одного из наших коллег кто-то сказал: «Ну и что с того, что вы нашли там все эти виды? Это ни о чем не говорит». Ученые бывают большими мастерами таких пассивно-агрессивных потасовок. Трудность состояла в том, как доказать, что найденные нами виды — постоянные обитатели человеческого жилища. Первым делом мы постарались установить, какие из зарегистрированных в домах видов встречаются там не случайно, а на протяжении долгого времени — в течение недель, месяцев и лет. С удвоенной энергией мы рылись в научной литературе в поисках отчетов о подобных исследованиях в других регионах. Это дало бы нам ценный материал для сравнения. Прошло немало времени, пока нам не удалось отыскать две подходящие статьи. В одной из них описывались пауки, живущие в курятниках на Украине, а также видовой состав жертв, угодивших в их паутину. Из семи наиболее обычных видов пауков, обнаруженных на Украине, как минимум четыре были найдены и в Роли (авторы не смогли найти специалиста, способного идентифицировать пойманных пауками насекомых). Это позволяло утверждать, что данные виды — типичные обитатели человеческих построек и могут быть найдены в домах по всему миру. Второе исследование было проведено археологом Евой Панагиотакопулу.

Илл. 7.5. Доля представителей разных классов членистоногих в домах Роли. (По материалам Мэттью А. Бертона.)

У Евы необычная археологическая специальность: она изучает насекомых, живших в древних постройках. Кто-то хотел бы быть мухой на стене в те времена, запечатлевая историю. А вот Ева и ее коллеги хотят знать, была ли на стене эта самая муха. Ева изучала членистоногих в раскопанных археологами домах древнего Египта, Греции, Англии и Гренландии. Это позволило ей получить представление о том, какие виды жили под одной крышей с человеком и как они распространялись вместе с ним по планете. Конечно, она не может исследовать всех членистоногих, водившихся в этих древних постройках; ее добычу составляют лишь относительно немногие формы, сохраняющиеся в виде взрослых особей (например, жуки) или куколок (например, мухи). Открытое Еве «окно в прошлое» гораздо ýже, чем то, что доступно исследователю современных насекомых, но зато это окно позволяет ей смотреть сквозь время и пространство.

Членистоногие, которых Ева и ее коллеги обычно находят при раскопках древних домов, как правило, связаны с человеческой пищей (жуки, питающиеся зерном и мукой или грибами, которые растут на этих продуктах), отходами (навозные и падальные жуки) и всяческими проявлениями человеческой жизни. Почти все виды артропод, связанных с едой, которые Ева нашла в древних жилищах (например, дома в древнеегипетском городе Амарне, возведенные около 1350 г. до н. э.), встречаются также в домах в Роли. Виды, живущие на человеческом теле или нечистотах, тоже найдены и там и там. Хотя каждый вид из этого списка по-своему уникален, существуют определенные общие закономерности. Попадая в жилые постройки из окружающей среды, членистоногие находили в них богатые пищевые ресурсы. Человек непреднамеренно перевозил их с места на место вместе с продуктами, стройматериалами, а нередко и на самом себе. Так было с комнатными мухами, плодовыми мушками, некоторыми видами жуков-кожеедов и тараканов. Библия рассказывает, как Ной поместил в свой ковчег львов, тигров и прочей «твари по паре». В реальной истории человеческих путешествий люди перевозили с собой «по паре» разных насекомых. За сравнительно короткое время вслед за человеком они заселили разные континенты[173]. В руинах одного флигеля в Бостоне, построенного около 1650 г., были найдены шар для боулинга, фарфор, туфли, а также не менее 19 видов домовых жучков, к тому времени уже завезенных из Европы[174].

Мы сравнили данные, полученные нами в Роли, с результатами, опубликованными Евой и ее коллегами. По нашей оценке, не менее ста, а может быть, и трех сотен видов членистоногих проделали далекий путь с Ближнего Востока или из Африки, чтобы обосноваться в домах Роли (и почти во всех остальных населенных пунктах Северной Америки). Впрочем, некоторые из найденных нами артропод, например некоторые кожееды, были коренными американцами. Возможно, они встречались в жилищах индейцев еще до прибытия европейских колонизаторов. История расселения некоторых насекомых была еще сложнее. Возьмем для примера человеческую блоху. Судя по всему, этот паразит перешел на людей с морских свинок, распространился в человеческой популяции Анд, а потом перебрался в Европу и на Ближний Восток, вероятно вместе с вывезенными мехами[175]. Короче говоря, в обследованных нами помещениях обнаружились сотни видов членистоногих, проживших вместе с человеком достаточно долго, чтобы выработать определенные адаптации для домашнего существования. Они встречаются в самых разных странах и у самых разных народов (неважно, замечают их там или нет), и эти виды более свойственны человеческой истории, чем, скажем, демократия, канализация или изящная словесность.

Вдобавок к тем видам, что адаптировались к жизни в закрытых помещениях (и которых мы встречаем в самых разных регионах и в самые разные исторические эпохи), в ходе исследования нам попалось много существ, явно проникших в дома из внешней среды. Некоторые из этих непрошеных гостей забираются туда в поисках корма, например муравьи-воришки Solenopsis molesta. Другие виды просто следуют за теми организмами, с которыми связаны. Таковы самые маленькие в мире сверчки из рода Myrmecophilus — сожители муравьев; они иногда встречались нам в домах, заселенных муравьями. В одном доме, где были термиты, Мэтт Бертон нашел личинку бородатой сетчатокрылки. Этот редкий вид живет в термитниках и выделяет из своего ануса «токсичное вещество в парообразной фазе»[176], парализующее термитов, которыми сетчатокрылка питается. Еще одна из усмешек природы. Другие виды «диких» членистоногих, найденные нами, оказались в домах, просто заблудившись, — это многие виды тлей, к примеру, или ос, откладывающих яйца в этих тлей, или ос, откладывающих яйца в ос, поражающих тлей. Еще мы встретили медоносных пчел, одиночных пчел и шмелей. Хотя эти насекомые залетают в дома чисто случайно, их присутствие там может рассказать кое-что о домах и нашей жизни. Они дают представление о биологическом разнообразии насекомых в садах, а также о растениях и других видах, от которых зависят эти насекомые. Впрочем, отсутствие этих перепончатокрылых является не менее красноречивым показателем.

О многих видах артропод, найденных в ходе нашего исследования, неизвестно практически ничего. Мы не знаем, чем они питаются, где их родина и кто их ближайшие родственники. Встретив их у себя на кухне, вы окажетесь примерно в том же положении, что и я, когда в свой 21 год наблюдал различных насекомых в джунглях Коста-Рики. Если вы замечаете какое-то насекомое в коста-риканском тропическом лесу, то можете быть почти уверены, что этот вид очень слабо изучен или вообще никогда не изучался и любое наблюдение над его биологией будет новым для науки. То же касается и членистоногих, живущих с нами под одной крышей, и в этом мы все больше убеждаемся. Впрочем, существует одно различие. Тысячи ученых и миллионы обычных людей наверняка их видели, но никто не обратил на них ни малейшего внимания. В одном из недавних исследований 30 новых для науки видов мух семейства Phoridae (горбатки) было найдено в самом центре Лос-Анджелеса[177]. Продолжив поиски, исследователи обнаружили там еще 12 видов горбаток[178]. Еще один источник неизвестных животных обнаружился на другом конце Америки, в Нью-Йорке. Здесь были открыты: новый вид лягушек (Rana kauffeldi), новый вид пчелы (Lasioglossum gotham) и карликовая многоножка (Nannarrup hoffmani)[179]. Затем новый вид мухи[180]. Хотя эти открытия были сделаны не в жилых домах, они хорошо подтверждают мою мысль. Нас окружает мир неведомых существ, многие из которых вполне заметны, но чем больше они бросаются нам в глаза, тем меньше мы о них знаем. Я подозреваю, что среди найденных нами членистоногих тоже есть новые виды, но, чтобы убедиться в этом наверняка, нужно подтверждение экспертов по конкретным группам насекомых — по молям или многоножкам-костянкам. Но нередко случается, что таких экспертов просто не существует…

Главный урок, который я вынес из нашего проекта, состоит в том, что, если вы встречаете у себя дома какое-нибудь членистоногое, вы должны его исследовать. Должны обратить на него внимание. Не рассчитывайте, что кто-то другой уже сделал это до вас. Делайте рисунки. Делайте фото. Возьмите лупу, посмотрите, что вы видите, и запишите в блокнот свои наблюдения. Если вы заметите что-то интересное, поступайте как Левенгук: с помощью доступных вам средств попытайтесь определить, что за тварь перед вами и чего от нее можно ожидать. Напишите письмо какому-нибудь ученому. Средства для идентификации видов, доступные среднестатистическому человеку, в наши дни лучше, чем когда-либо; это же относится и к коммуникации с учеными. Антони ван Левенгук, работая в одиночку, едва ли не ежедневно открывал новые виды организмов и новые природные явления. Еще большего можно добиться, если объединять усилия с другими. Порой у нас нет самых элементарных знаний об обитателях наших домов, к примеру кто кого ест. Отмечайте, какую добычу ловят пауки, притаившиеся в углах вашего жилища. Или, поймав какое-нибудь членистоногое, поместите его в террариум, чтобы выяснить, как оно кормится или спаривается (именно так писательница Сью Хаббелл документировала неизвестные ни одному энтомологу подробности половой жизни пещерных кузнечиков). Я все больше убеждаюсь не только в том, что в наших домах таятся открытия о животном мире, но и в том, что именно там они наиболее вероятны. Но даже сейчас, после всей проделанной нами работы, после того, как мы, обследуя дома, обнаруживали сюрпризы один за другим, когда я упомянул об этом, Мишель Траутвейн сказала: «А ты не думаешь, что открытия ждут нас повсюду, а не только в домах, где нам пришлось работать?» Я не могу быть в этом полностью уверен, но, возможно, в ее словах что-то есть. Мы так мало знаем об окружающих нас животных, что некоторые невероятные находки могут ожидать нас в нашей собственной спальне.

Многие энтомологи воображали, что в человеческом жилье обитает очень мало видов насекомых, причем в основном это насекомые вредные. Однако реально проблемные виды, вроде комнатных мух, переносящих фекально-оральные патогены, тараканов-прусаков, способствующих развитию аллергии, или термитов, разрушающих деревянные постройки, в обследованных нами домах встречались довольно редко. Вместо этого мы, подобно братьям Бегуанам, натыкались на комнаты, полные тайн. Мы натолкнулись на огромное разнообразие мелких насекомых — прекрасное и возвышенное проявление древней истории животного мира.

Да, я нахожу эстетическую ценность в тех видах животных, что шныряют повсюду в наших домах. Вы не обязаны со мной соглашаться. И мне вас не убедить! Да и какое я имею право? Почему, собственно, вы должны находить красоту в существах, которых многие люди считают неприятными и даже отталкивающими? Раздумывая над этим, я вспомнил один очерк из книги, написанной Хэрри Грином, специалистом по биологии змей[181]. Грин задавался тем же вопросом, но применительно к змеям. Вслед за философом Иммануилом Кантом он различает две эстетические категории, применимые к природным объектам: прекрасное и возвышенное[182]. Мы испытываем чувство прекрасного при виде яркого птичьего оперения, слушая пение одинокой цикады или наблюдая, как всплывает из морских глубин кит. На восприятие прекрасного влияют наши органы чувств и принадлежность к определенной культуре, но не интеллект. Недавно я разглядывал в микроскоп чешуйки крыла зерновой моли и восхищался их красотой. Такие же чувства у меня вызывает паутина над входной дверью моего дома и даже усики комара. Возвышенное, однако, — это нечто другое, это эстетическая оценка, выходящая за пределы созерцания букашки или птицы, когда наблюдение помещается в более широкий интеллектуальный контекст. Звездное небо прекрасно потому, что приятно для наших глаз, но возвышенность этого зрелища в том, что мы осознаем, как грандиозна Вселенная, и понимаем, что каждая из множества светящихся точек — это звезда, во многом напоминающая наше Солнце. Братья Бегуаны были потрясены красотой открытой ими пещеры, но чувство возвышенного, выросшее из понимания того, какое значение она имеет в истории первобытного искусства, заставила их, особенно Луи, посвятить большую часть своей жизни исследованиям пещер. Точно так же крылышки зерновой моли сами по себе прекрасны, но знание, что именно это насекомое пересекало Атлантику на кораблях Колумба, плодилось и размножалось в древнеримских амбарах и, вероятно, было известно еще жителям Древнего Египта, вызывает возвышенные чувства. Такой же трепет у меня вызывает мысль, что похожие истории были и у всех других видов, живущих в наших домах, только истории эти еще не написаны. По моему мнению, это не менее удивительно и волнующе, чем осознание грандиозности Космоса. Я не перестаю испытывать это чувство с тех самых пор, когда впервые отправился бродить по тропическому дождевому лесу Коста-Рики. Для меня чувства прекрасного и возвышенного, которые пробуждают членистоногие, живущие в наших домах, — достаточный повод, чтобы наблюдать их, заботиться о них и в некоторых случаях оберегать от исчезновения. Но и тут вы можете возразить: мол, вам-то какая польза от всех этих непрошеных гостей? Если так, то вы не оригинальны.

Глава 8. Какая польза от пещерного кузнечика?

В доме удача.

Посиди же, муха, на рисе

Еще немного.

Кобаяси Исса{17}

Начиная писать о пещерных кузнечиках и других членистоногих, живущих в наших домах, мы с сотрудниками лаборатории были невероятно воодушевлены. Мы обнаружили огромное богатство видов, материал для будущей многолетней работы сотен исследователей. В порыве энтузиазма мы предвкушали, как сделаем наши результаты доступными не только ученым, но и широкой публике и что обычные люди, узнав о них, будут поражены не меньше нашего. Мы надеялись, что тысячи восьмилетних мальчиков и девочек, вдохновленных нашими открытиями, примутся обследовать свои дома в поисках никому не известных созданий. До некоторой степени так оно и получилось. Надеюсь, что этот интерес не угаснет, и сегодня наша работа в немалой степени посвящена попыткам пробудить у детей и их родителей интерес к изучению живых существ, окружающих человека. Но не у всех людей наши открытия вызвали ответный энтузиазм. Некоторые даже спрашивали: «Ну, хорошо, а как от них избавиться?» Или еще чаще: «А какая вообще от них польза?»

Для эколога слышать рассуждения о пользе видов — настоящая пытка. Мы отлично знаем, что в природе нет «хороших» и «плохих», «полезных» и «вредных» видов — все они просто существуют. Что бы ни говорили нам наши чувства и убеждения, синий кит не более «ценен», чем паразитирующие в нем ленточные черви, или бактерии, живущие в этих червях, или вирусы, нападающие на эти бактерии. Все эти виды возникли в ходе эволюции, как и лобковая вошь или человеческий кожный овод, личинки которого поселяются в подкожной ткани и дышат с помощью двух выставленных наружу спиралевидных трубочек. В них нет ни добра, ни зла, они просто есть.

Но, если для нас подобный вопрос не стоит (по крайней мере, в подобной форме), это не значит, что его надо отметать с порога. Давайте лучше переформулируем его так, чтобы он стал значимым и интересным. Например, мы можем спросить: «Какое значение этот вид может иметь для человеческого общества и как экология и эволюционная биология помогают это узнать?» На такой, слегка скорректированный (и чуть более многословный) вопрос ученые могут попытаться ответить. Как выяснилось, многие виды членистоногих, живущие по соседству с нами, полезны.

Я уже рассказывал, какими ценными для нашего здоровья и благополучия бывают некоторые организмы, встречающиеся у вас дома. Но многие другие виды могут приносить косвенную пользу, в том числе и для отдельных отраслей хозяйства. Возьмем мельничную огнёвку (Ephestia kuehniella), небольшую бабочку, которая иногда изобилует на кухнях и в пекарнях. У этого насекомого есть специфический паразит — патогенная бактерия Bacillus thuringiensis, впервые найденная в Германии (конкретно в Тюрингии). Позже выяснилось, что этот микроб может быть полезен в борьбе с вредителями зерновых. Живых бактерий стали распрыскивать над полями. Потом узнали, что гены Bacillus thuringiensis можно «встроить» в геном пшеницы, хлопка или сои. Таким образом были получены трансгенные растения, способные производить пестициды для защиты от насекомых. Зерновая огнёвка пригодилась в качестве хозяина бактерии, от которой получены гены, давшие экономический эффект в миллиарды долларов.

В жилых домах встречаются десятки видов грибов рода Penicillium, в одном из которых в свое время были впервые обнаружены антибиотики. Это открытие спасло миллионы человеческих жизней. Другой представитель этого рода содержал вещества, необходимые для производства статина — первого препарата для снижения уровня холестерина. Два вида грызунов, домовая мышь и серая (она же рыжая, она же норвежская) крыса, — привычные обитатели человеческого жилья, где они находят прекрасные условия для жизни. Вместе с плодовой мушкой-дрозофилой эти зверьки оказались незаменимыми лабораторными животными для исследований по медицине и физиологии, что позволяет не проводить эксперименты на людях. Изучая их, мы познаем самих себя.

Можно привести еще много примеров, но, размышляя о полезных видах в наших домах, я пришел к выводу, что есть вещи и поважнее составления подобных списков. Может быть, стоит начать систематические лабораторные исследования способов применения различных синантропных видов? Начать, к примеру, с пещерных кузнечиков, которых мы встречаем в подвалах. Моя идея состояла в том, чтобы, опираясь на биологию этих насекомых, понять, чем они могут быть полезны человеку.

Обитатели наших подвалов — все эти кузнечики, чешуйницы и им подобные — появились там, будучи адаптированными к жизни в пещерах. Они способны усваивать самые несъедобные, на наш взгляд, виды органики, настоящий «шведский стол», состоящий из отходов цивилизации. Например, чешуйницы в подвалах могут кормиться растительными тканями, песчинками, пыльцой, бактериями, спорами грибов, шерстью домашних животных, кожей, бумагой, волокнами вискозы и хлопка. У пещерных кузнечиков, скорее всего, похожая диета[183]. В таком рационе не только отсутствуют фосфор и азот (что нехарактерно для естественных экосистем), но к тому же он крайне беден легкоусвояемым углеродом. В большинстве экосистем этот элемент усваивается растениями и фотосинтезирующими микробами из воздуха и лежит в основе цепей питания. В пещерах и подвалах света нет, фотосинтез практически не происходит, вот почему там очень мало углерода (исключение составляют пещеры, где есть колонии летучих мышей, куда углерод попадает с их пометом; но в подвалах домов нет и этого). Эволюция в подобных условиях привела к тому, что организм обитателей пещер требует сравнительно немного пищи. Пещерная жизнь поощряла эволюцию животных, лишенных глаз (формирование глаз требует больших затрат энергии), бесцветных (выработка пигмента тоже энергозатратна), с легкими и пористыми костями (у позвоночных) или тонким экзоскелетом (у некоторых беспозвоночных).

Когда я стал размышлять о возможной пользе от пещерных кузнечиков, у меня появилась идея. А что, если адаптация к пещерной жизни у таких животных, как кузнечики или чешуйницы, привела не только к утрате каких-то свойств, но и к приобретению новых? Например, к способности усваивать практически всю энергию, содержащуюся в доступной им пище. Вероятно, в их пищеварительном тракте есть особые бактерии, способные разлагать вещества, не поддающиеся пищеварительным ферментам самих насекомых. Если эта догадка верна, то есть шанс, что эти бактерии найдут применение в промышленности. Если мы обнаружим такие полезные микробы в кишечнике кузнечиков и научимся выращивать их в лаборатории, то, может быть, найдутся компании, заинтересованные в массовом культивировании этих бактерий, чтобы использовать их для утилизации трудноразлагаемых отходов, таких как пластик. А может быть, с помощью микробов эти отходы будут превращаться в энергию. Отдаленная перспектива, но, черт возьми, у меня же есть постоянный контракт!

Для проверки моей гипотезы придется провести перепись микробов, встречающихся у подвальных насекомых. Теоретически можно ожидать встретить у них три группы бактерий. Первая группа состоит из видов, случайно оказывающихся в кишечнике насекомого или на его хитиновом покрове. Эти бактерии не приносят никакой пользы насекомому, которое переносит их с места на место. Когда комнатная муха садится на какую-либо поверхность, ее лапки неизбежно покрываются бактериями. Потом эти случайные попутчики оказываются везде, где приземляется муха, где она касается поверхности, испражняется или отрыгивает[184]. Но эти транзитные пассажиры были нам совершенно неинтересны.

Вторая группа связанных с насекомыми бактерий в ходе эволюции настолько приспособилась к своим хозяевам, что не способна существовать без них[185]. В их небольших геномах остались только гены, необходимые для насекомого-хозяина, как если бы бактерия сама была его частью. Например, муравьи рода Camponotus зависят от присутствия бактерий рода Blochmannia, вырабатывающих витамины, отсутствующие в пище самих муравьев[186]. Эти бактерии, живущие внутри клеток их хозяев — жужелиц, мух или муравьев, сами по себе весьма интересны, но практически бесполезны для целей задуманного нами исследования. Почти невозможно культивировать их в лаборатории и работать с ними.

Нашим объектом должна была стать третья группа бактерий, хотя и адаптированных к жизни в организме насекомого, но сохранивших способность существовать и во внешней среде (например, в лабораторных чашках Петри или в цистернах на фабрике). Из этой группы нас интересовали только виды, способные разлагать высокоустойчивые соединения углерода. Мы предполагали, что это обычные для насекомых бактерии, но известные не везде и не всем, в том числе ученым. Словом, не слишком распространенные, но и не слишком редкие. В самый раз.

Все, что мы должны сделать, это попробовать вырастить бактерии из кишечника пещерных кузнечиков на субстрате из трудноразлагаемых веществ. Люди производят немалое число подобных соединений, многие из которых (такие как пластик) намеренно изготавливаются очень прочными. Это создает большую проблему при их утилизации, вот почему в мировом океане образовались целые острова пластиковых отходов, дрейфующие взад-вперед по волнам. В других случаях вещества-долгожители — просто побочные продукты производства. Если пещерные кузнечики помогут нам справляться с этими загрязняющими веществами, они принесут немалую пользу.

Я получил образование в области общей (а не прикладной) экологии и эволюционной биологии и даже не знал, с чего начинать подобный проект. Мне потребовалась помощь специалиста. Тогда я обратился по электронной почте к Эми Гранден, сотруднице кафедры биологии растений и микроорганизмов, расположенной в соседнем корпусе университета. Эми занимается вопросами промышленного использования микробов, взятых из естественных местообитаний. Одно из ее исследований было посвящено применению микробов, живущих в глубоководных гидротермальных источниках, для обезвреживания веществ, входящих в состав пестицидов и химического оружия[187]. Когда я спросил, есть ли у нее какие-нибудь соображения по поводу нашего эксперимента, Эми ответила: «Ну, мы можем проверить, способны ли бактерии из кишечника пещерных кузнечиков разлагать черный щелок». Украдкой от всех я загуглил, что это такое.

Черный щелок — это токсичное жидкое вещество черного цвета, которое является побочным продуктом при производстве бумаги. Это именно то, что остается после того, как дерево превращено в пачку чистой белой бумаги, готовой для загрузки в ваш принтер. Черный щелок состоит из лигнина — сложного углеродного соединения, придающего твердость древесине (именно благодаря ему ваш дом не сгнивает вскоре после постройки), в сочетании с омыляющими веществами и растворителями, благодаря которым черный щелок приобретает сильнощелочные свойства (рН около 12). По законам США это токсичное соединение нельзя сбрасывать в окружающую среду, поэтому бумажные фабрики вынуждены сжигать его, распространяя вокруг «аромат» тухлых яиц. Эми считала, что было бы очень неплохо найти бактерии, способные разлагать черный щелок, и мы принялись за дело. Стефани Мэтьюс (тогда аспирантка в лаборатории Эми, потом постдок, работала под нашим началом, а сейчас доцент в университете Кэмпбелл) получила задание изучить пробы, полученные из пещерных кузнечиков и из личинок пятнистого кожееда (Dermestes maculatus). Эти личинки питаются падалью, но известно, что они способны поедать трудноразлагаемую пищу. Стефани работала вместе с Эм-Джей. Эм-Джей разбиралась в насекомых, а Стефания — в бактериях. Казалось, все складывалось весьма удачно — все, кроме некоторых биологических реалий.

Перед началом работы Эми не предупредила меня о том, как малы шансы найти бактерии, разлагающие лигнин в составе черного щелока. Из почти 10 млн известных видов только шесть умеют это делать.

Разлагать лигнин до более простых и легкоусвояемых соединений могут некоторые грибы. Ученые называют результат расщепления лигнина грибами «белой гнилью». Именно с их участием разлагаются мертвые деревья в лесу. Если бы их не было, леса были бы завалены отмершей древесиной. Но, как ни полезны эти грибы в природных условиях, их использование в промышленности крайне затруднительно. Они образуют плодовые тела, они формируют сложные переплетения гиф, они очень медленно растут, с ними настоящая морока — так что все попытки использовать их для утилизации отходов или переработки лигнина в энергию окончились ничем. С бактериями работать не в пример легче, но по разным причинам все шесть известных их видов, способных разлагать лигнин, оказались малопригодными. Никто (кроме, как позднее выяснилось, Стефани, защитившей на эту тему диссертацию[188]) и нигде не находил грибы или бактерии, способные разлагать лигнин, входящий в состав черного щелока.

Когда Стефани и Эм-Джей приступили к работе, я рассчитывал на новое большое открытие. Если бы я тогда взял паузу и начал прикидывать, каковы наши шансы на успех, я бы счел их весьма призрачными. Но я не стал на это отвлекаться и забивать себе голову размышлениями о том, как долго нам придется ждать успеха. Эм-Джей тоже об этом не думала, а Стефани была настроена весьма оптимистично, так что мы решили попробовать.

Стефани работает быстро. Уже через несколько месяцев она получила первый результат. Она выращивала бактерии, взятые из кишечников насекомых, на разных средах. Различные виды пищи, пригодной для микробов, смешивались с агар-агаром в обычных чашках Петри, точно таких же, какие используются на лабораторных практикумах в университетах. В первой серии опытов чашки содержали целлюлозу, во второй — лигнин (без целлюлозы). Остальные чашки содержали другие виды питательных сред. В каждую чашку Петри помещали одну аликвоту (каплю точно определенного размера), взятую из суспендированного тельца пещерного кузнечика или личинки кожееда.

Стефани продемонстрировала нам полученный в чашках Петри результат. На целлюлозной среде выросло много бактериальных колоний. Все эти виды, очевидно, могли использовать целлюлозу в качестве пищи. Бумага, гипсокартон, стебли кукурузы — все это состоит из целлюлозы. Ее можно отправлять в отходы, а можно использовать в качестве сырья для получения биотоплива. Бактерии, способные утилизировать это вещество, могут принести немалую пользу, перерабатывая различный целлюлозосодержащий мусор, от кукурузных початков до туалетной бумаги, в энергию. Некоторые другие организмы тоже умеют это; какие-то уже используются в промышленном производстве, но найденные нами бактерии, возможно, перерабатывают целлюлозу быстрее и эффективнее. Это была впечатляющая, пусть и не совсем неожиданная находка.

Полученные нами данные о биологии пещерных кузнечиков, живущих в подвалах[189], позволяли надеяться, что по крайней мере некоторые из живущих в их кишечниках бактерий способны разлагать лигнин. В то время я ничего не знал об истории неудачных попыток отыскать подобные микробы. Незнание прошлого часто приводит к повторению чужих ошибок. С точки зрения истории наши шансы найти лигниноядные бактерии были ничтожны. И все же один бактериальный штамм, взятый от пещерного кузнечика, оказался именно тем, что мы искали, — эти микробы способны существовать в отсутствие другой пищи, кроме лигнина. Такую же способность продемонстрировали пять штаммов (или два вида), полученных от жуков-кожеедов. Лишь много времени спустя я вполне осознал значение нашего открытия. В двух видах насекомых мы нашли целое сообщество бактерий, разлагающих лигнин, возможно самое распространенное на планете вещество биологического происхождения. Теперь число известных штаммов лигниноядных микробов выросло вдвое, а число известных видов увеличилось на 30 %. По меньшей мере два найденных нами бактериальных вида, включая главный объект нашего внимания, микроб, родственный Cedecea lapagei{18}, оказались новыми для науки. Подведем итог. Мы обнаружили крупный и ранее остававшийся незамеченным вид интродуцированного насекомого, расселившегося по подвалам домов по всей Северной Америке. В этом насекомом оказались микробы, представляющие ранее неизвестный вид, способный разлагать лигнин.

Стефани также попыталась вырастить бактерии на питательной среде, содержащей лигнин, погруженный в щелочной раствор. Вообразите, что вы жуете древесные щепки, предварительно вымоченные в щелочи. Это не просто невкусно — после такой закуски вы лишитесь кожи. Экспериментальный раствор был таким, что большинство видов бактерий не могли в нем жить и размножаться. Большинство, но не все. Стефани нашла виды, способные существовать и в таких страшных условиях. С первой же попытки нам удалось сделать невозможное! Это была невероятная новость. Интересно, что все виды, способные разлагать лигнин, включая Cedecea lapagei, продолжали делать это и в щелочной ванне. Итак, Cedecea lapagei могли разлагать лигнин и целлюлозу, входящие в состав черной щелочи, и перерабатывать отходы в очередные бактерии, которые, в свою очередь, могли превратиться в энергию.

Получается, что изучение биологии пещерных кузнечиков и жуков-кожеедов, живущих в наших домах, привело к открытию микробов, способных превращать промышленные отходы в энергию. Наши шансы на успех изначально были малы, невероятно малы, возможно один шанс на сотню тысяч, если не на миллион. Вероятность найти сразу три лигниноядных вида была еще меньше. Но расчеты показывают, что наш успех не был обусловлен игрой случая. Да, нам повезло, но мы основывали свой поиск на знании образа жизни насекомых и поэтому могли предсказать, где нам следует искать полезных микробов. Такой подход вполне оправдал себя. Вот такую пользу приносят изучение естествознания и экологии, а также понимание эволюционных тенденций пещерных организмов.

Эми, Стефани и я продолжаем изучать, каким образом можно выращивать эти бактерии в промышленных масштабах, чтобы применять их на практике. Совместно с другими учеными мы выделили лигниноразрушающие вещества, которые секретирует одна из этих бактерий, Cedecea. Мы даже установили, какие именно гены отвечают за производство этих ферментов. Теперь мы движемся к тому, чтобы пересаживать эти гены бактериям, хорошо растущим в лабораторных условиях, и заставить их перерабатывать лигнин в больших количествах (конечно, под присмотром). Следите за новостями. Мы стоим на пороге захватывающих открытий. Итак, чтобы дать ответ на вопрос, в чем польза от живых существ, поселившихся у вас дома, надо сначала их изучить.

После открытия бактерий, расщепляющих лигнин в кишечнике пещерных кузнечиков (и жуков-кожеедов), мне казалось, что мы дали достаточно ясный ответ на вопрос о пользе рафидофоридов. Это не означает, что теперь ваши подвальные постояльцы стали более ценными, чем были раньше. Скорее я имею в виду, что все это синантропное сообщество видов, взятое в целом, может потенциально принести немало выгод человеческому обществу, и эти выгоды будут лишь расти при условии, что обитатели наших домов никуда не исчезнут и мы сможем их изучать. Но, когда я делал доклады о наших достижениях, многие высказывали мнение, что мы чисто случайно наткнулись на два полезных вида членистоногих из многих тысяч их видов, встречающихся в домах. Мы ухватили плод, висящий на самой нижней ветке. Чтобы получить полную картину, необходимо было исследовать и другие виды. Именно этим мы и занялись, решив рассматривать один за другим более изученные синантропные виды в надежде найти и им полезное применение.

Следующий шаг напрашивался сам собой: проверить другие виды насекомых на предмет наличия у них бактерий, способных разлагать промышленные отходы. Например, вполне возможно, что сеноеды{19} вырабатывают неизвестные прежде ферменты, служащие для усвоения целлюлозы. Они могли бы найти применение в производстве биотоплива. Проверить эту гипотезу несложно[190]. Другой пример — мушки, личинки которых живут в раковинных стоках и питаются пищевыми отходами, выживая в экстремальных условиях, где потопы сменяются засухой и наоборот. В одном из недавних исследований ферменты, разлагающие целлюлозу, были найдены у чешуйниц и щетинохвосток — древних насекомых, живущих в пещерах и часто встречающихся в обследованных нами подвалах[191]. Мы могли бы исследовать их либо другие виды жуков. Напомню, что два лигниноядных вида бактерий были найдены в одной особи жука Dermestes maculatus. Почему бы не исследовать это насекомое подробнее? А если заняться другими представителями семейства кожеедов? Только в одном городе Роли мы нашли не меньше 12 их видов. У каждого из них, вероятно, есть собственные уникальные микробы. Но никто и никогда не занимался этим вопросом. Уверен, что если изучить этих жучков как следует, то у них в кишечнике обязательно найдутся микробы, потенциально пригодные для применения в той или иной отрасли. На подобных исследованиях можно построить целую научную карьеру (и очень интересную).

Но, говоря по правде, после того как мы разобрались с одним из возможных применений синантропных насекомых, мне захотелось исследовать какие-то совершенно другие способы их использования. Действовать вслепую было бы смешно, но мы уже не были слепы. Мы хорошо усвоили три урока. Урок первый: если мы встречаем в своем ближайшем окружении какой-то вполне обычный вид, нельзя рассчитывать на то, что кто-то его уже изучил. Второй урок: если вы хотите понять, какую пользу может принести вид, то выяснять, на что он способен, можно, только достаточно изучив его. Это означает, что исследовать потенциальную полезность множества видов, обитающих в наших домах, а тем более в дикой природе, пока еще невозможно, так как нам неизвестно даже, чем питается большинство видов членистоногих, не говоря уже о других деталях их биологии. Третий урок, который я упорно преподаю моим студентам, заключается в том, что если экологи и эволюционные биологи не могут предположить вероятное применение того или иного вида, то и никто другой не сможет. Конечно, это скорее гипотеза, но гипотеза, которую я выдвинул на основе собственного опыта многолетнего сотрудничества с экологами.

Илл. 8.1. Мушки, живущие в раковинных стоках, — один из видов синантропных членистоногих, на который ученые обращают очень мало внимания. Взрослые насекомые выглядят очаровательно. Их личинки далеко не так симпатичны, но зато они, вероятно, содержат микроорганизмы, способные разлагать целлюлозу или даже лигнин. (Изображение сделано на основе оригинальной фотографии Мэттью Бертона.)

Идя на работу, я часто ловлю себя на том, что присматриваюсь к каждой твари, попадающейся на моем пути, соображая, какую пользу из нее можно извлечь. Так же поступают мои студенты, постдоки и сотрудники. К примеру, мы с ними раздумываем над конструкциями новых режущих устройств и щеток, вдохновляясь аналогичными механизмами у членистоногих. Возьмем зерновых жуков. Их челюсти способны пробивать твердые оболочки зерен, что кажется невероятным для такого мелкого насекомого. Отчасти им удается это делать благодаря челюстям, содержащим металл, идеально приспособленным для разрезания[192]. Форма и химический состав их челюстей подсказывают нам дизайн новых режущих инструментов. Или можно разработать целые линейки щеток нового типа. У большинства видов артропод на лапках или в других местах имеются миниатюрные щетинки, которыми они очищают глаза или иные части тела[193]. Почему бы не последовать их примеру при создании промышленных щеток или хотя бы расчесок для волос? Не будь я лысым, я бы охотно завел себе расческу, сделанную по принципу щетинок на лапке муравья.

Кроме того, мы стали обследовать синантропных членистоногих с точки зрения создания новых антибиотиков. Микробы развивают устойчивость к существующим антибиотикам быстрее, чем человечество успевает создавать новые. Может быть, в поисках новых лекарств обратиться к насекомым, например к комнатной мухе? Откладывая яйца, самка мухи снабжает их бактериями, такими как Klebsiella oxytoca. Бактерия Klebsiella производит вещества, убивающие грибы, тем самым она помогает молодым голодным мухам, конкурирующим за пищу с этими самыми грибами, выигрывать в этом соревновании. Представляется, что эта бактерия производит антибиотики, с помощью которых мы сможем контролировать численность грибов, но в этом отношении они до сих пор не исследованы[194]. И если говорить о поисках новых антибиотиков, то изучение комнатных мух будет только началом. У многих видов муравьев антибиотики секретирует ядовитая железа, расположенная внутри их брюшка. Несколько десятилетий назад были предприняты попытки выделить антибиотики из нескольких видов гигантских муравьев-бульдогов (Myrmecia spp.), живущих в Австралии[195]. Полученные вещества оказались довольно перспективными с точки зрения их применения в медицине. Когда я был студентом, я хотел тоже заняться подобными исследованиями, но оставил эту мысль в убеждении, что кто-то другой обязательно меня опередит. Прошло 15 лет — ничего нового в этой области не сделано. Теперь, в сотрудничестве с Адрианом Смитом из Музея естествознания Северной Каролины, Клинтом Пеником из Аризонского университетам и другими коллегами, я принялся за обследование муравьев, встречающихся в Роли, чтобы определить, какие их них производят антибиотики. Сначала мы предположили, что наиболее вероятные кандидаты — виды, образующие большие муравейники или живущие в почве (где они могут сталкиваться с множеством патогенов). Эта гипотеза не подтвердилась. Все виды муравьев, эффективно использующие антибиотики, оказались представителями одного рода Solenopsis, куда входят огненные муравьи{20}, а также муравьи-воришки Solenopsis molesta. Последние часто встречаются на кухнях. Мы выяснили, что они вырабатывают антибиотики, эффективно борющиеся с устойчивыми к метициллину бактериями, такими как Staphylococcus aureus и ее родичи[196]. Это значит, что в один прекрасный день муравьи, бегающие по кухне, могут спасти кого-нибудь из ваших родственников и знакомых от смертельно опасной кожной инфекции.

В то же время в ходе недавних исследований выяснилось, что строение тела некоторых насекомых, часто встречающихся поблизости от жилья, если не в самих домах, может благоприятствовать или, наоборот, мешать развитию определенных видов бактерий. На крыльях стрекоз и цикад есть миниатюрные лезвия, разрезающие микробные клетки на куски. Сегодня инженеры пытаются повторить что-то подобное при производстве антимикробных стройматериалов, так чтобы бактерия не могла выработать устойчивость к ним (трудно развить способность противостоять этому крошечному ножу). Мы же задумали нечто противоположное, а именно исследовать членистоногих, чтобы научиться создавать поверхности, благоприятные для микробов. Хитиновые скелеты многих видов муравьев представляют собой именно такие поверхности. Вдохновленные муравьями, мы начали рисовать в своем воображении, как можно моделировать пробиотическую одежду. Мы немного продвинулись в этом направлении, хотя о полном успехе говорить пока рано. В конце концов, нас чуть больше десятка сотрудников лаборатории (прибавьте к этому числу еще нескольких наших друзей), так что это уже неплохо. А представьте себе большой коллектив, целенаправленно изучающий полезные свойства синантропных видов. Целый научный институт, занимающийся исключительно подобными исследованиями. Вот о чем я мечтаю.

Илл. 8.2. Американский травяной паук из рода Agelenopsis, один из самых обычных видов пауков в североамериканских домах, снятый на пороге дома в Роли, штат Северная Каролина. Для человека не представляет ни малейшей опасности. (Фотография Мэттью Бертона.)

СРЕДИ МНОЖЕСТВА ВИДОВ ЧЛЕНИСТОНОГИХ, встречающихся в домах, наибольшую пользу нередко приносят виды, вызывающие у людей чувства отвращения или страха. Таковы пауки и осы. Эти животные выполняют очень важные экосистемные функции, как в человеческом жилье, так и вокруг него. Пауки и осы питаются вредными насекомыми, а осы к тому же «работают» опылителями. И те и другие представляют огромный интерес с точки зрения перспективных инноваций в промышленности. Человек давно уже ищет способы создавать материалы, аналогичные паучьей сети, строить здания по принципу, который мы наблюдаем у пауков, делающих яйцекладки и другие свои постройки: слой за слоем, продвигаясь изнутри. Источником вдохновения служит не только паутина; железы, выделяющие паучий шелк, служат подсказкой для новых решений в области трехмерной печати. Домовые пауки использовали эту технологию задолго до того, как она стала модной новинкой у людей. Мне кажется, что, если запереть в одном помещении на неделю десяток специалистов-арахнологов вместе с несколькими архитекторами и инженерами, в результате мы получили бы немало новых изобретений.

Осы тоже стали щедрым источником открытий для сотрудников нашей лаборатории. Как и в случае с пещерными кузнечиками, к их изучению нас подвигли задаваемые публикой вопросы. В октябре 2013 г. Джонатан Фредерик, организатор Северокаролинского фестиваля науки, спросил, не могли бы мы найти новый вид дрожжей, чтобы сварить особое фестивальное пиво. В то время в моей лаборатории был постдок по имени Грегор Янега, специалист по биомеханике клювов колибри. Он предложил обратиться за помощью к осам. Его догадка была основана на знании биологии этих насекомых, а также на результатах недавнего исследования, в котором было показано, как в виноградниках осы переносят дрожжи на виноград[197]. Дрожжевые грибы перезимовывают в кишечниках ос, а летом, когда на лозах вызревают ягоды, осы разносят дрожжи с одного виноградного куста на другой. После сбора урожая эти дрожжи запускают процесс ферментации. Судя по всему, задолго до того как люди начали производить алкогольные напитки, естественным местообитанием пивных и винных дрожжей были как раз внутренности и тела ос совершенно тех же видов, чьи гнезда можно обнаружить в домах и других постройках вблизи виноградников. Люди позаимствовали у них эти дрожжи. Впрочем, Грегор считал, что мы можем найти у ос и другие виды дрожжей, не попавших в поле зрения первых виноградарей. Поиск новых разновидностей дрожжей был хорошей идеей, но ее не так-то просто реализовать на практике. Кто же будет заниматься сбором ос, а затем извлечением из них грибов?

По счастью, в это самое время у меня в лаборатории появилась новая сотрудница, Энни Мэдден. Она уже несколько лет занималась изучением ос. В свои аспирантские годы Энни провела много часов, стоя на стремянке или вися в люльке под крышами домов, где были расположены осиные гнезда. Срезав со стены гнездо, полное сердито жужжащих насекомых, она закидывала его (поскорее) в заплечный мешок и, запрыгнув на мотоцикл, везла свою добычу в лабораторию. А еще раньше, в начале своей карьеры, Энни проводила исследования дрожжевых грибов, особенно тех, что используются в промышленности. Одним словом, если и существовал человек, способный отыскать новые виды дрожжей в осиных гнездах, то это была Энни.

Она взялась за эту работу и в итоге добилась успеха, изучая ос и родственные им виды. Всего ей удалось выявить более 100 видов дрожжевых грибов, один из которых был найден в осе, построившей свое гнездо на крыльце дома в Бостоне, где жила Энни. У этих грибов оказались удивительные свойства. Один из них позволял сварить кислый эль за месяц, а не за год, как требовалось раньше для производства этого сорта пива[198]. Пиво, сваренное новым способом, уже можно купить в магазинах. Благодаря работе Энни были найдены разновидности дрожжей, дающие новые сорта хлеба с необычным вкусом и ароматом. Почему же именно осы оказались столь полезны в этом отношении? По мнению Энни, эти перепончатокрылые ориентируются на запахи, издаваемые дрожжами, при поисках источников сахара[199]. Осы принюхиваются к дрожжам, чтобы найти сладкую пищу, а мы ищем ос, чтобы отыскать новые разновидности дрожжей. Это взаимовыгодные отношения, которые мы надеемся укрепить в самом ближайшем будущем.

В итоге оказалось, что найти применение животным, встречающимся в наших домах, не очень сложно. Несколько труднее, хотя и вполне реально, документировать полезные свойства и представить их на рынке. Имея терпение и достаточные средства, можно преодолеть все технические трудности. Возникает вопрос: почему же до сих пор так мало сделано в этом отношении? Почему до сих пор нет справочника, описывающего пользу живых существ, обитающих в наших подвалах и спальнях? Думаю, есть три причины.

Одна из причин, которую я уже обсуждал в предыдущей главе, заключается в свойственной нам слепоте по отношению к окружающим нас видам, доходящей до того, что мы смотрим на них в упор, но не замечаем. Необходимо изучать их, думать о возможности их применения. Вторая причина: хотя экологи и эволюционисты уже столетие твердят о «потенциальной экономической выгоде» от конкретных видов, никто из них не озаботился ее поисками. Все рассчитывают, что кто-то другой сделает это. Экологи ценят живые организмы за их красоту, проще говоря, за то, что они есть. При таком подходе практические соображения неизбежно остаются без внимания. В итоге мои друзья, работающие на производстве, считают мой интерес к изучению насекомых причудой, а мои друзья-экологи находят странным (если не сказать хуже) то, что я сотрудничаю с промышленностью. Нелегко делать работу, которую не ценят твои друзья. То, что ни экологи, ни специалисты по прикладной биологии не считают важным взаимодействие экологии и промышленности, составляет третью причину отсутствия полного каталога синантропных видов, а выбор видов на предмет изучения их полезности носит случайный характер. Это, конечно, ошибочный подход, иногда приводящий, как выясняется, к огромным убыткам. Мы ухлопали миллионы долларов на поиски новых противораковых средств в коста-риканских джунглях, исследуя один вид за другим. Поступать так не следовало. Мы должны были взять в проводники биологию, использовать все имеющиеся данные об экологии и эволюции тропических видов, чтобы предсказать, какие из них вероятнее всего окажутся полезными. Если мы когда-нибудь преодолеем свою ограниченность, то, опираясь на биологические знания, можно ускорить систематический поиск способов применения разных видов, эффективнее использовать придуманные самой природой инновации, а значит, больше ценить те виды вокруг нас, которые мы наблюдаем каждый день. Если меня кто-нибудь спросит, какая польза от пещерного кузнечика, осы, или даже комара, я отвечу не сразу, потому что мне надо поразмышлять о биологии видов, о которых идет речь. Подумав, я смогу выдвинуть какую-нибудь гипотезу и, вернувшись в свою лабораторию, приступить к ее проверке.

Само собой, для проведения подобных исследований мы должны постичь биологию окружающих нас видов, то есть необходимо изучить тысячи видов членистоногих, встречающихся в домах (и еще десятки или даже сотни существ помельче). Сейчас человек расселился практически по всей земле, поэтому исследование организмов, встречающихся в его жилищах, приблизит нас к лучшему пониманию жизни в целом. Впрочем, впереди у нас еще очень много дел. Я подозреваю, что не более 50 видов синантропных членистоногих (не упоминая бактерий, простейших, архей и грибов) изучены достаточно, чтобы мы могли хотя бы предположить, чем они могут быть нам полезны. В общем, завидев летающее по дому насекомое, обратите на него внимание и вместо того, чтобы спрашивать, какой в нем толк, задайтесь вопросом, что вы могли бы придумать для него. Мы сами должны максимально использовать предоставляемые эволюцией возможности, а не ждать, пока природа сделает все за нас. Конечно, мы должны и охранять окружающие нас виды, чтобы не лишиться той помощи, которую они могли бы нам оказать.

Но, если после того, как я столько рассказал о полезных видах, живущих в наших домах, после того, как вы узнали, что существованию вина и пива мы обязаны насекомым, вашей первой мыслью при упоминании синантропных членистоногих остается: «Как же мне вывести эту гадость?» — вы не одиноки. В гробнице Тутанхамона была найдена мухобойка. Очевидно, подданные фараона были уверены, что даже в загробном мире, полном роскоши и всяких удовольствий, не обойдется без комнатных мух[200]. При жизни древние египтяне тоже использовали мухобойки и пестициды растительного происхождения[201]. Каждая человеческая культура изобретала свои способы борьбы с домашними членистоногими. Мы выиграли много крупных сражений с насекомыми, включая виды, приносящие очень серьезный вред. Вывоз бытового мусора и отвод сточных вод подальше от жилья привели к сокращению численности насекомых, питающихся нечистотами и распространяющих инфекции. С помощью москитных сеток удалось заметно сократить заболеваемость малярией и спасти много жизней. Тем не менее война в целом еще не выиграна, и впереди нас ждут большие неожиданности, в основном из-за того, что те виды, с которыми люди ведут самую отчаянную борьбу, способны очень быстро эволюционировать.

Глава 9. Проблема с тараканами в нас самих

Не следует слишком часто сражаться с одним и тем же врагом, иначе он обучится у вас искусству войны.

Наполеон Бонапарт

Я почти убежден (вопреки моему первоначальному мнению), что виды (это равносильно признанию в убийстве) вовсе не неизменны.

Чарльз Дарвин{21}

Вы можете начать интересоваться жизнью насекомых вокруг вас и признать, что они очень забавны, плохо изучены и, вероятнее всего, приносят не вред, а пользу. А можете объявить им войну. Современная борьба с насекомыми основана на применении химического оружия. Но, решаясь на химическую войну, имейте в виду: битва может никогда не закончиться. На каждый разработанный нами инсектицид атакуемые насекомые находят эволюционный ответ с помощью естественного отбора. Чем яростнее нападение, тем выше темпы эволюции. Насекомые эволюционируют быстрее, чем мы можем понять, как это происходит, не говоря уже о противодействии. И это повторяется раз за разом, особенно с теми видами, против которых мы бросаем все свои силы, такими как таракан-прусак (Blattella germanica).

Хлордан, первый инсектицид для борьбы с домашними тараканами, был применен в 1948 г. Этот чудодейственный препарат был настолько токсичен, что считался безотказным. И все же уже в 1951 г. в городе Корпус Кристи в штате Техас объявились тараканы, устойчивые к хлордану. Оказалось, что эти насекомые в 100 раз устойчивее к пестициду, чем их лабораторные собратья[202]. К 1966 г. некоторые прусаки выработали невосприимчивость к малатиону, диазинону и фентиону. Еще несколько лет спустя обнаружились тараканы, устойчивые к ДДТ. Едва появлялся новый инсектицид, как в течение нескольких лет, а иногда и месяцев, некоторые популяции прусаков приобретали невосприимчивость к нему. Иногда устойчивость к старому препарату лишь усиливала резистентность к новому. В таких случаях битва была проиграна, не успев начаться[203]. Однажды возникнув, устойчивые линии прусаков начинали распространяться и плодиться, несмотря на пестициды[204].

На каждое новое смертоносное изобретение химической промышленности тараканы давали зеркальный — и очень эффективный — ответ. Возникали новые линии насекомых, которые не только ухитрялись успешно избегать действия ядов, но даже как будто бы извлекали из них пользу. Но эти эволюционные ответы ничто в сравнении с тем, что не так давно было открыто совсем рядом со мной, в соседнем здании нашего университетского кампуса. История этого открытия началась более 20 лет назад, на другом конце страны, в Калифорнии, и в ней участвовали два главных героя — энтомолог Жюль Сильверман и семейка прусаков, получившая условное обозначение «Т 164».

Жюль изучал тараканов по долгу службы. Он работал в техническом центре компании Clorox в калифорнийском городке Плезантон[205]. Эта компания ничем не отличалась от других наукоемких производств, только с ее конвейера сходили не шоколадки, а разнообразные приспособления и химикаты для уничтожения животных. Жюль специализировался на борьбе с тараканами, в первую очередь тараканами-прусаками. Прусаки представляют собой всего лишь один из синантропных видов тараканов. Как выразился один эксперт по тараканам, с которым я как-то встретился на научной конференции, «вы собрали своих американских тараканов, а еще восточных тараканов, японских тараканов, дымчато-бурых тараканов, коричневых тараканов, австралийских тараканов, мебельных тараканов, ну и еще несколько других видов»[206]. Однако большинство из этих тысяч тараканьих видов, обитающих на Земле, в домах не водятся, да и в принципе не могли бы там выжить[207]. Лишь какая-нибудь «грязная дюжина» видов, как оказалось, имеет необходимые преадаптации, чтобы проникнуть в человеческие жилища и благополучно там устроиться. К примеру, некоторые из них способны к партеногенетическому размножению[208]. Это значит, что самки способны давать потомство без всякого участия самца[209]. Любой из синантропных тараканов имеет определенные приспособления для существования в закрытых помещениях, но таракан-прусак наделен ими в наибольшем количестве.

Оказавшийся на природе прусак практически обречен. Его или быстро съедят, или он погибнет от голода. Если ему удастся оставить потомство, оно будет слабым, болезненным и ни на что не годным. Вот почему нигде в мире вы не встретите «диких» популяций этого вида. Только у нас под боком прусак становится сильным и плодовитым, за что мы его так не любим. Таракан предпочитает те же условия, что и мы: чтобы в доме было тепло, не очень сухо, но и не слишком влажно. Он любит ту же пищу, что и мы[210]. Как и мы, тараканы могут даже страдать от одиночества[211]. Впрочем, при всей нашей нелюбви к прусакам, особенно бояться их причин нет. Конечно, тараканы могут разносить патогенные микробы, но не больше, чем ваши дети или соседи. До сих пор документально не подтвержден ни один случай, когда болезнь была бы вызвана микробами, распространяемыми тараканами, тогда как каждую минуту кто-то из нас заболевает, заразившись от другого человека. Самая серьезная проблема, связанная с прусаками, состоит в том, что, скапливаясь в больших количествах, они становятся источником аллергенов. В ответ на эту реальную и другие воображаемые неприятности мы тратим огромные средства на уничтожение тараканов.

Трудно сказать, когда именно началась великая война человека с тараканами. Их остатки очень плохо сохраняются и их редко находят при археологических раскопках (по крайней мере, по сравнению с жуками). Кроме того, основные усилия исследователей направлены на поиск способов борьбы с тараканами, а не на изучение их образа жизни. Ближайшими родичами прусаков являются два вида ориентальных тараканов, которые почти не встречаются в жилых помещениях. Эти насекомые хорошо летают, питаются листьями из лесной подстилки, и в некоторых местностях ученые и фермеры считают их полезными для сельского хозяйства[212]. Изначально прусаки, вероятно, походили на диких тараканов, но потом приспособились к существованию рядом с человеком[213]. В результате они утратили способность летать, стали быстрее размножаться и образовывать более плотные скопления, что, наряду с другими адаптациями, позволило им успешнее существовать в условиях, предпочитаемых людьми. Затем они начали свое расселение.

Считается, что прусаки широко распространились по Европе в ходе Семилетней войны (1756–1763), когда по континенту перемещались большие массы людей, перевозя с собой личные вещи, в которых могли прятаться тараканы. Какая именно нация «ответственна» за перевозку тараканов, до конца неизвестно[214]. Карл Линней, отец современной систематики, считал, что во всем виноваты немцы. Линней был шведом, а Швеция в Семилетней войне сражалась с Пруссией, поэтому Линней решил{22}, что название «прусский таракан» вполне подходит для этого отталкивающего насекомого[215]. К 1854 г. прусаки добрались до Нью-Йорка. Сейчас они живут по всей земле, от Аляски до Антарктиды, сопровождают людей всех национальностей и разъезжают на наших судах, автомобилях и самолетах[216]. Странно, что они до сих пор не проникли на орбитальные космические станции.

В тех местностях, где температура и влажность в человеческом жилье и транспортных средствах сильно зависит от времени года, прусаки сосуществуют в домах вместе с другими видами тараканов[217], некоторые из них (например, американский таракан), возможно, сопровождают человека еще с тех времен, когда мы жили в пещерах[218]. Зато в домах, где есть центральное отопление и вентиляция воздуха, рыжие тараканы определенно доминируют, вытесняя всех остальных. Например, до недавнего времени прусак был сравнительно редок почти на всей территории Китая. Когда в северной, довольно прохладной, части этой страны стали использовать отапливаемые грузовики, тараканы смогли вместе с ними продвинуться на север. Напротив, на жарком юге Китая они распространились вместе с грузовыми автомобилями, снабженными кондиционерами воздуха. Как в Китае, так и по всему миру, по мере перехода все большего числа домов на центральное отопление и кондиционирование, прусаки становятся все более многочисленными и вездесущими[219].

Двадцать пять лет назад, когда Жюль Сильверман поступил на службу в Clorox, численность прусаков была на подъеме. Задача Жюля состояла в разработке новых химикатов для борьбы с ними. В то время лучшим средством против них на рынке были ядовитые приманки, с которыми вы, вероятно, знакомы. Это сладкое угощение для тараканов, в котором содержится инсектицид. Такой способ помогает травить тараканов, не разбрызгивая яд по всему дому. Теоретически приманка может быть сделана на основе любого углевода, привлекающего тараканов: фруктозы, глюкозы, сахарозы или мальтотриозы. На практике в Соединенных Штатах традиционно использовалась глюкоза, благодаря ее дешевизне и высокой привлекательности для насекомых. Американские тараканы привыкли ею питаться. До половины их рациона состоит из углеводов, и большая часть приходится на долю глюкозы. Мы тоже употребляем ее в огромных количествах, например в виде кукурузного сиропа. Мы обещаем ребенку десерт, чтобы накормить его обедом, соблазняя тем же веществом, что содержится в смертельной наживке для тараканов.

Довольно скоро после начала работы в Clorox Жюль понял, что в помещении, где его приятель, полевой энтомолог Дон Биман, расставлял сладкие ловушки для тараканов, происходит нечто странное. Это была квартира Т 164. В этой квартире тараканы не умирали, когда Дон оставлял там наживку[220]. Раз за разом он увеличивал число приманок, но тараканы и не думали погибать. Когда ловушки с использовавшимся в то время ядом (гидраметилноном) ставили в лаборатории, тараканы из квартиры Т 164 гибли. Яд убивал их в лаборатории, но не в квартире. Дон сказал Жюлю, что это выглядит так, будто что-то отвращает тараканов от приманки. В лаборатории Жюль исследовал привлекательность отдельных веществ, содержащихся в приманке, для тараканов из колонии Т 164. Первое и самое очевидное объяснение заключалось в том, что прусаки избегают инсектицида, спрятанного в приманке. Однако поставленные Жюлем эксперименты показали, что дело не в пестициде. Не вызывали у насекомых отвращения и другие вещества в составе приманки, включая эмульгаторы, загустители и консерванты. Оставалось проверить только сахар в приманке — глюкозу, то есть сироп. Представлялось почти невероятным, чтобы прусаки стали избегать именно то, что они, как и большинство других видов животных, употребляли в пищу в течение многих миллионов лет. Но так и произошло на самом деле. Тараканы отказывались от глюкозы; они не просто ею пренебрегали, а избегали ее. Шарахались. При этом фруктоза сохраняла свою привлекательность для насекомых. Может статься, размышлял Жюль, эта конкретная популяция рыжих тараканов (которую так и назвали Т 164) вынесла уроки. Приобрела своего рода суперсилу. Одним словом, «фурия в аду ничто»{23} в сравнении с умным прусаком (не говоря уже о миллиардах умных прусаков).

Жюлю удалось проверить гипотезу о том, что тараканы способны к обучению. Если она справедлива, то их детишки — бледные, ничем не защищенные и глупые — должны, как и их внуки и правнуки, идти на приманку из глюкозы. Едва появившись на свет, они еще не имеют возможности хоть чему-нибудь научиться. Жюль проверил новоиспеченных тараканов: они отказывались от глюкозной приманки. Они ничему не учились; у них было врожденное отвращение к глюкозе. Оставалось одно объяснение: неприятие глюкозы — наследственный признак, появившийся в процессе эволюции. Чтобы выяснить, как именно наследуется этот признак, Жюль провел несложный генетический эксперимент, скрещивая тараканов, не любящих глюкозу, с обычными особями, а полученное потомство потом скрещивалось с одной из «нормальных» родительских форм. Этот эксперимент показал, что ген (или гены), определяющие отвращение к глюкозе, являются неполно доминирующими.

Илл. 9.1. Прусаки из колонии Т 164 Жюля Сильвермана, кормящиеся на кусочке арахисового масла (без добавления сахара) и тщательно избегающие богатого глюкозой земляничного джема. (Фото Лорен М. Николс.)

Представьте ситуацию, когда семейство прусаков проникает в большой многоквартирный дом. Со временем немногие первопроходцы дают начало огромному тараканьему племени. Каждые шесть недель самка формирует оотеку, содержащую до 48 яиц. Такие темпы размножения (очень быстрые с человеческой точки зрения, но далеко не рекордные для насекомых) означают, что если самка в течение жизни успеет отложить яйца всего лишь дважды, то за год число ее потомков достигнет десяти тысяч[221]. Когда дезинсектор раскладывает по всему дому ядовитые приманки и все тараканы гибнут, эволюция не происходит. Ни один отдельный генный аллель не имеет преимущества перед другими. История заканчивается и остается законченной до тех пор, пока прусаки снова не проникнут в этот дом и все не повторится сначала. Однако если какой-нибудь таракан сумеет пережить дезинсекцию и если эта живучесть обусловлена определенными генами или аллелями, которых не было у погибших особей, то борьба с помощью ядовитых приманок будет лишь благоприятствовать выжившим и их генотипам. По мнению Жюля, что-то подобное и произошло в квартире Т 164. Жившие в ней тараканы обзавелись геном (или целым набором генов), вызывавшим у них равнодушие к глюкозе, доходящее порой до отвращения к ней. Применение приманок на основе глюкозы повысило их шансы на выживание и в итоге сделало сами эти приманки бесполезными.

Затем Жюль протестировал на отвращение к глюкозе прусаков, собранных из разных уголков мира. Оказалось, что везде, где использовались глюкозные приманки, от Флориды до Южной Кореи, это приводило к появлению у прусаков отвращения к глюкозе. Как оказалось, повсюду они эволюционировали совершенно независимо. Жюль попытался воспроизвести этот процесс в лаборатории, чтобы вызвать эволюцию экспериментальным путем. Подопытным насекомым предлагались глюкозные приманки, содержавшие инсектицид. То, что наблюдал Жюль, вполне соответствовало происходившему в естественных условиях: через несколько поколений у тараканов выработалось избегание глюкозы. Жюль опубликовал несколько научных статей об этом[222]. Он запатентовал целую серию новых приманок, основанных на использовании фруктозы[223]. Он рассчитывал, что это поможет сделать карьеру многим начинающим эволюционным биологам, которые помогут ему разобраться в деталях с очень быстрой эволюцией, происходящей у рыжих тараканов.

Компании, занимающиеся борьбой с насекомыми, заинтересовались полученными Жюлем результатами и взяли на вооружение запатентованные им приманки. А вот эволюционисты проигнорировали его работу, и Жюль догадывался почему. Он так и не смог вскрыть механизм, обусловивший отвращение к глюкозе у тараканов, не смог определить, какие именно гены были вовлечены в этот процесс, как эти гены работают, а главное, почему все это происходит с такой высокой скоростью и так часто. Жюль в течение многих лет держал у себя тараканов — прямых потомков прусаков из Т 164 — в надежде, что он когда-нибудь вернется к этому вопросу, и вот тогда-то эти насекомые пригодятся. Все мы храним что-то на память, кто сувениры, а кто — колонию тараканов.

Со временем Жюль переключился с тараканов на изучение других видов вредных насекомых и их эволюции. В 2000 г. он перешел на работу в Университет Северной Каролины и в течение следующих десяти лет изучал популяцию инвазивных аргентинских муравьев (Linepithema humile), расселившихся — двор за двором, а потом дом за домом — по юго-востоку Соединенных Штатов. Еще он занимался пахучим домовым муравьем, Tapinoma sessile[224]. Целых десять лет он не возвращался к тараканам, не забывая, впрочем, кормить свою колонию прусаков, потомков тех, на которых он сделал свое самое значительное и оставшееся почти незамеченным открытие.

В определенном смысле история таракана-прусака уникальна. Подобных ему видов не существует. Но в каких-то отношениях это один из ярких примеров того, что происходит и с другими синантропными видами. Эволюция в своих творениях бывает очень изобретательной, даже причудливой, но ей присуща и некоторая предсказуемость. Эта предсказуемость состоит в конвергентности форм у несвязанных между собой организмов. Крылья независимо возникли у насекомых, летучих мышей, птиц и птерозавров. Сложноустроенные глаза сформировались не только в эволюционной линии, ведущей к нам, людям, но и у кальмаров с осьминогами. В растительном мире вновь и вновь возникали деревья, точно так же как колючки, например, или фрукты. Это характерно и для более необычных форм, например семян растений с крохотными плодами, рассчитанными на поедание муравьями. Муравьи утаскивают семена в муравейники, съедают плоды, а семена выбрасывают в свои мусорные кучи, где они и прорастают[225]. Понимая, какие возможности открыты для видов и какие сложности связаны с их достижением, можно предсказать, какие признаки могут повторяться в ходе эволюции. Для синантропных животных в наших домах открываются большие перспективы. Они могут питаться человеческой пищей, строительными материалами и, наконец, самими людьми. Сложность в том, чтобы проникнуть в жилище и не погибнуть от рук его хозяев.

Несколько обстоятельств способствуют быстрой адаптации к действию биоцидов: высокое генетическое разнообразие атакуемых видов (или способность заимствовать нужные гены у других видов); массовое, но неполное, истребление особей вида, с которым мы боремся; многократное (или даже хроническое) воздействие биоцида на данного вредителя и, наконец, отсутствие конкурентов, паразитов и патогенов у вида, с которым мы боремся. В случае с рыжим тараканом почти все эти условия выполняются. Но это же характерно и для многих других видов синантропных членистоногих. В результате наш дом становится ареной необычайно быстрых эволюционных изменений, хотя и редко они идут нам на пользу.

Устойчивость к инсектицидам выработалась у постельных клопов, головных вшей, комнатных мух, москитов и других обычных в человеческом жилье видов. Естественный отбор может сослужить нам большую пользу, но при условии, что мы понимаем его механизмы и в соответствии с этим принимаем решения. На практике так обычно не происходит. В результате в повседневной жизни естественный отбор таит для нас скорее минусы, чем плюсы, а его опасные последствия возникают быстрее, чем мы способны осмыслить их и справиться с ними. Словом, вредные виды одержали столько побед, что эволюционные биологи, изучающие их резистентность, завалены работой. После того как Жюль обнаружил у этих насекомых отвращение к глюкозе, стало ясно, сколько всего предстоит сделать в дальнейшем, помимо изучения прусаков как таковых.

Проблема состоит в том, что устойчивость может возникать неоднократно и, если это происходит, резистентные формы вытесняют восприимчивые формы и распространяются. Когда новые признаки развиваются на удаленных островах, они скорее всего там и останутся. Питающиеся кровью галапагосские вьюрки{24} возникли в эволюции единожды и так и не смогли покинуть свою родину. Комодский варан встречается всего на пяти островах. Но если синантропный вид вырабатывает устойчивость к какому-нибудь биоциду или другому средству борьбы с ним, то он успешно проникает во множество других домов, где применяются такие же средства борьбы, и даже туда, где их не используют. В сельской местности расселение резистентных форм обычно происходит медленнее. Но в городах, где дома и квартиры расположены близко друг к другу, этот процесс идет стремительно, чему способствуют быстрые и частые перемещения с места на место людей, грузовиков, контейнеров, кораблей и самолетов (все эти транспортные средства в чем-то тоже напоминают дома). Поскольку наше будущее связано с городами, то их способность к расселению будет лишь усиливаться. Тогда как социальные связи городских жителей часто ослабевают и люди испытывают все возрастающее чувство одиночества и изолированности, к ядоустойчивым вредителям это никак не относится. Они прекрасно общаются друг с другом, их потоки проникают в наши дома через окна и двери, затапливая нас, словно река. И эту реку создали мы сами[226].

К сожалению, в отличие от неприятных нам видов, у других устойчивость к ядохимикатам не вырабатывается так быстро. Это вызывает две проблемы. Первая состоит в том, что мы теряем естественное биологическое разнообразие, на котором зиждется устойчивость экологических систем. Одно из недавних исследований показало, что за последние 30 лет биомасса насекомых в девственных лесах Германии сократилась на 75 %. О причинах этого явления ведутся споры, но многие ученые полагают, что большую роль в этом сыграло использование пестицидов — и не только на полях и огородах, но также на приусадебных участках и в домах. Вторая проблема связана с тем, что виды, наиболее уязвимые к действию ядохимикатов, выполняют немало полезных функций. Сюда относятся виды-опылители, а также виды, которые экологи считают естественными врагами вредителей, с которыми мы ведем борьбу[227]. Такие естественные враги вредителей, нравится вам это или нет, пауки[228]. Уничтожая пауков, живущих у вас дома (как это обычно и происходит при использовании бытовых инсектицидов), вы поступаете сами себе во вред.

Есть детская сказка о старухе, проглотившей муху, а потом проглотившей паука, чтобы тот ее поймал. Из этого ничего не вышло (спойлер: она умерла). Другие были более удачливы. В 1959 г. один ученый из Южной Африки, Дж. Дж. Стейн, работал над средством уничтожения комнатных мух в домах и других постройках. Это насекомое (Musca domestica) с древнейших времен является спутником человека; вместе с другими достижениями западной цивилизации оно распространилось буквально по всем населенным людьми регионам. Оно угрожает стать источником серьезных проблем, особенно в антисанитарных условиях. Мухи переносят гораздо больше возбудителей инфекций, чем тараканы-прусаки, включая микробов, вызывающих диарею, от которой в год погибают до полумиллиона человек. Как и прусаки, они очень быстро эволюционируют. В 1959 г. комнатные мухи, живущие в Южной Африке, были устойчивы к дихлордифенил трихлорметилметану (ДДТ), гексахлорану, дихлордифенилдихлорэтилену (ДДД), хлордану, гептахлору, диэлдрину, изодрину, пролану, дилану, линдану, малатиону, паратиону, диазинону, токсафену и пиретрину. Мухи стали практически неуязвимыми для инсектицидов. Но не для пауков.

Идея посетила Стейна в тот момент, когда он читал своим детям «Детскую энциклопедию» на языке африкаанс. В ней рассказывалось, что жители некоторых частей Африки специально заводят у себя дома колонии общественных пауков из рода Stegodyphus, чтобы те истребляли мух и других вредных насекомых. Впервые такая практика появилась у зулусов и у племени цонга. Зулусы даже предусматривали в конструкции своих домов специальные планки, чтобы паукам было легче сооружать гнезда[229]. Колония таких пауков довольно велика, иногда размером с футбольный мяч, и люди могут легко переносить ее из дома в дом.

Стейн задумался о том, как использовать пауков в современных домах, а также в хлевах и курятниках, где разносящие инфекцию мухи особенно многочисленны. Он попробовал применить идею на практике, что оказалось не очень сложно. В кухне на гвоздях крепилась веревка, на которой пауки развешивали свои сети. Поселившись в доме, они вполне эффективно справлялись с мухами. Опыт был повторен, опять с большим успехом, в больницах. Когда Стейн проделал то же самое в виварии лаборатории по изучению чумы, за три дня популяция мух сократилась на 60 %. Зимой пауки снижали свою активность, ловя меньше мух, но и численность мух в то время была невысока.

В результате своих исследований Стейн пришел к выводу: «Для защиты людей от инфекций, распространяемых мухами, я предлагаю размещать колонии общественных пауков в публичных местах, включая рынки, рестораны, молочные фермы, дома терпимости, гостиничные кухни, а также скотобойни и особенно кухни и уборные во всевозможных помещениях. В коровниках это поможет увеличить надои молока»[230]. Ему грезился мир, в котором дома заполнены огромными шарами паучьих колоний, мир, где мухи и разносимые ими патогены станут редкостью, мир, в котором успешно используются знания о пауках племен цонга и зулу.

В этих мечтаниях он был не одинок. В некоторых частях Мексики встречается другой вид общественных пауков, Mallos gregalis. Он тоже образует большие колонии, в которых могут обитать десятки тысяч особей. Коренные жители Мексики тоже приносили в дома пауков для борьбы с мухами[231]. Как и в Южной Африке, это было частью традиционного знания местных жителей, позднее открытого западными исследователями. Однажды пауков Mallos gregalis даже завезли во Францию для уничтожения комнатных мух. Первая попытка оказалась неудачной. Ученый, занимавшийся этим проектом, уехал в отпуск, а его заместитель не смог обеспечить пауков достаточным количеством пищи. Идея о том, чтобы обзавестись у себя дома гигантской паутиной, сплетенной общественными пауками, может показаться нелепой, но вспомним, что определенные виды пауков встречались во всех обследованных нами домах — в Роли, в Сан Франциско, в Швеции, Австралии или Перу. Вопрос не в том, борются ли они с вредными насекомыми, а в том, достаточно ли у вас пауков нужных видов, чтобы они хорошо делали свое дело[232]. Однако пауки — не единственные синантропные животные, которых можно использовать для борьбы с вредными видами. Многие одиночные осы питаются почти исключительно определенными видами тараканов, но их метод отличается от способа добывания пищи пауками. Это очень мелкие осы, лишенные жала. Они охотятся не на самих тараканов, а на их яйцевые капсулы (оотеки). Осы находят их по запаху. Обнаружив оотеку, самка простукивает ее, чтобы убедиться, что внутри лежат живые тараканьи яйца. Если так оно и есть, оса прокалывает стенку оотеки своим яйцекладом и вводит внутрь яйца. Вылупившиеся осиные личинки пожирают тараканов, находящихся внутри капсулы, и, просверлив отверстие в стенке оотеки, покидают ее подобно тому, как птенцы оставляют родное гнездо. Одно из исследований, проведенное в домах в штатах Техас и Луизиана, показало, что 26 % яйцевых капсул, отложенных американскими тараканами, содержат яйца паразитических ос Aprostocetus hagenowii; в других оотеках встречались яйца осы Evania appendigaste[233]. Мы не нашли ос последнего вида в Роли, зато Aprostocetus hagenowii были там весьма распространены. Если у себя дома вы найдете просверленную оотеку, знайте, что, скорее всего, из нее вышли молодые осы, а не тараканы.

Вполне возможно, что эти мелкие и очень полезные насекомые летают и по вашему дому. Некоторые ученые пытались специально запускать таких ос в дома для уничтожения тараканов. В целом эти попытки были так или иначе успешны (хотя, как обычно, плохо документированы). Но пауки и крошечные осы — далеко не единственные насекомые, способные помогать наводить порядок в доме. Еще один исследовательский проект ставит целью использовать гриб Beauveria bassiana против постельных клопов. При распылении спор этого гриба в помещении, они остаются в покое и ждут. Когда мимо пробегает клоп, споры прилипают к слою жира на его экзоскелете. Прикрепившись, они прорастают сквозь наружный покров насекомого. Оказавшись внутри клопа, гриб заполняет полости его тела и убивает своего хозяина, поедая и одновременно отравляя его внутренние органы, а также лишая остальные части организма питательных веществ[234].

Илл. 9.2. Социальные пауки-эрезиды вида Stegodyphus mimosarum, поедающие комнатную муху. (Фото Петер Ф. Геммелби, Орхусский университет.)

В каком-нибудь ночном кошмаре может привидеться, как осы, запущенные в дом для истребления тараканов, принимаются откладывать свои яйца в наши тела, а личинки ос развиваются в наших органах, пожирая нас изнутри, а потом выходят через то или другое естественное отверстие (или проделывают новое). Но это невозможно. Эти осы — наши крошечные и совершенно безопасные друзья. Мы воображаем, как нас в собственном доме кусают или даже пожирают пауки. И то и другое исключено. Почти все виды пауков — союзники человека.

Ежегодно по всему миру регистрируются десятки тысяч случаев «укуса паука», и их число постоянно возрастает. Однако в реальности пауки крайне редко кусают человека, и почти все эти инциденты объясняются на самом деле заражением бактерией «метилленрезистентный золотистый стафилококк», не распознаваемой ни больными, ни врачами. Если вы считаете, что были укушены пауком, проверьте, не являетесь ли вы носителями стафилококка. Вероятность последнего гораздо выше. То, что люди очень редко страдают от паучьих укусов, объясняется тем, что пауки используют свой яд почти исключительно для охоты, а не для защиты. Большинство пауков склонны спасаться бегством от человека, а не атаковать его. Однажды был проведен такой опыт. Исследователи пытались заставить пауков вида «черная вдова» кусать искусственные пальцы (сделанные из загустевшего желатина марки Knox). Всего в опыте участвовало 43 паука, но ни один из них не обнаружил желания кусаться. Получив щелчок от искусственного пальца, ни один из пауков не укусил его. Никто не делал попыток кусаться даже после 60 последовательных толчков. Только когда ученые стали сдавливать пауков искусственными пальцами, они получили ожидаемый ответ: 60 % подопытных животных, которых сдавливали по три раза подряд, кусались в ответ. Но и в этом случае лишь половина укусов содержала яд. Такой укус болезнен, но неопасен для человека[235]. Выработка яда обходится паукам дорого, и они не хотят тратить его на вас. Яд сберегается для умерщвления комаров или мух[236].

А вот использование химикатов для борьбы с синантропными членистоногими снова и снова больно «кусает» нас. Распыляя яд по дому и вокруг него, вы своими руками создаете то, что экологи называют пространством, свободным от врагов для любых вредителей, устойчивых к данному яду. Мы должны добиваться совсем другого, а именно чтобы в наших домах хватало естественных врагов вредных видов. К примеру, использование приманок для тараканов рассматривалось как средство решения тараканьей проблемы. Рассчитывали, что инсектицид будет поедаться вредителями, а не их естественными врагами. Но тараканы нашли способ перехитрить даже это хитроумное изобретение. Как они это сделали, оставалось загадкой вплоть до 2011 г. К тому времени научные интересы Жюля Сильвермана изменились. Он оставил тараканов и муравьев и большую часть времени посвящал изучению водных насекомых. Его лаборатория была заставлена огромными емкостями с водой, изобилующими водорослями и ручейниками{25}. Он начал читать спецкурс по водным насекомым. Жюль окунулся в новую для себя жизнь (не забыв про болотные сапоги), но не перестал кормить своих тараканов и просматривать научную литературу в поисках подсказок, как можно разрешить загадку их невосприимчивости к яду. Вскоре у него появились единомышленники.

Жюль работает в одном из корпусов Университета Северной Каролины. Кондиционеры и обогреватели в этом здании встроены прямо в окна и используются они для создания комфортных условий не сотрудникам, а насекомым, которых исследуют университетские энтомологи, в том числе и тараканам Жюля. В основном здесь изучаются домашние вредители, нуждающиеся в условиях, похожих на условия современного дома, то есть в стабильной температуре и относительно постоянной влажности. Ради них здесь и устроена система климат-контроля. У каждого энтомолога свой объект изучения. Например, в лаборатории Уэса Уотсона, ветеринарного энтомолога, можно найти мух, паразитирующих в глазных яблоках коров, и жуков, вьющихся вокруг их навоза. Майкл Рейскинд — эксперт по экологии москитов. В его лаборатории живут кровососущие самки этих насекомых; они сидят на стенах и взлетают от малейшего толчка (особенно если поблизости проезжает поезд), а потом усаживаются обратно. Но самое большое разнообразие вредных насекомых содержит в своей лаборатории Коби Шэл, исследующий механизмы коммуникации у домашних вредителей. Здесь можно увидеть постельных клопов, присосавшихся к заполненным кровью мембранам, а также с полдюжины различных видов тараканов, очень многочисленных, ползающих прямо друг по другу.

Как и Жюль, Коби изучает тараканов, особенно прусаков. Коби — эксперт в химической экологии; он видит природу через призму химических сигналов, которыми особи обмениваются друг с другом. Говоря точнее, он специализируется на изучении химических сигналов, которые посылают друг другу тараканы. Среди прочего Коби открыл феромон, используемый самками диких тараканов для привлечения самцов. Если поместить такой феромон где-нибудь в поле или просто держать его в руке, то со всех сторон к нему сбегутся тараканы-самцы — и будут очень разочарованы[237]. Жюль знал об этих работах задолго до того, как стал работать с Коби в одном университете. Он цитировал их в первой своей статье о тараканах. Но даже в стенах одного учреждения двое ученых не изучали тараканов вместе. Они объединили усилия для исследования аргентинских муравьев и пахучих муравьев, но не прусаков. Возможно, они были слишком заняты совместными проектами с другими коллегами, а возможно, Жюль не подозревал, что знания и умения Коби помогут ему найти ответ на интересующие его вопросы. Так или иначе, по поводу тараканов они не сотрудничали.

И тут, в 2009 г., на кафедре энтомологии появилась японская исследовательница Аяко Вада-Кацумата, новый постдок. Очень часто постдоки обладают умениями, которых нет у их боссов. Кроме того, у них больше времени на исследования, и благодаря этому им удается нередко обнаружить неизвестные прежде связи. Так произошло и в случае с Вада-Кацуматой. Благодаря ее уникальному опыту удалось перекинуть мостик между работами Коби и Жюля, а это открыло путь к тому, что Жюль считает одним из самых важных открытий в своей карьере.

Вада-Кацумата нашла способ измерения реакции мозга насекомого, в частности таракана, на вещества, которые оно пробует на вкус или запах. До приезда в Северную Каролину Аяко заинтересовалась тем, возникают ли в мозгу у муравья вещества, ассоциированные с чувством удовольствия, в том числе если собрат поделится с ним пищей (ответ: да, возникают). Она также изучала сенсорный опыт тараканов во время ухаживаний и спаривания. Поиск полового партнера происходит у них в темноте. Самка таракана выдает химический сигнал, который по воздуху распространяется по всему дому и привлекает к ней самцов. Из кухонных шкафов и гардеробных феромон проникает во все углы дома, рассеивается вплоть до верхнего этажа. Даже в абсолютной тьме самец отыщет самку, ориентируясь по запаху[238]. Затем происходит контакт, и самец определяет другие вещества на теле партнерши. В ответ он преподносит ей «свадебный подарок» в виде сладкого приятно пахнущего комочка — нечто вроде возбуждающей желание конфеты с начинкой из сахара и жира. В зависимости от того, довольна ли самка подарком (который съедает в любом случае), она решает, уступить ли желаниям ухажера. Когда Вада-Кацумата начинала свою работу, химический состав угощения был уже известен, а вот какую реакцию он вызывает в мозгу насекомого, нет. Чтобы узнать это, Вада-Кацумата соединила вкусовые нейроны прусаков, расположенные на сенсиллах, напоминающих язык, с компьютером, а потом стала предлагать самцам и самкам различные виды «подарков». В этом своеобразном эксперименте она играла роль таракана-самца. Она выяснила, что оба пола воспринимали «подарок» как вкусную пищу, но у самок нейроны приходили в гораздо большее возбуждение, чем у самцов. Если самец таракана чувствовал себя «потерянным и одиноким», он мог съесть собственный «подарок» и получить удовольствие, но несравнимо меньшее, чем самка.

В Северной Каролине Аяко предстояло заняться совершенно противоположным вопросом. Вместо того чтобы исследовать реакцию прусаков на то, чего они страстно желали (то есть секса), она должна была изучать реакцию тараканов из колонии Т 164 на то, чего они избегали (то есть глюкозы). Как полагал Жюль и как после разговоров с ним начал подозревать и Коби, у тараканов Т 164 выработалось своего рода отвращение к глюкозе. Одно из самых нетривиальных объяснений состояло в том, что в результате естественного отбора вкус глюкозы стал возбуждать на сенсиллах у этих тараканов нейроны горечи, а не «сладости». Вероятно, что едва насекомое прикасается сенсиллой к глюкозе, как его мозг начинает вопить: «Горько! Вали отсюда!» Было известно, что рецепторы сладкого у обычных тараканов (которые ученые называют «диким типом») реагируют и на глюкозу, и на фруктозу. Но верно ли это для тараканов Т 164? Это и предстояло выяснить Вада-Кацумате. Как человек, знающий, что творится в голове у тараканов, она должна была проверить, что именно они ощущают.

Эта задача поглощала большую часть ее времени. Каждое утро, позавтракав, она появлялась в лаборатории и, выбрав одного таракана, помещала его в крохотный конус так, чтобы из узкого конца высовывалась голова насекомого, а из противоположного — пухлое тараканье тело.

Зафиксировав насекомое в конусе, Аяко под микроскопом исследовала похожие на волоски сенсиллы на его ротовом аппарате. Потом она присоединяла электрод к одной из сенсилл. Другой конец электрода был подключен к компьютеру. Электрод помещался в тонкой трубочке, в которой были вода и глюкоза (или любое другое вещество, реакцию на которое ей хотелось проверить). По амплитуде и частоте импульса, возникавшего на мониторе, Вада-Кацумата могла понять, какие именно нейроны, «сладкие» или «горькие», стимулируются предложенной таракану пищей, будь то глюкоза, фруктоза или что-нибудь еще. Если на экране отображалась быстрая пульсация, это означало, что возбуждены нейроны, реагирующие на горечь: именно этот вкус ощущал таракан. Когда она видела замедленную и высокоамплитудную пульсацию, это означало, что реагируют рецепторы сладкого вкуса. Эту трудоемкую процедуру Вада-Кацумата повторила 10 000 раз — на пяти сенсиллах 2000 насекомых, половина из которых представляли популяцию Т 164, а половина — «дикий тип».

Работа заняла более трех лет. Три года она сидела в лаборатории с тараканами — глаза в глаза, голова к голове, — тестируя их. Они смотрели на нее. Она давала им сладкую пищу. В ответ насекомые посылали слабые импульсы, отражавшиеся на экране. Она заносила в компьютер полученные данные, не забывая время от времени создавать резервные копии. Она проделала это с тараканами, избегавшими глюкозы (колония Жюля), и с обычными прусаками, без особых пищевых предпочтений. Чтобы исследовать одну особь, сенсилла за сенсиллой, уходил целый рабочий день. Эксперимент требовал терпения и настойчивости, и еще раз терпения и настойчивости. И все это делалось потому, что Жюль, Коби, а теперь еще и Вада-Кацумата полагали: для понимания особенностей популяции Т 164 надо выяснить, что происходит у них в голове, когда они ощущают вкус глюкозы.

Шло время, экспериментальные данные накапливались, но решение загадки так и не приходило. Наконец ответ все-таки был получен, и он оказался таким очевидным, что не нуждался в дополнительных проверках. Выяснилось, что и прусаки Т 164, и тараканы «дикого типа» одинаково воспринимают фруктозу как сладкую на вкус, точно так же, как тараканы, изученные Аяко в Японии, ощущали сладкий вкус «свадебных подарков». Дикие прусаки тоже воспринимали ее как сладость. Все это было вполне ожидаемо. Ключевое различие состояло в том, что для тараканов Т 164 — тех, что переезжали вслед за Жюлем из города в город как напоминание о его прошлой жизни — глюкоза была на вкус горькой[239].

Как это могло случиться? Единственное возможное объяснение заключается в том, что тараканьи приманки, некогда размещенные в квартире Т 164, обладали настолько смертоносным действием, что убивали большинство — но не всех — тараканов. Некоторые из насекомых, избежавших гибели, спаслись потому, что у них оказался ген (или гены), изменивший восприятие ими вкуса глюкозы. Достаточно было, чтобы это произошло один раз. Один уцелевший таракан мог стать родоначальником всей популяции Т 164. Время внесло некоторые нюансы в эту историю, хотя остались и кое-какие неясности. Например, Вада-Кацумате удалось не только показать, что выжившие тараканы испытывали отвращение к глюкозе, но и то, что в тех местах, где приманку делали на основе фруктозы, у прусаков выработалась способность избегать и это вещество. Это означает, что эволюция тараканов довольно предсказуема, при условии, что мы понимаем последствия собственных действий. Однако оставалось неясным, какие именно особые варианты каких именно особых генов заставляли тараканов Т 164 воспринимать глюкозу как горькое вещество.

Илл. 9.3. Аяко Вада-Кацумата, наблюдающая за тараканом через микроскоп. (Фото Лорен М. Николс.)

Вада-Кацумата снова вернулась в лабораторию. Жюль поручил ей заботу о тараканах из квартиры Т 164, которых он так долго холил и лелеял; скоро он выйдет на пенсию, а научная карьера Аяко только начинается. Она получила в наследство колонию Т 164 и теперь на этом материале изучает, как отвращение к сахарам влияет на половую жизнь прусаков. Так соединились ее исследования, выполненные в Японии, и та работа, что она провела совместно с Коби и Жюлем. Окончательный результат, возможно, появится не скоро; наука в принципе делается медленно и трудно, но, если ответ будет найден, он поможет Аяко сделать серьезную научную карьеру. Ей уже удалось выяснить, что прусаки, не выносящие вкус глюкозы, имеют меньше шансов на спаривание. Самцы пытаются привлечь самок, но если их химическое «любовное послание» содержит глюкозу, то для самки на вкус оно горче полыни. Поэтому часто самка спасается и от подарка, и от секса бегством. Кому придет в голову винить ее? Так как самки не склонны иметь дело с «горькими» самцами, насекомым мужского пола, живущим у вас дома, приходится выбирать между выживанием и сексуальной привлекательностью. В теории это означает, что, используя дома ядовитую приманку на основе глюкозы, вы создаете благоприятные возможности для тараканов, способных ее избегать, но в то же время менее успешных в качестве половых партнеров. На практике, однако, даже такой менее привлекательный для самок любовник вполне способен дать жизнь миллионному потомству.

Может показаться, что история прусаков из квартиры Т 164 интересна только для понимания эволюции самих тараканов или как пример того, как умный и настойчивый исследователь может открыть нечто, что казалось непознаваемым. Но подобно тому, как военные специалисты изучают сражения прошлых лет, чтобы быть готовыми к будущим, так и наша война с прусаками дает кое-что для понимания нашей собственной эволюционной судьбы.

Эволюционисты обычно не тратят время на обсуждение и прогнозирование далекого будущего, и вовсе не потому, что не решаются делать предсказания. По-моему, дело в том, что эволюционное будущее целиком зависит от судьбы нашего собственного вида. Эволюционные биологи хорошо знают, что каждому виду суждено рано или поздно вымереть. Это произойдет и с нами. Они знают, что после исчезновения человека биологическая эволюция не прекратится[240]. Она может прерываться из-за какой-нибудь случайной катастрофы, как это уже бывало в прошлом, но все равно эволюция неизбежно будет вести к возрастанию разнообразия, к появлению все новых форм жизни. Именно это происходило после каждого массового вымирания. В отсутствие человека жизнь продолжит свое развитие в соответствии с общими эволюционными закономерностями. Такая перспектива, подразумевающая исчезновение нашего вида, может показаться ужасающей, но есть и некое утешение в том, что жизнь на Земле не прекратится, а появятся такие формы, которых мы даже не можем себе вообразить (и, возможно, не захотели бы встретиться с ними лицом к лицу)[241].

Еще сложнее предвидеть то, что случится в менее отдаленном будущем, до вымирания Homo sapiens. Очень многое зависит от принимаемых нами решений и тех изобретений, которые будут сделаны в будущем. Сегодня человек в значительной степени контролирует эволюционные процессы, происходящие на планете, хотя обычно ненамеренно и довольно рассогласованно. В свете этого проще всего предугадывать то, что может произойти, если мы продолжим вести себя так, как делали это последние 100 лет. Впрочем, наши действия были примерно такими же и 1000, и 10 000, и даже 200 000 лет назад: уничтожение всего, несущего проблемы и эстетически неприятного. Со временем усиливалась лишь мощь наших орудий истребления.

Это будущее несложно себе представить. Будущее, в котором новые химические средства будут способствовать появлению еще более защищенных — и в химическом, и в поведенческом отношении — патогенов и вредителей; при этом полезные виды, если они вообще останутся, окажутся в аутсайдерах. Вредители станут более устойчивыми, а вот остальная часть биологического разнообразия вряд ли. Сами того не ведая, мы променяем нынешнее богатство жизни — дневных бабочек, пчел, муравьев, мотыльков и им подобных — на царство немногочисленных, но очень устойчивых видов членистоногих. Их наружные покровы будут непроницаемы для инсектицидов. В их клеточных стенках появятся особые приспособления, препятствующие проникновению внутрь токсинов (или же они обзаведутся особыми жировыми телами, куда будут помещаться обезвреженные ядовитые вещества). Подобно прусакам, они могут быть настоящими аскетами, отказываясь от употребления вкусной пищи и даже половых феромонов, с помощью которых мы изготавливаем смертоносные приманки. Все это уже происходит, но в будущем пойдет еще быстрее и уже в планетарном масштабе. Чем более однородным и климатически стабильным мы делаем наше жизненное пространство, тем более комфортным оно становится и для непрошеных гостей в наших домах.

В свое время Чарльз Дарвин наблюдал на Галапагосских островах процесс естественного отбора и его результат, эволюцию, — виды животных, не боящихся человека. То, что происходит вокруг нас прямо сейчас, ведет к прямо противоположному. Возникает армия миниатюрных существ, прекрасно знающих, как избегать нас и наших средств уничтожения. Домашние вредители были и останутся ночными животными. Их склонность активизироваться в те часы, когда нас нет дома или когда мы не можем увидеть их и убить, будет усиливаться. Подобное и сейчас уже происходит. Предками постельных клопов были клопы летучих мышей, переключившиеся на человека в те времена, когда наши прародители обитали в пещерах. Клопы летучих мышей сосут кровь днем, когда их хозяева спят. А вот постельный клоп приспособился к ночному образу жизни и нападает на спящих людей. Многие виды тараканов, а также крысы тоже превратились в ночные виды. Животные вырабатывают способность проникать во все более мелкие отверстия и щели. Чем плотнее мы закупориваем свои дома, тем более мелкие твари пролезают в них. Самый вероятный сценарий нашего будущего состоит в том, что тысячи синантропных и обычно безвредных видов животных, каждый со своей интересной историей, исчезнут, а их место займут полчища мелких, устойчивых к ядам и живучих прусаков, клопов, вшей, комнатных мух и блох. Мы будем жить в окружении этой лилипутской армии, которая бежит от нас со всех (многочисленных) ног, стоит нам включить свет, а потом, едва мы исчезаем или гасим свет, ее перегруппировавшиеся войска переходят в наступление.

Глава 10. Смотрите, кого принесла ваша кошка

Я не могу заставить вас понять. Я не могу никого заставить понять, что происходит внутри меня самого. Я и сам себе не могу этого объяснить.

Франц Кафка. Превращение

Если в доме [древнего египтянина] околеет кошка, то все обитатели дома сбривают себе… брови.

Геродот. История

До некоторой степени все, что мы предпринимаем в отношении животных в наших домах, это пытаемся от них избавиться, как в случае с прусаками. Но есть исключение, и очень важное, — наши питомцы. Для нас они благо. Они делают нас счастливыми и здоровыми. В ответ мы кормим их. Мы ублажаем их. Мы гуляем с ними чаще, чем с собственными детьми. В биологическом мире, где все так неоднозначно, наши питомцы для нас безусловное олицетворение добра. По крайней мере, до тех пор пока мы не присмотримся повнимательнее к тем видам, что попадают в наши дома вместе с домашними животными. Достаточно сделать это, чтобы вся эта картина стала раз и навсегда куда более противоречивой.

Многие из нас, когда речь заходит о домашних животных, сразу же вспоминают своих любимцев. Может быть, самое первое животное, которое появилось у них в доме, а может быть, существо, вместе с которым они перенесли трудный период в жизни. Но, когда я, как эколог, думаю о них, мне всегда вспоминается моя первая научная работа, посвященная изучению жуков. Мне было тогда 18 лет, я учился в университете и однажды подал заявку на стажировку, связанную с наблюдением за обезьянами. Мою заявку отклонили, и я подал вторую, на этот раз на стажировку по наблюдению за жуками. Я выиграл конкурс и стал помощником Джима Дэнофф-Бурга, аспиранта из Канзасского университета, работавшего над своей диссертацией[242]. Джим изучал особых жуков, сожителей муравьев из рода Liometopum. Эти муравьи издают запахи то цитрусовых, то абрикоса, а в состоянии тревоги (что происходит с ними всегда, когда к ним прикасаются исследователи) — приторный аромат сыра с голубой плесенью. Они строят в пустыне большие подземные муравейники, которые можно обнаружить, перевернув камень или осматривая почву под кустами можжевельника или пустынной сосны. Вы можете найти их ночью без фонарика, исключительно по запаху, если не боитесь наткнуться на гремучую змею.

Жуки, о которых идет речь, по всем признакам выполняют в муравейниках функцию домашних животных. Они научились выпрашивать у своих хозяев стол и кров. Муравьи выделяют особые вещества, оказывающие успокаивающее действие на собратьев по муравейнику; это необходимо, например, чтобы снять напряжение в колонии, после того как миновала какая-нибудь угроза. Жуки вырабатывают вещества, похожие на эти «транквилизаторы», вещества, которые так же успокаивают муравьев, как успокаивается (и получает удовольствие) человек, ласкающий собаку. К тому же эти жуки могут липнуть к муравьям, совсем как домашняя кошка трется о ногу хозяина или как собака, льнущая к вам, чтобы вы ее приласкали. Поступая так, жуки пропитываются пахучими веществами с тела хозяев, приобретая тем самым их запах. Это имеет ключевое значение для спасения жуков от поедания муравьями. Муравьи убивают и пожирают все, что движется и пахнет не так, как они сами или их ближайшие родичи (дальние родственники из других муравейников поедаются без всякого стеснения). Пользуясь такой химической маскировкой, жуки бродят, никем не замеченные, по муравейнику, подбирая лежащие без присмотра съедобные кусочки. Некоторые жуки даже ухитряются сделать так, чтобы сами муравьи кормили их. Они усаживаются перед муравьями и держат передние лапы в воздухе, выпрашивая подачку.

Присутствие жуков может негативно сказываться на муравьях хотя бы потому, что они присваивают часть их корма. Впрочем, подобно собакам и кошкам в первобытных поселениях, жуки в муравейниках могут употреблять в пищу всякие объедки, в которых их хозяева не нуждаются. При этом, питаясь разного рода вредными и болезнетворными видами, они могут приносить несомненную пользу. В ходе нашей работы мы с Джимом решили установить, насколько выгодно для муравьиной колонии содержать подобных приживал[243]. Мы поставили эксперимент: поместили муравьев в контейнеры из-под фотопленки — с жуками и без них — и наблюдали, в каких условиях муравьи проживут дольше. Особую трудность составляло то, что все это происходило в то время, как мы на машине Джима разъезжали по пустыне в поисках муравейников, где встречаются жуки. Оказалось, что муравьи, находившиеся в компании жуков, жили дольше, чем без них. Мы предположили, что жуки действовали на муравьев успокаивающе и те не расходовали энергию на дикую панику. То, что муравьи паниковали, было вполне понятно. Их возили в контейнерах из-под фотопленки по пустыне на старой «Тойоте-Терцел», где они вдыхали не только запахи тревоги, испускаемые собственными сородичами, но и аромат нашего арахисового масла. Наш опыт показал, что присутствие жуков может быть полезным для их хозяев, по крайней мере в некоторых обстоятельствах.

Провести подобный эксперимент с муравьями было нелегко, но все же гораздо легче, чем осуществить нечто подобное с людьми и их питомцами. Никто не позволит вам посадить человека вместе с собакой в огромную бочку, чтобы определить, проживет ли он дольше в сравнении с человеком в такой же бочке, но без собаки. Вообще говоря, определить, насколько полезны для нас наши кошки и собаки (и все остальные комнатные животные, включая карликовых свиней, хорьков и даже индюшек) с точки зрения здоровья и благополучия, не очень легко. Несомненную пользу приносят собаки, выполняющие специальные функции, например собаки-поводыри или собаки, определяющие раковые заболевания. А вот как быть со среднестатистической собакой или кошкой, живущей в нашем доме? Немногочисленные исследования этого вопроса показали, что владельцы собак и (в несколько меньшей степени) кошек меньше страдают от стресса, тревожности и чувства одиночества; это такой же эффект, который, как думают, оказывают на муравьев их «домашние» жуки. Вот почему все больше людей обзаводится животными для моральной поддержки, и не только собаками и кошками, но даже свиньями и индюшками. В одном из исследований было даже показано, что владельцы собак имеют более высокие шансы восстановиться после сердечного приступа, чем люди, не имеющие их. Кошатники, правда, не обнаруживали быстрых темпов выздоровления в сравнении с теми, у кого кошки не было[244]. Но до сих пор подобные работы остаются малочисленными, носят сравнительный характер и выполняются на относительно небольших выборках. К тому же они не учитывают другие виды влияния, которые собаки и кошки имеют на своих хозяев. Они не объясняют, что ваш домашний питомец, подобно мухе или рыжему таракану, может принести в дом виды, способные вызвать болезнь или, наоборот, оказаться для вас полезными.

Илл. 10.1. Ярослав Флегр в своем офисе. (Кадр из фильма «Жизнь на нас» (Life on Us), режиссер Аннамария Талас, предоставлено Аннамарией Талас.)

ОДИН ИЗ «ПОДАРКОВ», который может вам преподнести ваша кошка, — паразит Toxoplasma gondii[245]. Токсоплазма — красноречивый пример того, как патогенный организм входит в жизнь человека через его домашних питомцев, подтверждающий, как трудно решить однозначно, полезны или вредны для нас комнатные животные. История с Toxoplasma gondii, которую я хочу рассказать, началась в 1980-е. Одна группа исследователей в Глазго изучала домовых мышей, зараженных этим паразитом. Ученые заметили, что инфицированные мыши кажутся гиперактивными в сравнении с неинфицированными. Возникло предположение, что это может быть как-то связано с паразитом. Чтобы проверить догадку, в клетку с мышами поставили беличье колесо и студенту по имени Дж. Хэй поручили считать, сколько оборотов в колесе сделает тот или другой зверек. За первые три дня эксперимента незараженные мыши сделали на колесе более 2000 оборотов. Неслабо! Не похоже, чтобы они были спокойны. Но инфицированные животные сделали за это время вдвое больше. По мере продолжения эксперимента разница росла. На 21-й день зараженные мыши делали 13 000 оборотов в сутки, а незараженные только 4000. Инфицированные грызуны были словно в каком-то угаре. Исследователи решили, что виной всему некие изменения, произошедшие в мышином мозгу. Следующим шагом стала гипотеза, что гиперактивность инфицированной мыши способствует выживанию паразита; возможно, паразит делает ее гиперактивной, тем самым повышая шансы быть съеденной кошкой. Финальная стадия развития в жизненном цикле T. gondii проходит исключительно в организме этого хищника[246]. Дальше этого исследователи не продвинулись. Они опубликовали свою гипотезу в научном журнале, предоставив другим проверять ее. Все это было само по себе довольно необычно, но десять лет спустя, благодаря Ярославу Флегру, история стала казаться еще более странной.

Флегр родился и работает в Праге. Здесь он прошел все этапы научной карьеры в области эволюционной биологии, провел несколько блестящих исследований, получил степень доктора наук и даже вытянул самый счастливый билет — получил место профессора в пражском Карловом университете. Именно в стенах этого университета он стал изучать паразитов. Сначала он исследовал Trichomonas vaginalis — простейшее, вызывающее трихомониаз человека. Потом, начиная с 1992 г., переключился на Toxoplasma gondii. Когда Флегр прочитал статью о гиперактивных мышах, крутившихся в беличьих колесах, он уверился, что Хэй прав и что паразиты действительно способны управлять процессами в мозгу своих хозяев. Это происходило, как он полагал, в самых разных уголках мира, везде, где зараженные токсоплазмой мыши становились легкой добычей кошек — на благо самому паразиту. Трудно сказать, почему Флегр так легко поддался идее Хэя; еще труднее объяснить, что заставило его задуматься, не заражен ли он сам, подобно гиперактивным мышам из шотландского эксперимента.

Флегр начал отмечать и записывать все необычные особенности своего поведения. В каком-то смысле он действительно чувствовал себя, как инфицированная мышь. Он, правда, не бегал быстрее других людей по беговой дорожке, но некоторые особенности его поведения были не очень обычными. Будь Ярослав мышью, он вероятнее всего был бы съеден кошкой, а если бы вел жизнь первобытного человека, то быстро стал бы жертвой хищника покрупнее. Возможно, помимо гиперактивности, токсоплазма снижает у мышей чувство осторожности и они более склонны к риску. Не случилось ли нечто подобное и с ним? Однажды в Курдистане Флегр оказался в ситуации, когда вокруг него свистели пули, а он даже не думал о смертельной опасности. В своей родной Праге он, очертя голову, перебегает улицу даже с самым оживленным движением, увертываясь от машин под визг тормозов и тревожные гудки. Не так ли ведет себя инфицированная мышь, высовываясь из укрытия? В эпоху коммунистического режима он столь же бесстрашно высказывал самые опасные идеи, ничуть не беспокоясь о том, что за это можно заплатить тюремным заключением или кое-чем похуже. Чем объяснить все это? Флегр думал, что он, возможно, тоже заражен и, находясь под контролем паразита, столь же бессилен повлиять на происходящее, как Грегор Замза, герой «Превращения» Кафки.

Едва ему пришла в голову эта мысль, Флегр сразу же сдал анализы на токсоплазмоз. И оказалось, что да, в его крови обнаружились антитела к этому паразиту. В прошлом он был заражен. Это заставило его задуматься, какие поступки он совершал по своей воле, а какие были импульсивными действиями, продиктованными паразитами. Уже то, что такая безрассудная идея пришла ему в голову, могло свидетельствовать о могуществе паразитов. Подобная концепция могла сделать Флегра маргиналом в глазах его зарубежных коллег. Мысль и впрямь казалась абсурдной, но ведь дело было в Праге, пристанище самых диких идей.

К тому времени, когда Ярослав Флегр заинтересовался токсоплазмой, ученые уже довольно много успели узнать об этом паразите. Как отмечали Хэй с коллегами, Toxoplasma gondii заражает домовую мышь (Mus musculus). Но токсоплазма может жить и в других видах синантропных грызунов, таких как серая (Rattus norvegicus) и черная (Rattus rattus) крысы[247]. Это простейшее способно паразитировать в гекконах, а также поражать свиней, овец и коз. Эти животные заражаются паразитом, если случайно заглатывают воду или частички почвы, в которых содержатся его ооцисты (термин, лингвистически родственный «оотеке»; от греч. oon — «яйцо» и cyst — «пузырь»). После этого в теле хозяина разворачивается настоящая древнегреческая драма или по крайней мере драма, которую можно описать греческими словами. В желудке, под действием пищеварительных ферментов, твердая стенка ооцисты разрушается и наружу выходят спорозоиты — паразиты первой стадии развития (от греч. sporo — «семя» и zoite — животное), которые оказываются в кишечнике хозяина. Там они проникают внутрь эпителиальных клеток, выстилающих кишечник изнутри, внутри которых превращаются в тахизоитов (tachy от греч. «быстрый»). Тахизоиты быстро делятся, а когда клетка, в которой они живут, погибает и ее стенки лопаются, они выходят наружу и, распространяясь через кровяное русло, заселяют клетки в других тканях тела. В конце концов иммунная система хозяина начинает с ними борьбу, и тогда паразиты принимают другую форму — брадизоитов (от греч. brady — «медленный»), которые прячутся внутри клеток хозяина, в нервной, мышечной и других тканях, и терпеливо ждут, когда их хозяин будет съеден.

Паразит ждет, поскольку для завершения своего жизненного цикла он должен оказаться в кишечнике кошки. Toxoplasma gondii это протист[248]. Как и многие другие виды протистов, чтобы приступить к половому размножению и производить ооцисты, токсоплазма нуждается в очень специфических условиях. Она не может размножаться в почве или в организме грызунов, гекконов, а также свиней и коров (в которых тоже может случайно оказаться). Это очень привередливое существо, способное любить и давать потомство лишь в слизистой оболочке внутреннего эпителия кошачьего кишечника. Там и только там (и нам еще рассказывают, как это трудно — найти любовь через интернет!) Какой именно это будет вид кошек, неважно, главное, чтобы это были кошки. Сейчас установлено, что размножение токсоплазм может происходить в организме 17 видов семейства кошачьих. Таким образом, жизненный цикл Toxoplasma gondii полностью зависит от ряда весьма маловероятных событий, причем эти события должны произойти в определенной последовательности. Эта зависимость — очень важная особенность, определяющая жизненный цикл данного паразита.

После встречи и соития в кошачьем кишечнике самец и самка токсоплазмы производят множество новых ооцист. По фекальной магистрали кошачьих внутренностей ооцисты съезжают вниз и выбираются наружу в окружающую среду. Даже небольшой кусочек кошачьего кала может содержать до 20 000 000 ооцист, таких же живучих, как семена растений. Никому невидимые, они могут провести месяцы и целые годы в ожидании, что их проглотит мышь или другое животное. На нашей планете проживает порядка миллиарда кошек, и, даже если только одна десятая из них заражена токсоплазмами, это значит, что в данный момент не менее 300 трлн покоящихся ооцист ждут себе спокойненько, чтобы их съели. По самой осторожной оценке, количество ооцист Toxoplasma gondii сейчас в 760 раз превышает количество звезд Млечного Пути, прямо-таки целая галактика паразитов![249]

В условиях, когда мыши, крысы и кошки встречаются в большом количестве, как это было, например, в зерновых амбарах Месопотамии, у токсоплазм неплохие шансы на завершение жизненного цикла. Тем не менее любая популяция паразитов способна увеличить эти шансы, повышая вероятность того, что грызуны, их промежуточные хозяева, будут съедены кошками. Все это было уже в общих чертах известно Хэю, который догадался, что паразит способен манипулировать поведением мышей. Как показали последующие исследования, эта догадка была абсолютно верна.

Когда Флегр впервые подумал, что он инфицирован, ему уже было известно, что люди подвержены заражению токсоплазмой через кошачьи экскременты. Как я рассказывал выше, в природе ооцисты этих паразитов сначала попадают в фекалии кошек, затем в почву или воду, после чего цикл повторяется снова. Но в домах ооциты обычно заканчивают свой путь в кошачьем лотке, где встречаются порой в невероятных количествах[250]. Если ооцисты случайно будут проглочены беременной женщиной, то они вскроются в ее желудке, и паразиты начнут процесс бесполого деления в клетках слизистой оболочки кишечника, чтобы в свое время попасть в кровяное русло и оказаться в клетках других тканей тела. К сожалению, паразиты не делают различия между кровяным руслом матери и развивающегося в ней плода, так что с током крови они могут оказаться и в тканях зародыша. У плода еще нет собственной иммунной системы; он получает защитные антитела из организма матери, но не клетки иммунного ответа, такие, например, как Т-лимфоциты. В этом и состоит проблема, так как именно эти лимфоциты обычно и участвуют в борьбе с Toxoplasma gondii. В итоге паразиты неограниченно размножаются в теле зародыша, а это ведет к задержке умственного развития, глухоте, судорожным припадкам и повреждению сетчатки будущего ребенка. (Паразиты на более поздних стадиях развития почти не опасны для плода, потому что они обосновываются внутри клеток мышечной или нервной ткани матери и не распространяются с током крови.) Такие последствия не очень типичны, но и нередки[251]. В течение многих лет изучения Toxoplasma gondii так и считалось: паразит проходит естественные стадии своего жизненного цикла в крысах, мышах и кошках, и скорее случайно кошачий туалет может причинить вред беременной женщине.

Но Ярослав Флегр знал об этом кое-что еще. Он знал, что форма паразитов, заражению которыми подвержены люди, включая беременных женщин, та же самая, которой заражаются крысы и мыши. Это означало, по крайней мере теоретически, что если токсоплазма устраивается в клетках мозга, то последствия для людей могут быть такими же, как и для инфицированных грызунов. Оказавшись в мозге человека, паразит мог, опять же теоретически, манипулировать его поведением. Но это выглядело неправдоподобно. Если мозг грызунов очень мал и миниатюрный протист потенциально способен им управлять, то мозг человека велик. Развитие лобных долей, отвечающих за наше сознание, — это как раз то, что делает нас людьми, способными творить и изобретать, от колеса до компьютеров и сырных палочек. Мы обладаем сложным мышлением и можем планировать наперед свои действия. Мы, люди, не просто послушные орудия собственных биохимических процессов. Мы слишком умны и слишком сознательны, чтобы подчиняться приказам микроскопических тварей. Примерно так думают люди, но только не Ярослав Флегр.

ЧТО КАСАЕТСЯ ТАКОГО ПАРАЗИТА, как Toxoplasma gondii, трудно понять, как выяснить его влияние на человека. Проблема в том, что обычно мы изучаем воздействие патогенных организмов или препаратов против них на лабораторных мышах и крысах, используя последних в качестве модельных организмов. Мы делаем это, чтобы не ставить опыты на людях. Rodentia (грызуны) — отряд млекопитающих, к которому принадлежат эти виды, состоит в довольно близком родстве с нашим собственным отрядом, приматами. Вследствие этого клетки, физиология и даже иммунная система грызунов и приматов схожи настолько, что если какое-то химическое вещество оказывает определенный эффект на мышей и крыс, то с большой вероятностью можно ожидать, что оно будет оказывать похожее влияние и на нас. Интересно, что в пылу дискуссий о пользе и вреде кошек и собак для здоровья человека, почти не обсуждаются домовые мыши, серые крысы и мухи дрозофилы. Все эти животные, которым люди, сами того не желая, помогли расселиться по всей планете, сыграли важнейшую роль в понимании биологии нашего вида. Мы изучаем их, чтобы понять самих себя; они — наше зеркало. В случае с Toxoplasma gondii особую проблему создавало как раз то, что мы уже знали: воздействие паразита на поведение мышей (неважно, имеет ли он какое-нибудь адаптивное значение для самой токсоплазмы). Мыши становились более активными. Было трудно представить, что с людьми произойдет то же самое. Но что делать дальше? Можно попытаться лечить людей, у которых выявлено латентное заражение Toxoplasma gondii (другими словами, людей, у которых есть признаки иммунного ответа на этого паразита), но проблема в том, что никто не знает, как уничтожить брадизоиты, поселившиеся внутри клеток, или даже как отличить больных от тех, чья иммунная система успела уничтожить токсоплазму прежде, чем та обосновалась в организме (но при этом есть признаки борьбы). Другой проблемой было то, что у Флегра не было денег на проведение исследований. Он располагал собственной зарплатой и временем, но не более того. Поэтому он решил применить старый добрый подход: сравнивать зараженных людей с неинфицированными. Хотя установить корреляцию — не значит определить причину, такая работа может стать шагом в нужном направлении, своего рода окном в неизвестное, хотя и довольно мутным.

Сравнительные исследования, предпринятые Флегром, были делом нелегким, хотя и малозатратным. С помощью анкет и опросных листов он хотел изучить особенности поведения большого числа людей, в первую очередь, насколько осторожными они были, а также насколько часто они сталкивались с последствиями рискованных действий (например, попадали в автоаварии). Словно средневековый торговец, он ходил от двери к двери, навязывая свои безумные идеи и предлагая делать анализы крови. Правда, Флегр ходил не по пражским улицам, а по коридорам собственного факультета. Как он пишет в своей статье, участниками его эксперимента в основном были преподаватели или студенты факультета естествознания Карлова университета. Каждому из участников, среди которых было 195 мужчин и 143 женщины, он предлагал заполнить 16-факторный личностный опросник, разработанный еще в 1940-х гг. Рэймондом Кеттеллом. Этот опросник широко применяется по всему миру для оценки 16 факторов, характеризующих личность человека, включая доброжелательность, открытость, уверенность и склонность к доминированию. За исключением Флегра и еще одного сотрудника (а они оба тоже участвовали в исследовании), никто не знал, инфицирован ли он Toxoplasma gondii. Вдобавок к опроснику каждому участнику проводили кожную пробу на присутствие токсоплазмы. Человеку делалась инъекция антигена Toxoplasma gondii и, если в течение 48 часов наблюдался иммунный ответ в виде небольшого воспаления на месте инъекции, считалось, что в тот или иной момент своей жизни испытуемый был инфицирован токсоплазмой[252]. Положительный результат теста не означал, что человек в настоящее время болен или даже что паразит внедрялся в его клетки. Просто человек мог когда-то проглотить достаточное количество Toxoplasma gondii, чтобы иммунная система дала соответствующий ответ. Исследования проводились в течение 14 месяцев, в 1992 и 1993 гг. Университетские коллеги Флегра дивились его чудачествам, но тем не менее охотно принимали участие в проекте (раскрывая тем самым немало подробностей своей личной жизни).

Анализируя данные, Флегр видел, что мужчины, зараженные, как и он сам, токсоплазмой, отличались от остальных. Они были более склонны брать на себя риски (и имели более высокие значения фактора «социальная смелость» в тесте), чаще нарушали установленные правила и принимали быстрые, хотя порой и опасные, решения. Различия в личностных типах у инфицированных и неинфицированных участников были выявлены для обоих полов. Чем больше Флегр размышлял над полученными данными, тем больше ему казалось, что они могут объяснить некоторые важные особенности нашего общества. Поскольку участниками обследования были коллеги Флегра, соответственно результаты характеризовали окружающий его мир. Например, 29 профессоров его факультета имели негативные тесты на токсоплазмоз. Именно эти люди проявляли лидерские качества. Они принимали неспешные и взвешенные решения. Десять человек из этой группы занимали административные должности, от заведующих кафедрами до декана. А вот среди инфицированных преподавателей лишь один профессор занимал пост заведующего кафедрой[253]. Дальнейшие исследования выявили похожие закономерности. Например, Флегр обнаружил, что зараженные токсоплазмой люди в два с половиной раза чаще попадают в автоаварии (результаты повторились в двух независимых исследованиях в Турции, а также в Мексике и России)[254].

Это придало Флегру уверенности[255]. Теперь он стал настойчивее продвигать свои идеи. Ему было что сказать, хотя ученый и догадывался, что услышит в ответ. Конечно, его станут убеждать, что те, кто подвержен заражению, изначально стартуют с другой позиции: к примеру, что более рисковые люди скорее подхватят паразитов. Флегр не мог этого исключить, хотя бы формально, но также он не мог вообразить, почему склонность к риску увеличивает вероятность столкнуться с паразитами из кошачьих фекалий. Предположение, что авантюрный человек скорее заведет себе кошку или по неосторожности проглотит кошачьи экскременты, выглядело натяжкой[256]. Впрочем, такова была его идея.

Мы не знаем, когда люди впервые вошли в контакт с Toxoplasma gondii. Согласно одному из возможных сценариев, это изредка случалось еще в доземледельческую эпоху. С появлением сельского хозяйства мы стали хранить зерно. В амбарах кормились огромные популяции зерноядных насекомых и домовых мышей. Зерно стало валютой, а мыши ее пожирали[257]. Но с ростом мышиного населения росла и численность кошек. Древние земледельцы одомашнили этих животных, чтобы постоянно иметь их у себя на службе. С одомашниванием кошек увеличилась частота контактов с их экскрементами, а стало быть, и с Toxoplasma gondii[258]. На Кипре в захоронении, сделанном около 7500 г. до н. э., рядом с человеком была обнаружена кошка. Она не была разрублена на куски, то есть ее не использовали для приготовления пищи. Она была аккуратно уложена так, как во многих культурах хоронят человеческих мертвецов. На Кипре кошек изначально не было, следовательно, это животное (или его предки) могло прибыть на остров на корабле. Человек, возле которого она найдена, был богат и влиятелен; в его могиле лежали драгоценности и украшения. Такое погребение говорит о том, что в отношении к этим животным у человека издавна существовал элемент поклонения или по крайней мере уважения[259]. Скорее всего, это был уже одомашненный экземпляр (хотя судить только по костям сложно).

Первая встреча человека с Toxoplasma gondii могла произойти в одном из подобных сельскохозяйственных поселений. Человек и кошка, похороненные в одной могиле, вполне могли быть заражены этим паразитом. Не исключено, однако, что контакт с Toxoplasma gondii мог начаться еще раньше. Древние охотники-собиратели, подобно мышам, могли случайно проглатывать покоящиеся в почве ооцисты. Или же они могли заражаться паразитами, поедая сырое мясо, например дикой свиньи или овцы, в клетках которых находились паразиты. В ту эпоху люди частенько становились жертвами крупных кошачьих. Тем самым они помогали токсоплазме добраться до места назначения. Крупные кошки, вероятно, гораздо чаще пожирали наших предков (особенно маленьких детей), чем мы думаем. Но, даже если этот второй сценарий верен, все же именно появление земледелия и одомашнивание кошек привело к резкому росту частоты взаимодействия между людьми и паразитами. Так или иначе, если Флегр прав, то Toxoplasma gondii с очень давних времен воздействует на человеческое поведение. Другими словами, он пытался разобраться не в том, как паразиты влияют на нас сейчас, а в том, какое воздействие они могли оказывать на многие поколения, жившие до нас. Интересно, не был ли заражен токсоплазмой Чингисхан. Или, к примеру, Христофор Колумб.

В те годы, когда Флегр изучал различные пути, которыми Toxoplasma gondii может оказывать влияние на человека и на все человечество, некоторые другие биологи спокойно продолжали исследовать воздействие паразита на грызунов. Среди них была Джоанна Уэбстер, специалист по возбудителям инфекций, распространяемых животными (она называет себя специалистом по зоонозам и эпизоотиям). Как и Флегр, Уэбстер решила последовать по стопам Дж. Хэя, но, в отличие от Флегра, она имела возможность ставить эксперименты. Хэй работал с домовыми мышами. Уэбстер изучала лабораторных крыс. В этих грызунах, как и в мышах, Toxoplasma gondii размножается делением, проникает в кровяное русло и по нему рассеивается по всему организму, внедряясь в клетки мышечной ткани, сердца и мозга. Попадая в мозговые клетки, паразит инцистируется и может оставаться в состоянии цисты целые годы, пока не погибнет его хозяин. Проведя серию экспериментов, Уэбстер смогла убедительно показать, что крысы, как и домовые мыши, в результате токсоплазменной инвазии тоже становятся гиперактивными[260]. Они перестают бояться запаха кошачьих выделений, в норме столь устрашающего их, и такое изменение, как и гиперактивность у мышей, делает грызуна легкой добычей кошек[261]. Природа может заставить муравьев полюбить жуков; она также может заставить мышей и крыс маршировать прямо в пасть врага.

Постепенно Уэбстер пришла к пониманию, как именно токсоплазма вызывает эти изменения у своих хозяев-крыс. Оказалось, что, попав в мозг, паразит производит прекурсор допамина[262], а мы уже знаем, что этот гормон, наряду с другими веществами и физиологическими механизмами, вызывает повышенную активность у мышей и крыс, а также уничтожает у них боязнь запаха кошачьих выделений. Как результат, вероятность того, что грызун будет съеден кошкой, возрастает. Поскольку синантропные грызуны встречаются не только в домах, то и бродячие кошки становятся хозяевами Toxoplasma gondii[263].

Работа Уэбстер стимулировала изучение способов манипулирования поведением хозяев разными паразитами (и не только токсоплазмой). Теперь нам известно, что это довольно частое явление. Грибы берут под контроль мозг муравьев, осы манипулируют пауками, плоские черви равноногими рачками и т. д. Но, кроме Флегра, никто из исследователей Toxoplasma gondii, даже Джоанна Уэбстер, не занимался влиянием токсоплазмы на человека.

Должность Уэбстер давала ей потенциальную возможность изучать взаимодействие Toxoplasma gondii и людей. В ее обязанности входит преподавание в Медицинской школе Имперского колледжа, так что она еженедельно бывает в обществе коллег, специализирующихся на человеческих болезнях. Но для ее коллег результаты сравнительного исследования Флегра представлялись совершенно неубедительными, и их отношение к такого рода исследованием не изменилось бы, даже если бы их проводила сама Уэбстер. Конечно, она не должна была любой ценой доказывать им, что работа Флегра интересна и нуждается в продолжении, но было желательно сделать это. Академическая жизнь строится на взаимном уважении, которое можно завоевать, а можно и потерять. Утратив уважение коллег, вы лишаетесь их поддержки, возможности участвовать в совместных исследованиях и вообще одобрения, которое может понадобиться в будущем (а ученые, похоже, очень нуждаются в одобрении). Но результаты, полученные Флегром, казались неубедительными не только коллегам Уэбстер, но отчасти и ей самой. Ее занятия состояли в экспериментах, в проверке гипотез в лаборатории, но в истории отношений человека и токсоплазмы далеко не все их аспекты можно было экспериментально проверить. По этическим соображениям она не могла заражать людей этим паразитом. Никто не знает, как избавиться от токсоплазмы, если она обосновалась внутри клеток (поэтому Уэбстер не могла лечить людей и наблюдать результаты лечения). Однако в процессе работы ей пришла на ум одна возможность. Среди множества других гипотетических явлений, о которых говорил Флегр, он допускал, что паразиты могут изменять не только поведение, но и психическое здоровье зараженных людей. Точнее говоря, основываясь на работах Флегра, Э. Фуллер Торри, психиатр из Медицинского исследовательского института им. Стенли, и Роберт Йолкен, профессор педиатрии медицинского центра Университета Джона Хопкинса, предположили, что Toxoplasma gondii может быть отчасти или даже целиком повинна в шизофрении[264]. Было известно, что шизофрения и токсоплазмоз часто встречаются у членов одной семьи, но это нельзя было объяснить только наследственностью (причина, скорее всего, лежала в условиях проживания больных, а не в их генетической конституции). Вдобавок, лекарство, используемое для подавления симптомов шизофрении, как оказалось, иногда убивает токсоплазму в клетках больного человека. Когда Уэбстер познакомилась с этими данными, у нее возникла идея. Она подумала: а что, если механизм действия лекарства от шизофрении состоит в том, что оно подавляет или даже убивает Toxoplasma gondii?

Уэбстер проделала эксперимент. Она перорально заразила токсоплазмой 49 белых крыс. Другая, контрольная, группа состояла из 39 животных, которых «заразили» через рот обычной подсоленной водой. Каждую группу крыс, зараженную и контрольную, разделили еще на четыре группы. Одна группа не получала никакого лечения. Второй давали вальпроевую кислоту (стабилизатор настроения), третьей — галоперидол (антипсихотик), и последняя получала пириметамин — лекарство, используемое для борьбы с паразитарными болезнями, включая в некоторых случаях и токсоплазмоз. После этого всех крыс поочередно запускали в загончик площадью в один квадратный метр. В четырех углах загончика находились различные пахучие предметы. В один угол Уэбстер положила опилки, вымоченные в крысиной моче и издающие соответствующий запах. Во втором углу лежали такие же опилки, но вымоченные в воде и поэтому ничем не пахнущие. Опилки в третьем углу издавали запах кроличьей мочи. Уэбстер предполагала, что этот запах не должен оказывать никакого действия на крыс, для которых кролики представляют совершенно нейтральный объект. Наконец, в последний угол она поместила опилки, пахнущие кошачьей мочой. Уэбстер работает в одном из самых престижных университетов мира. Она, автор крупных открытий, теперь день за днем занималась раскладыванием образцов мочи. После того как загончик был готов, туда запускали одну из крыс, и Вебстер или ее ассистент наблюдали за поведением животного и записывали, сколько времени оно проводит в каждом углу. Это повторялось много раз и в итоге вылилось в 444 часа наблюдений над 88 крысами. Когда все данные были подытожены, они заняли 240 462 строки. Уэбстер понадобилось немало времени на расчеты. Записи показали, что незараженные крысы проводили большую часть времени в углах, где был знакомый и «безопасный» запах их собственных выделений, или там, где пахло мочой безвредного для них кролика. Эти животные благоразумно избегали угла, от которого исходил запах кошачьей мочи. Зараженные, но не получившие никакого лечения, крысы вели себя совсем по-другому. Они чаще наведывались в «кошачий» угол и даже оставались там долгое время, как будто не понимали, какую потенциальную угрозу может нести этот запах. Удивительно, но зараженные крысы, получившие дозу средства от паразитов или лекарства от шизофрении, вели себя подобно незараженным животным. В сравнении с крысами предыдущей группы эти особи реже заглядывали в четвертый угол, а если заглядывали, то не оставались там долго. Они, если можно так выразиться, вылечились[265].

В 2006 г. Уэбстер опубликовала статью о шизофрении, о препаратах для ее лечения и о Toxoplasma gondii. Работа была впечатляющая, но все-таки касалась мышей, а не человека. Нужно было провести исследования на людях, но не чисто сравнительные (по крайней мере, Уэбстер этого было недостаточно). Но и проводить эксперименты было невозможно. Однако была и третья опция — «лонгитюдное» исследование. Кто-то должен был отслеживать состояние здоровья людей в течение долгого времени, чтобы установить, насколько с большей вероятностью с годами шизофрения развивается у людей, зараженных Toxoplasma gondii, в сравнении с неинфицированными, сопоставимыми с ними во всех других отношениях. Сама Уэбстер никогда не делала ничего подобного, но, если бы удалось найти специалиста, способного выполнить такое исследование, это был бы элегантный способ проверить гипотезу так, чтобы наконец привлечь к ней внимание практикующих врачей. Трудно представить, у кого могли бы найтись нужные данные, включающие не только сведения о здоровье людей в разные моменты их жизни, но и результаты анализов их крови за долгий период. В числе немногих учреждений в мире, располагавших такими сведениями, были вооруженные силы Соединенных Штатов.

Армия США собирает данные о состоянии здоровья всех новобранцев, включая результаты анализов их крови. Один американский эпидемиолог, Дэвид Нибур, из Военного исследовательского института имени Уолтера Рида, решил исследовать собранные данные, чтобы определить, связана ли на самом деле шизофрения с заражением Toxoplasma gondii. Он просмотрел армейскую базу данных и нашел 180 человек, уволенных из сухопутных войск, флота или военно-воздушных сил в период с 1992 по 2001 г. в связи с диагнозом «шизофрения». Затем из той же базы данных для каждого из этих 180 человек Нибур и его коллеги подобрали других троих военнослужащих без такого диагноза. Эти члены контрольной группы были очень похожи на людей с диагнозом по возрасту, — полу, расовой принадлежности и роду войск, в которых они служили. Исследователи изучили данные анализов крови, собранные военными медиками, чтобы установить, был ли среди больных шизофренией больший процент инфицированных Toxoplasma gondii. Ответ оказался положительным. У солдат, уволенных со службы с таким диагнозом, частота позитивной реакции на токсоплазму была достоверно выше, чем у контрольной группы[266]. Согласно результатам Нибура и его соавторов, солдаты, инфицированные Toxoplasma gondii, имели риск развития у них в определенный момент жизни шизофрении на 24 % выше, чем люди, у которых не было признаков токсоплазменной инвазии. Иными словами, если вы хоть раз в жизни подвергались заражению этим паразитом, ваши шансы когда-нибудь заболеть шизофренией возрастают на 24 %. Со временем в печати стали чаще появляться результаты аналогичных исследований, проведенных другими учеными, что добавило новые подробности к результатам Нибура и его коллег. К настоящему времени 54 исследования отслеживали связь между шизофренией и Toxoplasma gondii. И только пять из них не обнаружили свидетельств в пользу того, что заражение этим паразитом повышает риск шизофрении[267].

Задним числом представляется, что Флегр был на правильном пути. Toxoplasma gondii действительно способна воздействовать на мозг человека так же, как она воздействует на мозг мышей и крыс. Мы не единственные приматы, подверженные этому. Одна из недавних работ показала, что токсоплазмоз может вызывать у шимпанзе, ближайших наших родственников, влечение к запаху кошачьих, конкретно — к моче леопарда[268]. Зараженные люди, по крайней мере мужчины, также более склонны расценивать запах кошачьей мочи как приятный, в отличие от неинфицированных мужчин[269].

Доля людей, инфицированных Toxoplasma gondii, огромна. Часть из них заражается, употребляя не прошедшее полной кулинарной обработки мясо, в мышечных клетках которого роятся невидимые паразиты. Но большинство получает токсоплазму от своих кошек. Насколько распространены случаи заражения Toxoplasma gondii? Во Франции до 50 % населения обнаруживают проявления латентной инфекции. Возможно, в этом кроется объяснение поведения значительной части этого народа. Это не культура довлеет над французами, когда они наслаждаются красным вином, сигаретами и мясом — просто паразиты заставляют их не думать о рисках. Но и вы, нефранцузы, не очень-то задирайте нос. Я должен отметить, что процент заражения в других странах не менее высок. В Германии он доходит до 40 %; в США до 20 % всего взрослого населения подхватывали эту инфекцию. В масштабах планеты более 2 млрд человек в какой-то момент жизни были инфицированы этим паразитом[270].

Сама по себе история Toxoplasma gondii имеет очень большое значение. Не исключено, что это самый распространенный в человеческой популяции паразит, по крайней мере из числа проблемных. Угревые железницы{26}, которые мы изучаем в моей лаборатории, встречаются еще чаще, чем токсоплазма (они обнаруживались у всех взрослых, которых мы когда-либо обследовали)[271]. Но, похоже, они не оказывают никакого негативного воздействия. Среди вредоносных паразитов этот вид, на который долго не обращали внимания, настоящий король обыденности. Но история мышей, кошек, Toxoplasma gondii и других кошачьих паразитов на самом деле служит предостережением о проблемах, возникающих, когда мы открываем наши двери домашним животным. В целом мы, похоже, решили, что насекомые и микробы в нашем доме — это плохо, а домашние животные — хорошо. Однако, когда мы пускаем в дом кошку, она приносит с собой Toxoplasma gondii. Токсоплазма не гуляет сама по себе. Вдобавок наши мяукающие друзья приносят с собой десятки других паразитических видов, при этом гораздо хуже изученных, чем токсоплазма. И пусть кошатники, будь то обычные женщины или мужчины, испытывающие странное влечение к запаху кошачьей мочи, не чувствуют себя ущемленными; очень похожие вещи происходят и с другими животными, которых мы содержим в своих домах.

За последние 12 000 лет мы приютили у себя немало видов, включая кошек, хорьков, собак, морских свинок и милых утят. За каждым из них потянулись их собственные спутники. Кошки принесли Toxoplasma gondii. Морские свинки, как представляется, «наградили» нас блохами. А собаки — о, собаки — это настоящий ходячий зоопарк: черви, насекомые, бактерии и т. д.

Лет семь тому назад у меня появилась мысль попросить студентов, работающих в моей лаборатории, составить полный каталог паразитических организмов, связанных с нашими домашними животными, вид за видом. Составление каталога собачьих паразитов было поручено студентке, которую звали Мередит Спенс. Я предполагал, что, когда она закончит свою работу, кто-нибудь другой возьмется за кошек, еще кто-то будет работать с кроликами, ну и т. д. Каталог собачьих паразитов не готов и поныне. Сначала Мередит потребовала год, потом второй, потом третий. В конце концов она окончила Университет штата Северная Каролина с дипломом бакалавра, работала в ветеринарной клинике, вернулась в университет в качестве аспиранта и сейчас заканчивает работу над диссертацией. Мередит до сих пор продолжает составлять каталог наружных и внутренних паразитов собак[272]. В нем перечислены виды, которые для вас не станут неожиданностью, — конечно же, это блохи, а также переносимые ими паразитические бактерии из рода Bartonella[273]. Там же содержится целый паноптикум из несущих выросты на переднем конце тела червей, таких как ленточные черви из рода Echinococcus.

В таксономическом отношении собаки, как и кошки, входят в состав отряда хищных млекопитающих (Carnivora). Но, насколько нам известно, собаки не могут быть окончательными хозяевами Toxoplasma gondii; как бы ни был кишечник собаки сходен с кошачьим, для токсоплазмы он совершенно не подходит. Если говорить о паразитах, а у собак их множество, — у каждого свои предпочтения. Например, эхинококки любят устраиваться внутри собачьего кишечника. Собаки для них служат «дефинитивными», то есть конечными хозяевами. В переводе со скучного научного языка на повседневный это значит, что именно внутри собаки эти черви должны очутиться, чтобы заниматься сексом, производить яйца и прожить там до конца своих дней.

История червей рода Echinococcus только-только начинает вырисовываться. Наши знания об этих паразитах примерно соответствуют уровню наших знаний о Toxoplasma gondii в 1980 г. Для большинства видов ленточных червей конечными хозяевами служат различные хищные животные — от кошек и собак до акул, но разные виды паразитов очень разборчивы в выборе хозяев. Взрослые представители рода Echinococcus явно предпочитают собак. Вы можете подумать, что поскольку собаки и кошки принадлежат одному отряду, то эти черви могут спариваться и в кошках, но ничего подобного (так же как Toxoplasma gondii не может размножаться в организме собаки). Для этого конкретного паразита есть только одна подходящая среда — кишечник собаки.

Появившиеся в результате спаривания внутри собаки яйца эхинококков покидают организм хозяина вместе с фекалиями. Оказавшись во внешней среде, они ждут. Травоядные животные нередко заглатывают небольшие фрагменты собачьего кала вместе с травой. Это одна из реалий природы, о которых мало кому известно. Чаще всего такими промежуточными хозяевами становятся овцы или козы. Но там, где эти животные встречаются редко, вполне подойдет олень или даже кенгуру. В желудке травоядного из яиц выводятся личинки; новорожденные эхинококки мигрируют по всему телу животного и инцистируются внутри отдельных органов или даже в костях. Когда травоядное животное погибает, собаки заражаются, если съедят его мясо, начиненное цистами. Таким же путем заражаются личинками эхинококка и люди, употребляя в пищу мясо травоядных животных, например баранину. Личинки могут образовывать цисты в теле человека точно так же, как они делают это внутри овцы, но с одним исключением: у человека цисты растут без остановки и могут достигать размеров баскетбольного мяча. Обзавестись цистами эхинококка, съев зараженную баранину, вполне «гламурный» способ заражения. Менее гламурный вариант — случайно проглотить немного собачьего кала с яйцами глистов, что случается гораздо чаще, чем хотелось бы, например, когда люди позволяют своим питомцам лизать их лицо. Мир вульгарен и полон жизни.

История Echinococcus вызывает множество вопросов. Может ли паразит манипулировать поведением зараженных овец или людей, вызывая у них особое расположение к собакам? Возможно ли, что собачники любят собак потому, что находятся во власти биохимии червя? Никто этого не знает; впрочем, нам хорошо известно, что в дикой природе происходят куда более странные вещи.

Некоторые паразиты и патогены собак, например вирус бешенства, совершенно обычны в одних местах (или в определенные эпохи), но очень редки в других, по крайней мере в наши дни. В списке собачьих паразитов, составленном Мередит Спенс, Echinococcus был одним из наиболее распространенных паразитов, но даже он встречается не так часто, как сердечный гельминт, или дирофилярия (Dirofilaria immitis). Мередит сейчас изучает сердечных червей у собак; составленный ею некогда каталог оказался хорошим подспорьем. Дирофилярии это род нематод (круглых червей). Они проникают в сердце и легочные артерии собак и живут в них; со временем червей становится так много, что они начинают мешать току крови. В США почти 1 % собак заражен сердечным гельминтом. В некоторых странах инфицировано более половины собак. Паразит попадает в животное через укусы комаров. Сначала червь проникает внутрь комара. Потом, в момент, когда комар кусает собаку, личинки-микрофиллярии быстро спускаются по хоботку насекомого в ранку в месте проколотой кожи. Там они пробираются в подкожную ткань и уже оттуда мигрируют чрез мышечные волокна к кровеносным сосудам, по которым достигают сердца. К моменту, когда личинка оказывается в месте назначения, она успевает несколько раз перелинять и превратиться во взрослого червя. Прирожденные романтики, эти черви спариваются внутри собачьего сердца. Эволюция собачьих дирофилярий, как и большинства других видов этой группы, практически не изучена. Мередит сосредоточена на той части их жизненного цикла, что протекает в организме комаров, так что вряд ли она в ближайшем будущем займется всей эволюционной историей этого вида. Вот вам еще одна прекрасная тема для исследования, которой, может быть, кто-нибудь заинтересуется (я предполагаю, что немалое число неизвестных науке видов дирофилярий прямо сейчас путешествует вокруг вас вместе с комарами). Как правило, собачьи дирофилярии неспособны проникнуть в сердце человека. Это происходит так редко (сотни, никак не тысячи, случаев в год), что врачи, выявившие проблему, собираются вокруг пациента, чтобы сделать селфи с ним вместе. Известен только один случай, когда гельминты спаривались в человеческом сердце; большинство из них застревают в легочных артериях, куда попадают во время своих странствий внутри человека. Неспособные двигаться, черви погибают. Чаще всего это происходит в кровеносных сосудах глаз, мозга или яичек. Но и такие случаи редки[274].

А вот сами по себе контакты человека с дирофиляриями не редкость. У многих людей обнаруживаются антитела к этим паразитам; это говорит о том, что многие люди (возможно, большинство) когда-то были укушены комаром-носителем этого паразита. Дирофилярии проникали под их (может, и вашу) кожу, но человеческая иммунная система их уничтожила. Когда такое происходит, тот, кого червь пытался (безуспешно) атаковать, ничего не замечает. Однако недавние исследования показали, что даже однократный контакт с этими гельминтами может изменить иммунную систему людей, способствуя выработке у них антител, повышающих вероятность развития астмы. Другими словами, вполне может случиться так, что севший на вас комар — носитель собачьего паразита, пусть даже убитого вашей иммунной системой, оставит вам в наследство призрачный след в форме предрасположенности к чиханию, кашлю и бронхо-легочной обструкции[275]. Тот факт, что нас часто кусают комары, зараженные собачьими филяриями, отчасти следствие того, какое место мы отводим собакам в нашей жизни. Если в нашей среде обитания есть собаки, то будут и собачьи черви (они также живут в волках и койотах, но практически нет мест, где их было бы больше, чем в домашних собаках). Чтобы в ваш организм проникли дирофилярии, вам даже не нужно держать собаку самому, достаточно, чтобы они жили по соседству. Не менее 20 видов других паразитов встречается у наших питомцев постоянно, связывая их с дикими волчьими предками и миром за порогом вашего дома. Как показывает каталог Мередит, еще десятки видов паразитов выявляются у домашних собак от случая к случаю.

Я нахожу особенности биологии Toxoplasma gondii, эхинококков и сердечных червей захватывающими и удивительно интересными. Но, как и всякий человек, я предпочел бы избежать заражения. Пуская в дом кошку или собаку, вы рискуете. К счастью, наиболее тяжелые последствия этих инфекций — будь то шизофрения, заражение ленточными червями или мертвые дирофилярии у вас в тестикулах — в большинстве регионов редкость. К тому же многие риски, связанные с собаками и кошками, их владельцы могут предотвратить. Например, существуют особые медицинские средства против сердечных червей у собак (хотя их использование, в свою очередь, повышает скорость, с которой паразиты приобретают устойчивость к медикаментам). Правда, другие паразиты, такие как Toxoplasma gondii, до сих пор остаются почти неуязвимыми.

Я не претендую на то, что знаю ответ на вопрос, как сбалансировать плюсы и минусы содержания животных дома. Ответ в конечном итоге будет зависеть от того, где и как мы живем. В некоторых регионах кошки до сих пор помогают защищать зерно в амбарах от мышей и крыс. Есть места, где собаки и сегодня вместе с пастухами охраняют овечьи стада. Но в контексте современного Запада эти животные чаще всего играют роль компаньонов. Чем больше мы нуждаемся в компании или даже страдаем от одиночества, тем выше ценим их общество. Чем более изолированными горожанами мы становимся, тем очевиднее подобная польза от наших питомцев. Чем дальше мы от живой природы, тем с большей вероятностью собаки и кошки дают нам новое преимущество, связывая нас с полезными видами.

Впервые мы заметили благоприятное влияние наших питомцев на бактериальную жизнь в нашем жилище, когда проводили обследование 40 домов, расположенных в Роли и Дареме, штат Северная Каролина. Среди прочего мы спрашивали домовладельцев, есть ли у них собака. Различия в видовом составе бактерий в разных домах на 40 % определялись наличием или отсутствием собаки[276]. Это очень большой эффект, который частично связан с тем, что в домах, где жили собаки, чаще встречались почвенные микробы. Сначала мы думали, что собаки просто приносят на себе этих бактерий, возвращаясь с прогулки, но в ходе одного недавнего исследования были обнаружены живые почвенные микробы в шерсти многих разных видов млекопитающих[277]. Вполне возможно, что в микробиоме их шерсти и в нормальном микробиоме почвы есть много общих видов. Кроме того, собаки рассеивают по дому бактерии, живущие в слюне, а также ряд видов фекальных бактерий, типичных для собак, но редких у людей (их тоже можно идентифицировать).

Получив данные, собранные в 1000 домов, мы начали разбираться, влияют ли кошки на бактериальный состав наших жилищ. Да, они тоже влияют. По каким-то до сих пор неясным причинам некоторые виды бактерий, включая те, что связаны с насекомыми, встречаются реже, когда в доме есть кошка[278]. Может быть, пестициды, попадающие на тело кошек из блошиных ошейников, а также в виде капель и порошков, убивает насекомых, что, в свою очередь, убивает их бактерий (хотя мы предполагаем, что и в случае с собаками должно происходить то же самое). Может быть, кошки поедают насекомых (и убивают их бактерии). Но, несмотря на это, количество бактерий, попадающих в дом при содействии кошек, исчисляется сотнями. Как и в случае с собаками, большинство этих видов связано с телом животного — кожей, шерстью, фекалиями и слюной. Но почвенных микробов кошки, похоже, в дом не приносят, то ли потому, что они меньше размером, чем собаки, то ли потому, что вылизывают лапы. Мы не знаем наверняка.

Я подозреваю, что на протяжении большей части нашей истории кошки или собаки приносили в дом такие виды бактерий, наподобие простейших и червей, которые либо ни на что не влияли, либо приносили человеку вред. Но мы живем в необычные времена. Согласно гипотезе биоразнообразия, в большинстве стран мира наряду с заболеваниями из-за присутствия паразитов и патогенов люди страдают из-за их отсутствия. Вполне вероятно, что дети, растущие в условиях дефицита необходимых микробов, общаясь с кошками и собаками, получают такую же пользу, как если бы они вдыхали богатую биоразнообразием пыль в домах амишей. Современные исследования показывают, что собака в доме уменьшает риск аллергий, экземы и дерматита у ее владельцев, особенно у детей. Наиболее подробный обзор литературы показал, что у детей, живущих в домах, где держат домашних животных, отмечается меньшая заболеваемость атопическим дерматитом[279]. Аналогичное исследование, проведенное в Европе, выявило такой же эффект относительно аллергии: владельцы домашних животных подвержены ей в меньшей степени, хотя в разных странах эта тенденция выражена неодинаково[280]. По данным различных исследований, кошки в целом оказывают такое же влияние, как и собаки, но в их случае эффект слабее и менее устойчив[281].

В тех уголках мира, где мы особенно далеки от природного биоразнообразия, кошки и собаки способны благоприятно влиять на нашу иммунную систему. С одной стороны, они приносят в дом бактерии, отчасти компенсирующие те возможности, которых мы лишены. Мы настолько оторваны от живой природы, что даже взаимодействие с грязью на собачьих лапах идет нам на пользу. С другой стороны, фекальные бактерии кошек и собак, случайно попадающие в кишечники наших детей, тоже могут быть во благо. Дети, растущие в семьях, где есть собаки, подхватывают микробы из собачьего кишечника, когда подбирают с испачканного собачьими фекалиями пола кусочки еды, или когда их «целует» собака, которая только что «целовала» зад другой собаки[282]. Вероятно, собаки (может быть, до некоторой степени и кошки) не только приобщают нас к биоразнообразию, но и дают возможность восстановить кишечную микрофлору в случае ее утраты. Сейчас уже точно известно, что отсутствие кишечных бактерий у человека может вызывать различные проблемы со здоровьем, от болезни Крона до воспалительных заболеваний кишечника и многие другие. Если эта гипотеза поедания фекалий верна, то логично предположить, что дети, родившиеся с помощью кесарева сечения, которым часто неоткуда взять все необходимые виды бактерий[283], получают особую пользу от общения с собаками. Кажется, так оно и есть. Точно так же можно ожидать, что в домах, где есть другие источники фекальных микробов, например маленькие братья и сестры с грязными пальцами, эффект присутствия собак менее выраженный. И это тоже, похоже, недалеко от истины. Собаки меньше влияют на заболеваемость астмой и аллергией у детей, имеющих братьев и сестер. В общем, я думаю, что имеющиеся данные подтверждают мысль о пользе собак как источника почвенных микробов и биоразнообразия, а также фекальных бактерий для тех, кто их утратил. Однако это происходит лишь потому, что мы живем в среде, практически изолированной от дикой природы, когда небольшая добавка грязи и фекалий в нашу жизнь помогает решать проблемы. Если же мы вспомним историю эхинококков или сердечных червей, то выводы по поводу домашнего содержания животных могут изрядно скорректироваться в зависимости от того, какие виды приносит ваша собака: бактерии это или черви, а если черви, то какие именно. Порой, когда мы находимся в поиске простых решений, способных улучшить нашу жизнь, биоразнообразие — ерунда при всей его сложности.

Правда состоит в том, что мы до сих пор до конца не поняли, каковы в конечном итоге последствия жизни с домашними кошками или собаками, не говоря уже о комнатных хорьках, карликовых свиньях или черепахах. Если мы прилагаем столько усилий, чтобы разобраться, полезны ли кошки и собаки для нашего здоровья, вы можете понять, почему так трудно выяснить, какие именно из сотен тысяч видов бактерий, проживающих в наших домах или на наших телах, нам нужны. Но ученые не прекращают попыток. Фактически в 1960-е гг. в какой-то момент казалось, будто врачи в скором времени станут разводить целые бактериальные сады в организмах детей повсюду в Соединенных Штатах, в том числе в клиниках и частных домах. Так они и поступили.

Глава 11. Как возделать бактериальный «сад»

А сейчас мы несколько подробнее обсудим борьбу за существование.

Чарльз Дарвин

Трава дурная хорошо растет.

Уильям Шекспир{27}

Мы все мечтаем о прогрессе. Обычно мы представляем его себе как прогресс технологий. Мы воображаем, что прошлое хуже настоящего, а настоящее хуже будущего. Но, если речь идет о контроле над жизнью вокруг нас, особенно в наших домах, вполне возможно, что это не так. Мы очень многого добились в борьбе с возбудителями инфекций, но при этом зашли слишком далеко, уничтожая вместе с вредными микробами и полезных. Затем мы неосмотрительно стали строить дома, привлекательные для вредоносных видов, различных грибов, поселяющихся на стенах, новых патогенов, скрывающихся в душевых насадках, и снующих по комнатам прусаков. При этом у нас всегда была возможность пойти другим путем. Много лет назад мы придумали способ добиться появления в наших домах благоприятных для нас видов. Такое предложение может показаться опасным, но едва ли оно опаснее того мира, который мы создали. Более того, этот метод уже испытан. Его проверяли повсеместно на коже новорожденных детей. И он работает.

Эта история началась в конце 1950-х гг. В американских больницах стремительно распространялся патогенный микроб, известный как Staphylococcus aureus (золотистый стафилококк) типа 80/81[284]. Он был опасен не только для пациентов, но и после их возвращения домой для членов семей. Особую угрозу микроб нес младенцам, для которых, как отмечалось в одном из исследований тех лет, «он мог оказаться потенциально более серьезной инфекцией, чем любой другой микроб»[285].

Если Staphylococcus aureus типа 80/81 (будем называть его коротко «80/81») обосновывался в носу или пупке человека, избавиться от него было практически невозможно. Он был устойчив к основному антибиотику тех лет, пенициллину, впервые ставшему доступным в 1944 г. Пенициллин не был способен уничтожить все виды патогенных микробов. (Например, для борьбы с туберкулезной палочкой, Mycobacterium tuberculosis, потребовалось дождаться открытия другого антибиотика, стрептомицина, производимого бактериями рода Streptomyces.) Но с патогенными штаммами Staphylococcus aureus пенициллин справлялся вполне успешно до тех пор, пока не появился штамм 80/81, устойчивый к этому антибиотику[286]. Что еще хуже, этот штамм распространялся угрожающе быстро.

К 1959 г. он повсеместно бытовал в отделениях для новорожденных многих больниц США, среди которых была Пресвитерианская больница имени Вейла Корнелла в Нью-Йорке. В этом отношении больница не отличалась от других медицинских учреждений, но именно на ее базе два врача — Хайнц Айхенвальд и Хенри Шайнфилд — взялись за поиски решения проблемы 80/81[287]. Айхенвальд был врачом педиатрического факультета в Медицинском центре Корнеллского университета, а Шайнфилда недавно назначили на тот же факультет на должность доцента. Их сотрудничество положило начало не только медицине нового типа, но и принципиально новому подходу к живым организмам, населяющим закрытые помещения.

Айхенвальд и Шайнфилд тщательно обследовали неонатальное отделение Пресвитерианской больницы. В конце каждого рабочего дня они проверяли помещение на наличие 80/81. Они вряд ли могли бы описать, что именно ищут, им это еще только предстояло узнать. Это была кропотливая и скучная работа, ставшая своего рода ритуалом. Их усилия в конечном итоге были вознаграждены.

Сначала они обратили внимание на то, что все наиболее зараженные палаты неонатального отделения в клинике часто посещала одна и та же медсестра. Позже выяснилось, что в ее носоглотке находился штамм 80/81 (я так и буду ее называть, «медсестра 80/81»). Казалось, что инфекция следует за этой женщиной повсюду, куда бы она ни шла. Стало очевидно, что виновница — «медсестра 80/81». Вообще инфекции в неонатальных отделениях больниц были делом вполне обычным, соответственно, встречались и зараженные медсестры. В большинстве клиник такую медсестру отстранили бы от работы и заражения прекратились бы. И вопрос был бы закрыт. Сначала так оно и произошло. Как написано в отчете Шайнфилда и Айхенвальда, медсестру 80/81 «убрали». Но в Пресвитерианской больнице история на этом не закончилась.

Медсестра 80/81 была в контакте с 68 младенцами: с 37 сразу после их рождения, и с 31 спустя 24 часа после рождения, на второй день их жизни. Из первой группы новорожденных, прошедших через ее руки, четверть оказалась инфицированной 80/81. При этом никто из младенцев, за которыми она ухаживала спустя сутки после рождения, не был заражен. В их носовой полости обитали другие разновидности бактерий, включая безвредные штаммы золотистого стафилококка. Организмы детей и выпавший им жребий таили какую-то загадку. Почему те, с кем контактировала эта медсестра в первый день их жизни, заражались 80/81, а младенцы старше всего на одни сутки — уже нет? В ходе сравнения этих двух групп детей у Айхенвальда и Шайнфилда возникла интуитивная догадка о том, что могло произойти. Интуиция может положить начало успешной научной карьере, а может и уничтожить ее[288].

У исследователей было два возможных объяснения. Первое, и более тривиальное, состояло в том, что это возраст обеспечивает ребенку своего рода иммунологическую «зрелость», помогая новорожденному защищаться от инфекции. Дети чуть старше просто справлялись с 80/81. Их организм убивал патоген раньше, чем тот успевал обосноваться в нем. Назовем это предположение «гипотезой крепкого младенца». Вообще ученые не слишком склонны рассматривать собственные гипотезы как скучные и неудачные, но иногда такое бывает. Именно так Айхенвальд и Шайнфилд отнеслись к первому объяснению. Оно показалось им скучным.

Вторая гипотеза выглядела странной и даже диковатой, но в то же время она была интереснее. Исследователи предположили, что дети постарше могли успеть обзавестись другими микробами, включая «хорошие» штаммы стафилококка. Последние могли образовать своего рода «силовое поле», отталкивающее вновь прибывающие патогены (такие как 80/81). Эту гипотезу Шайнфилд назвал «гипотезой бактериальной интерференции». В случае ее правомерности открывалась перспектива совершенно нового мира, в котором полезные бактерии будут специально насаждаться в организме человека, а также на поверхностях в больницах и домах.

Развивая эти идеи, двое ученых знали, что, как они напишут позже, «образование колоний Staphylococcus aureus у новорожденного — совершенно нормальное явление», которое «рано или поздно обязательно произойдет»[289]. Это был общепризнанный факт. К тому времени многие исследования продемонстрировали, что кожа здорового взрослого человека покрыта настоящим ковром из микробов. В носовой полости, внутри пупка и в некоторых других точках тела в составе микробного сообщества этого «ковра» почти всегда присутствуют золотистые стафилококки, образующие плотные биопленки. На иных участках кожи, например на предплечье или на спине, доминируют другие виды рода Staphylococcus, наряду с представителями родов Corynebacterium, Micrococcus и прочими узурпаторами нашей плоти[290]. Для млекопитающих вообще характерен плотный слой бактерий на поверхности тела, хотя теперь мы знаем, что видовой состав этого слоя зависит от особенностей млекопитающего. Даже нагие мы укрыты, то же касается любых поверхностей в наших домах. Также нам известно, что на коже плода в утробе матери никаких бактерий нет, как нет их в его легких и кишечнике, организм новорожденного заселяется микроорганизмами при рождении.

Зная все это, Айхенвальд и Шайнфилд предположили, что новоприобретенный микробный покров, установившийся у младенца одного дня отроду, особенно в носу и в пупке, служит помехой для других бактерий, которые уже не могут проникнуть в организм и обосноваться в нем. Точнее, ученые подумали, что полезные штаммы золотистого стафилококка могут переиграть патогены, лишая их пространства и пищи и не позволяя тем закрепиться в организме[291]. На языке экологов это называется «эксплуатационной конкуренцией». Также вполне возможно, что, помимо защиты от патогенов путем эксплуатационной конкуренции, бактерии, опередившие других, могут производить особые антибиотики — «бактериоцины», которые отталкивают или даже убивают бактерий «второго эшелона»[292]. Экологи именуют такое явление «интерференционной конкуренцией»[293]. Оба эти вида конкуренции распространены в природе и хорошо описаны. Они наблюдаются у растений в полях и у муравьев в тропических лесах, но мысль, что то же самое происходит и среди бактерий, живущих на человеке или в его жилище, в те годы выглядела радикальной. Хотя подобные прецеденты уже были известны, предложенная концепция была маргинальной — не столько безумной, сколько еретической.

В ту эпоху в медицине, особенно в области инфекционных болезней, все внимание уделялось истреблению вредных видов и штаммов, едва те начинали создавать проблемы. Так повелось еще со времен Сноу, отыскавшего зараженный колодец в Сохо, и со времен Луи Пастера, разработавшего теорию о том, что определенные патогенные виды могут вызывать заболевания. Почти никто не занимался поиском полезных видов; врачи даже не догадывались, что иногда причиной заболевания может быть отсутствие таких микробов[294]. В центре внимания были только патогены и способы их уничтожения. Это немного напоминает ситуацию первобытных времен до одомашнивания животных, когда все отношения с крупными зверями определялись способностью человека убивать или избегать их. Айхенвальд и Шайнфилд мыслили иначе. В их представлении эффективная медицина и здоровье людей в широком смысле могут быть основаны на более холистическом взгляде на жизнь.

Вместе со своим коллегой Джоном Рибблом они задумали эксперимент. Они хотели выяснить, что произойдет, если младенцев из палаты, в которой практически не было 80/81, перевести в палату, где зараженность доходила до 50 %. Будут ли эти новорожденные защищены другими видами микробов, которые ранее заселили их организм? Именно такой эксперимент и был проведен в Пресвитерианской больнице. Сначала новорожденных на 16 часов помещали в палату, свободную от 80/81. Затем переносили в другую, где патоген не просто был в наличии, а витал повсюду. Результат не оставлял сомнений. Дети, начавшие свою жизнь в палате, свободной от 80/81, были защищены от этого штамма, хотя им был всего один день от роду[295].

Это был остроумный (хотя и этически сомнительный) эксперимент. Он подтвердил благотворную роль бактерий в защите от патогенов; полезные микробы, казалось, побеждали и даже уничтожали болезнетворные виды. Впрочем, существовали и альтернативные объяснения, среди которых была и эта скучная «гипотеза крепкого младенца». Поэтому Айхенвальд и Шайнфилд решили поставить идеальный эксперимент: «возделывать» в организме новорожденных бактериальные сады, причем не столько препятствовать проникновению патогенов, сколько целенаправленно создавать благоприятные условия для полезных микробов.

Насаждать предполагалось бактериальный штамм, который Шайнфилд выделил у другой медсестры, по имени Кэролайн Диттмар. Она работала в палате, где не было 80/81. В ее носу обитал штамм, называемый Staphylococcus aureus 502A. Этот же штамм был найден у 40 новорожденных из «здоровой» палаты. Айхенвальд и Шайнфилд полагали, что именно эта разновидность стафилококка, будучи безвредной для здоровья, участвует в интерференционной конкуренции. В течение двух лет они изучали этот штамм и убедились, что он не вызывает никаких болезней ни у самих младенцев, ни у членов их семей. Уже потом стало известно, что безвредность штамма 502А связана с тем, что он не способен проникать сквозь мукозный слой, выстилающий носовую полость и тем самым попадать в кровяное русло. Когда ему удается туда проникнуть, он становится таким же патогенным, как другие болезнетворные бактерии[296]. Еще не закончив изучение штамма 502А, Айхенвальд и Шайнфилд уже приступили к инокуляции им младенцев. Сначала они «высевали» микробы в небольших количествах, но вскоре выяснилось, что для того, чтобы бактерии могли «укорениться», этого недостаточно, и тогда им пришлось повысить дозу до пяти сотен бактериальных клеток[297]. Спустя год микробы 502А все еще присутствовали в носовой полости большинства детей (в пупках их встречалось меньше, но о причинах этого явления можно было только гадать). Более того, микробы колонизировали организм их матерей[298]. Манипуляции Айхенвальда и Шайнфилда обнаружили долговременный эффект. Однако действительно ли заселение организма штаммом 502А предотвращает заражение 80/81, оставалось невыясненным.

Исследователи отважились на дальнейшие шаги. Они отыскали несколько больниц по всей стране, в которых 80/81 присутствовал в больших количествах. Вернее, это больницы отыскали Айхенвальда и Шайнфилда. Первой была Многопрофильная больница в Цинциннати, Огайо, где работал специалист-неонатолог д-р Джеймс Сазерленд. Он дозвонился до Айхенвальда и Шайнфилда и попросил помощи. Больница Сазерленда была заражена 80/81 осенью 1961 г. — 40 % новорожденных оказались инфицированы этим вредоносным бактериальным штаммом. Вскоре после этого Шайнфилд выехал в штат Огайо, взяв с собой культуру штамма 502А, полученного от Кэролайн Диттмар. В Цинциннати они с Сазерлендом ввели эти предполагаемые микробы-защитники в носовые отверстия или остатки пуповины (или и туда, и сюда) половины новорожденных во всех палатах неонатального отделения больницы. Другая половина младенцев не была инокулирована. Разделение новорожденных на группы производилось случайным образом, так же как и их распределение по трем палатам неонатального отделения. Затем Шайнфилд и его коллеги стали наблюдать, поможет ли инокуляция предположительно полезным штаммом Staphylococcus уменьшить риск заражения 80/81. Они «высадили» один вид бактерий — как полезную культуру — в надежде, что он поможет отразить атаку другого вида — «сорняка». Это было своего рода земледелием. Подобно фермерам, они рассчитывали собрать добрый урожай. Они надеялись на то, что их посевы не обернутся «садом», полным ужасных сорняков (и инфицированных младенцев).

Результаты их исследований были очень важны. Они были важны для каждого новорожденного, зараженного штаммом 80/81 и любым патогеном в любой из больниц мира. Они имели значение для домов, куда младенцев привозят из больницы. Они касались сотен и тысяч, если не миллионов жителей, особенно в США, где из каждой тысячи родившихся 25 детей умирали, чаще всего от инфекции, либо в клинике, либо после того, как их привозили домой.

Долго ученым ждать не пришлось. Из числа младенцев, инокулированных потенциально полезным стафилококком, только 7 % заразились патогенным штаммом 80/81, причем ни один из этих случаев не произошел во время пребывания в больнице — все дети заразились дома, где, судя по всему, уже присутствовали эти микробы, никем не замеченные. То, что штамм 502А не сумел уберечь от заражения 80/81 всего 7 %, уже было достижением, пусть и не абсолютным (идеальным было бы полное отсутствие заболеваемости), но очень значительным по сравнению с тем, что наблюдалось в контрольной группе. Риск заражения 80/81 у младенцев, не инокулированных штаммом 502А, оказался в пять раз выше. Айхенвальд и Шайнфилд полностью оправдали оказанное им доверие[299]. Дети, в организме которых были «высажены» бактерии штамма 502, полученного от конкретной медсестры, Кэролайн Диттмар, оказались почти полностью свободны от опасного «сорняка».

Вскоре Шайнфилд снова отправился в путь. Айхенвальд не имел времени разъезжать по больницам, а у его коллеги, начинающего доцента, оно было. Он поехал в Техас, чтобы повторить там аналогичный эксперимент. Полученные результаты оказались не только похожими, но даже еще более обещающими. Только 4,3 % младенцев, инокулированных штаммом 502А, впоследствии были инфицированы 80/81. И напротив, в группе из 143 маленьких пациентов, у которых не был посеян этот штамм, в 39,1 % случаев заболел или сам ребенок, или кто-то из его близких родственников. Как и в Цинциннати, результаты такого «садоводства» были налицо. Позднее Айхенвальд и Шайнфилд повторили свой опыт в Джорджии (и описали его в статье под названием «Эпидемия в штате Джорджия») и в Луизиане («Луизианская эпидемия»)[300].

Казалось, «засеивание» организма для самообороны беспроигрышно. Штамм 502А был эффективной и безвредной защитой от самого опасного патогена, встречавшегося в больницах. Но этого было недостаточно. Айхенвальд и Шайнфилд решили попробовать кое-что еще. И тут был риск потерпеть неудачу. Они заметили, что после процедур, проведенных Шайнфилдом в Цинциннати и Техасе, штамм 80/81 на некоторое время полностью исчезал из неонатальных отделений. Они решили проверить, удастся ли применить такое вмешательство, чтобы полностью искоренить 80/81 в медицинских учреждениях.

Шайнфилд переезжал из больницы в больницу, «засевая» организмы новорожденных Staphylococcus aureus 502A. Он больше не выделял контрольную группу, он просто пытался лечить всех детей, а, точнее, предотвращать риск, что первыми в их организме обоснуются возбудители инфекций. Результаты были поразительны. К 1971 г. бактерии 502А были успешно заселены в организмы 4000 новорожденных из разных штатов США. Это не только уменьшило загрязненность больниц штаммом 80/81, но в некоторых из них персоналу удалось полностью от него избавиться. Все получилось. Основываясь на этих результатах, Хайнц Айхенвальд пришел к заключению, что «в ситуации тяжелой стафилококковой эпидемии использование 502А представляет самый быстрый, безопасный и эффективный метод прекращения эпидемии. Я полагаю, что собранные нами данные, полученные на нескольких тысячах младенцев, указывают на полную надежность этой процедуры»[301]. Со временем выяснится, как именно «высаженный» в организме полезный штамм стафилококка справляется с патогенами, подобными 80/81. Бактерии штамма 502А выделяют белки, предотвращающие образование биопленок патогенами; можно сказать, что они мешают им строить себе жилище. К тому же они производят бактериоцины, токсичные для других микробов. Штамм 502А использует это химическое оружие, чтобы другие виды не могли заселить то место, где он уже успел обосноваться[302]. Наконец, 502А может (попутно) подстегивать иммунную систему хозяина таким образом, что проникновение других видов бактерий становится маловероятным[303].

Появление этой работы вызвало ажиотаж. Казалось, этот подход скоро распространится по всему миру, что его станут использовать и в домашних условиях, обрабатывая людей и поверхности. Врачи даже начали применять штамм 502А для лечения взрослых людей, зараженных золотистым стафилококком. Правда, в этом случае процедура была посложнее. Сначала требовалось с помощью антибиотиков убить патогены в носовой полости (по принципу уничтожения сорняков перед посевом) и только потом можно было инокулировать 502А, как это делалось у новорожденных. В 80 % случаев это срабатывало. Так Шайнфилд и Айхенвальд с коллегами придумали совершенно новый подход к медицине. Более того, идея интерференции имела далеко идущие последствия, выходящие за пределы формирования бактерии всего одного вида на коже новорожденных.

В 1958 г. британский эколог Чарльз Элтон выпустил книгу под названием «Экология нашествий животных и растений» (The Ecology of Invasions by Animals and Plants){28}, в которой он среди прочего доказывал, что чем выше видовое разнообразие в поле, лесу или озере, тем меньше шансов на то, что в экосистему проникнут чужеродные виды сорняков, вредителей и патогенов[304]. Вполне в духе открытий Шайнфилда и Айхенвальда Элтон писал, что, когда животные проникают в богатые видами экосистемы, они «находят, что подходящие им для размножения места уже захвачены, что другие животные поедают нужную им пищу, занимают все пригодные убежища. Поэтому, если в такую среду вторгается пришелец, обычно его выкидывают вон». И чем больше видов находится в составе экосистемы, тем больше шансов на то, что незваного гостя «вытолкают в шею». Кроме того, Элтон указывал, что в богатых видами экосистемах с высокой вероятностью найдется хищник или паразит, способный съесть или убить новосела. В общем, Элтон полагал, что экосистемы с высоким разнообразием наиболее устойчивы к биологическим инвазиям. Прошло 60 лет; последующие исследования установили, что эта закономерность проявляется хотя и не всегда (в экологии постоянно встречаются какие-то исключения), но довольно часто. Достаточно часто для того, чтобы экологи, люди не очень склонные к преувеличениям, описывали устойчивость богатых видами экосистем к инвазиям как центральное звено «планетарной системы поддержки жизни»[305]. На участок поля, поросший золотарником, труднее проникнуть чужаку, если на нем встречается много разновидностей этого растения[306] или много видов травоядных. Гипотеза Элтона предназначалась для объяснения того, что происходит с растениями и животными, но она вполне применима и к организму человека, и к его жилищу. Это значит, что идет ли речь о коже, или о том, с чем мы сталкиваемся в повседневной жизни, интерференция должна быть эффективнее, если не один, а два или целые десятки полезных видов будут «высеяны» в бактериальном «саду». Представьте себе учеников Шайнфилда и Айхенвальда (или учеников этих учеников), занятых возделыванием «сада» из разнообразных видов или на теле вашего новорожденного, или на вашей собственной коже, или в вашей собственной спальне.

Конечно, то, что справедливо для млекопитающих и золотарника, может не работать в мире микробов. Самый красивый способ проверить правило Элтона применительно к микроорганизмам — это создать микробные сообщества, различающиеся по числу входящих в них видов. Такое разнообразие отражало бы естественные различия в составе микробного сообщества на коже у разных людей или на разных поверхностях в доме. Затем потребовалось бы внести в такие сообщества какой-нибудь чужеродный вид, чтобы узнать, будет ли он менее эффективно проникать в более разнообразные сообщества и существовать в них. При жизни Элтона, умершего в 1991 г., никто не провел подобного исследования. Но мы можем перенестись поближе к нашим дням и рассмотреть недавние исследования. Несколько лет назад в Голландии группа ученых во главе с экологом Яном Дирком ван Элсасом осуществила подобную работу. За время, прошедшее с 1960-х гг., этические стандарты в науке сильно изменились, поэтому ученые проделывали все это не на коже новорожденных, а в чашках Петри.

Элсас и его сотрудники наполняли емкости обеззараженной почвой с питательной средой для бактерий, а затем засевали их одинаковым количеством клеток с разным числом штаммов. Все штаммы бактерий были выделены из луговых почв в Нидерландах[307]. В одном образце было использовано 5, в другом — 20, в следующем — 100 различных штаммов. В последнем образце исследователи использовали необработанную почву с ее диким, свирепым биоразнообразием, насчитывающим многие тысячи видов. В контрольных чашках Петри бактерий не было вообще — только питательная среда. Затем ван Элсас и его коллеги внесли в каждое из сообществ непатогенный штамм Escherichia coli (то есть печально известной кишечной палочки) и наблюдали за происходящим в течение 60 дней. Как и 80/81, E. coli была инвазивным видом. Исследователи предполагали, что чем разнообразнее микробное сообщество, тем сложнее будет для E. coli проникнуть в него и обосноваться там. Предстояла бы конкуренция за пространство, за ключевые ресурсы и даже за ресурсы, производимые самими бактериями. Кроме того, чем разнообразнее сообщество, тем больше вероятность, что некоторые бактериальные штаммы смогут произвести антибиотики, которые убьют любого незваного гостя, не дав ему ни единого шанса. Ниши в таком сообществе должны быть либо полностью заняты другими микробами, либо защищены с помощью токсинов.

Когда ван Элсас и его сотрудники выращивали кишечную палочку в отсутствие других видов, она процветала, как оно и бывает на стерилизованной поверхности у вас дома, куда потом попадает пригодная для бактерий пища, будь то крошки печенья, отшелушенные кожные чешуйки или что-нибудь еще. В течение всех 60 дней эксперимента численность E. coli в контроле оставалась на стабильно высоком уровне. Но, когда исследователи поместили кишечную палочку в среду, где уже жили и размножались пять других штаммов, ее численность увеличивалась медленнее, а вскоре E. coli вообще исчезла. Еще быстрее она исчезала из сообществ, где были 20 и 100 конкурирующих штаммов. Наконец, в образце с настоящей почвой со всем ее микробным разнообразием, они не смогли обнаружить даже следов E. coli. Итак, чем разнообразнее бактериальное сообщество, тем сложнее для кишечной палочки проникнуть в него. Среди прочего ван Элсас сумел показать: это происходит из-за того, что в более разнообразных сообществах многочисленные штаммы используют различные виды ресурсов эффективнее, чем немногие виды в бедных сообществах[308]. В первом случае кишечной палочке достается совсем мало пищи. Еще очевиднее этот эффект проявился в другом эксперименте, в котором им удалось создать условия, еще больше напоминающие то, что реально происходит в почве. Они создали сообщества, в которых присутствовали не только тысячи видов почвенных микробов, но и вирусы, убивающие бактерий.

Если логически экстраполировать результаты, полученные ван Элсасом, на условия, существующие в организме человека или в его жилище, то можно предположить: чем менее разнообразна бактериальная среда и чем более стерильны поверхности, тем больше шансов на успех у патогенных микробов (тем меньше у них конкурентов). Надо сделать оговорку, что это касается тех случаев, когда для микробов есть пища (а она есть всегда) и дом не полностью безжизнен (таких домов не бывает). Какая радикальная идея! Подход Шайнфилда и Айхенвальда можно распространить на весь окружающий нас мир. Мы могли бы предотвращать инвазии патогенных видов, способствуя биоразнообразию на коже человека и в наших домах. Это относится не только к микробам, но, конечно, и к членистоногим — поддерживая высокое разнообразие пауков, паразитических ос или многоножек в вашем доме, вы защищаете его от вредных видов, таких как прусаки или блохи. Еще одной выгодой, которую мы получим от более широкого контакта с биологическим разнообразием, станет улучшение работы нашего иммунитета (в соответствии с «гипотезой биоразнообразия»). В этом заключалось практическое применение экологических идей Чарльза Элтона.

НО ЕСЛИ «ЭЛТОНОВСКИЙ» экологический подход, реализованный Шайнфелдом и Айхенвальдом, работает так хорошо и успешно использовался не только в клиниках, но и в домашних условиях, разве не удивительно, что вы с ним незнакомы? Вы можете недоумевать, что не слышали раньше о «засевании» организмов новорожденных и домов микробами. Все дело в том, что за последние полвека современная медицина решила пойти другим путем.

Сначала, на волне первого успеха, идея Шайнфелда и Айхенвальда приобрела большую популярность. За ней видели будущее! Позднее, однако, все закончилось крахом. Однажды по случайности «хороший» штамм 502А попал в кровь новорожденного через иглу шприца. Любая бактерия, попавшая в кровяное русло, вызывает заражение; в таких случаях деление бактерий на хорошие и плохие не имеет значения. Кроме того, изредка (один эпизод на 100) инокуляции «хорошего» стафилококка приводили к кожным инфекциям. Хотя их удавалось излечить с помощью антибиотиков, факт остается фактом. Вопрос был не в том, насколько проблемны эти случаи, а в том, не оказывалось ли лечение хуже болезни. Нет, это было не так.

Довольно скоро Айхенвальд понял, что их с Шайнфелдом подход — не единственный из возможных. Можно вводить полезные штаммы, которые будут мешать патогенам селиться в организме. Можно также воссоздать природное состояние организма и способствовать его заселению теми многочисленными видами микробов, которые, вероятнее всего, покрывали тело наших предков (исключая, конечно, болезнетворные виды). А еще можно, «используя радикальные меры», уничтожать стафилококк (или другой патоген) при обнаружении инфекции. Выбор был между культивированием, воссозданием «природного состояния» и истреблением. Как отмечал Айхенвальд, третий подход был чреват проблемами двоякого рода. Патогенные микробы рано или поздно вырабатывают устойчивость к любым радикальным мерам. Кроме того, всякая попытка уничтожения патогена ведет к умерщвлению всех бактерий, и полезных и вредных, причем в этом случае создаются благоприятные условия для повторной инвазии[309]. Это ситуация, в которой мы нередко оказываемся, пытаясь решить, как нам быть с окружающими нас живыми существами.

Несмотря на исследования, проведенные Айхенвальдом и Шайнфилдом, клиники, врачи и пациенты единодушно выбрали третий подход — уничтожение. Он казался более современным; в этом виделось великое будущее, когда люди смогут держать под контролем окружающий мир, используя все новые и новые вещества — антибиотики, пестициды или гербициды. Хотя это создавало проблемы, но в будущем мы могли с ними справиться. Такой подход подкупал своей кажущейся простотой. Антибиотик метициллин упал в цене и был доступен в любой больнице. Применять его было легко и не надо ничего «возделывать», инокулировать или выращивать. Метициллин представлял собой первую волну второго поколения антибиотиков — синтетических веществ, которые обладали более высокой эффективностью. Метициллин был способен справиться с инфекциями, вызываемыми штаммом 80/81 золотистого стафилококка.

Но уже в те далекие годы многим, а не только Айхенвальду и Шайнфилду было понятно, что рано или поздно бактерии адаптируются даже к новым антибиотикам, точно так же, как вредители и сорняки приобретают устойчивость к пестицидам и гербицидам. Об этом говорил еще открыватель пенициллина Александер Флеминг в своей Нобелевской речи 1945 г.[310] Ученые признавали, что использование антибиотиков, особенно у новорожденных, помимо уничтожения патогенов, создает благоприятные условия для группы необычных бактерий, которые едва ли можно назвать полезными. То же самое отмечал в своей работе Шайнфилд, но писал об этом как о чем-то само собой разумеющемся и общеизвестном. Успех применения первых антибиотиков был очевиден, но наблюдательных людей беспокоили его долговременные последствия: принять лекарство было очень легко, но антибиотики давали побочный эффект, убивая другие микробы, в том числе полезные виды, живущие внутри нас или на коже, а по мере выработки устойчивости к ним в перспективе должны были становиться и вовсе бесполезными. Если применять антибиотики осмотрительно и в умеренных дозах, это может произойти нескоро. В противном случае следовало ожидать высокой скорости приспособления. И, при полном понимании всех этих побочных эффектов, медицина выбрала радикальный подход. Антибиотики стали использовать очень часто и, как правило, даже не задумываясь, так ли это необходимо.

Когда Флеминг и другие ученые предсказывали, что микробы выработают устойчивость к антибиотикам, они знали, что это произойдет, но не знали, каким именно образом. Сегодня мы вполне понимаем эти механизмы. В крупных популяциях бактерий некоторые особи, вероятно, имеют (или приобретают) мутантные гены, позволяющие им выжить после воздействия антибиотика. Такая бактерия необязательно должна быть мощным конкурентом, достаточно просто выжить, потому что антибиотик убьет всех соперников. Появление таких мутантов и рост их числа в присутствии антибиотиков можно наблюдать в лабораторных условиях. К примеру, в одном из недавних экспериментов Майкл Бейм, Рой Кишони и их коллеги по Гарвардской медицинской школе установили длинный лоток (60 × 120 см), заполненный питательной средой на основе агар-агара. В этом эксперименте ученые решили перехитрить бактерии. Лоток состоял из нескольких прямоугольных чашек Петри, в которых к агар-агару был подмешан антибиотик. В левой и правой чашках, куда помещали бактерии, антибиотика не было. Концентрация антибиотика увеличивалась по направлению от краев к центру, и в самом центре она многократно превышала концентрацию, обычно используемую в медицине, доходя до предельно возможных значений. Далее все, что происходило, ученые снимали камерой.

Сначала высеянный бактериальный штамм полностью заселил агаровый субстрат, где не было антибиотика, покрыв его поверхность живым ковром. Со временем запасы пищи здесь истощились. Бактерии перестали делиться. Совсем рядом было целое поле еды, но оно было напичкано антибиотиком. В этих условиях любая бактерия, способная употреблять такую пищу, имеет высокие шансы выжить и дать начало следующим поколениям, которые монополизируют кормовой ресурс. Они добились бы большого успеха, даже проигрывая в эффективности тем микробам, что росли на свободном от антибиотиков субстрате. В начале эксперимента ни одна бактериальная клетка не имела генов, дающих ей устойчивость к антибиотику. Все были равно беззащитны. Если бы все так и оставалось, то бактерии остановились бы у опасной черты и на этом эксперимент завершился. Но они не остановились.

За сравнительно короткое время первоначального роста среди микробов появлялись мутанты. Очень немного в каждом поколении. Но эти поколения сменялись так быстро, что вскоре некоторые бактерии были способны расти при низких концентрациях антибиотика. Всего несколько штаммов, возникших в результате совместной работы мутаций, половых связей и выживания. Довольно быстро они съели всю пищу, которая была в чашках с небольшими концентрациями лекарства, и среди микробов снова начался голод. Однако со временем у какой-то одной бактерии произошла мутация, позволившая ей употреблять агар-агар с более высокой концентрацией антибиотика. Постепенно, благодаря очередным мутациям, осваивались все более высокие концентрации, и наконец даже самый смертоносный агар-агар был успешно заселен, и весь лоток покрылся сплошным слоем бактериальных клеток. Все эти события, шедевр эволюционной изобретательности и настойчивости, заняли 11 дней. Одиннадцать дней[311].

Думаете, это очень быстро? Да, однако в больницах (и в наших домах) эволюция протекает еще быстрее. Здесь бактериям не нужно ждать, пока возникнут необходимые мутации. Чтобы приобрести устойчивость к антибиотикам, они могут позаимствовать нужные гены у других бактерий. Это значит, что в реальных условиях подобный эволюционный процесс займет гораздо меньше времени, чем 11 дней. Так оно и происходит снова и снова с тех самых пор, когда медики отказались от инокуляции новорожденных полезными штаммами, а антибиотики применяются все шире и шире.

Сегодня из-за чрезмерного употребления антибиотиков проблемы, вызываемые устойчивыми патогенами, куда опаснее, чем в 1950-е гг., когда впервые появился штамм 80/81. Они серьезно угрожают не только новорожденным, но и людям других возрастов. Изначально некоторые (но не все) разновидности 80/81 удавалось уничтожить с помощью пенициллина. Уже к концу 1960-х гг. практически все случаи заражения золотистым стафилококком обусловливались штаммами, устойчивыми к этому лекарству. Немного времени спустя возникли новые штаммы Staphylococcus aureus, устойчивые к действию метициллина и других антибиотиков. В 1987 г. 20 % всех случаев заражения стафилококком в США были вызваны разновидностями, не поддающимися лечению ни пенициллином, ни метициллином. К 1997 г. уже более 50 %, а к 2005 г. — 60 %. Увеличивается не только доля заражений, вызываемых резистентными микробами, но и количество антибиотиков, к которым нечувствительны бактерии, как в США, так и по всему миру. Многие случаи заражения сегодня обусловлены штаммами стафилококка, резистентными ко всем антибиотикам, кроме так называемых антибиотиков последней надежды, таких как карбапенемы, к которым врачи прибегают лишь в самых тяжелых случаях[312]. Но возбудители некоторых инфекций становятся устойчивыми и к ним. Только в Соединенных Штатах это ежегодно обходится системе здравоохранения в миллиарды долларов и уносит десятки тысяч человеческих жизней[313]. США вовсе не исключение, это мировая тенденция. Не является исключением и золотистый стафилококк. Устойчивость к антибиотикам постепенно приобретают бактерии, вызывающие туберкулез (Mycobacterium tuberculosis), а также возбудители кишечных инфекций — кишечная палочка и сальмонеллы. В одних случаях рост резистентности обусловлен злоупотреблением антибиотиками при лечении людей, в других — комбинированным воздействием, когда к первому добавляется еще ветеринария. Антибиотики вводят коровам и свиньям, чтобы те быстрее жирели[314].

Несмотря на неизбежность такой эволюции и растущее понимание последствий чрезмерного увлечения антибиотиками, в большинстве больниц врачи в ответ на рост числа устойчивых штаммов лишь усилили свой натиск и, издавая воинственные кличи, двинулись в новое наступление против микробов. Были усилены требования к мытью рук, что является хорошим, ну или не вредным, решением. Насколько нам известно, мытье рук с помощью мыла не оказывает влияния на слой нормальных бактерий, покрывающих кожу, а удаляет лишь вновь прибывшие виды, которые в условиях больниц с высокой вероятностью окажутся патогенными. Но и упреждающее использование антибиотиков тоже расширялось. Возник новый, ничем не ограниченный подход к борьбе с патогенами, названный «деколонизацией». Эта процедура состоит в том, что носовые ходы пациента, которого готовят к операции, переливанию крови или интенсивной терапии, обрабатывают антибиотиками, убивающими всех золотистых стафилококков. Клиники, использующие этот подход, широко рекламируют его[315], однако очевидно, к чему он приведет в долгосрочной перспективе: после проведения деколонизации носовая полость пациента будет заселена бактериями, живущими тут же, в больнице. К тому же эта процедура способствует развитию устойчивости к антибиотикам. При лечении больных как бы заново повторяется вся история медицины. Но современная ситуация имеет одну особенность. В силу способов применения антибиотиков и финансирования исследований, скорость, с которой бактерии вырабатывают резистентность к лекарствам, опережает темпы создания новых антибиотиков, и вряд ли в будущем это изменится[316]. Мы просто не успеваем заменять устаревшие антибиотики новыми. И все же терапевтическая культура, сформировавшаяся со времен работы Айхенвальда и Шайнфилда, не видит другого способа борьбы с патогенами ни в организме больного, ни в больницах, ни в домах. В этом врачи совсем не одиноки. Ту же историю мы наблюдаем в борьбе с синантропными насекомыми и грибами. Но нам необходим другой путь.

СЕЙЧАС БЫЛО бы сложно дать новый старт идеям Айхенвальда и Шайнфилда. Еще труднее развернуть масштабную программу по возделыванию «бактериальных садов» в наших домах и клиниках. Наше представление о рисках поменялось: мы подчеркиваем опасности инокуляции, но игнорируем проблемы, к которым приводит война против микробов. Эта плохая новость, но есть у меня и хорошая.

Бактерии, невосприимчивые к антибиотикам, как и насекомые, устойчивые к пестицидам, отличаются низкой конкурентоспособностью. В естественной среде это просто слабаки. Они принадлежат к группе, которую экологи называют «рудеральными видами»{29} — видами, способными выжить только в такой среде, где условия постоянно настолько плохи, что другие формы жизни не могут в ней существовать. Как показал ван Элсас, если кишечная палочка окажется в богатом видами почвенном сообществе, то ей придется вести тяжелую борьбу за выживание, и она никогда не достигнет высокой численности. Однако штамм, который исследовал этот ученый, не был устойчив к антибиотикам. Если бы он был таким, у нас были бы основания считать, что ему пришлось бы стараться еще ожесточеннее, чтобы выстоять в среде с большим разнообразием. Как и тараканы-прусаки, невосприимчивые к антибиотикам бактерии отлично приспособились к жизни в современных условиях, созданных самим человеком. Они быстро растут и захватывают наш организм и наш дом только потому, что и там, и там у них отсутствуют конкуренты, хищники и вирусы, но присутствуют антибиотики. Именно в таких условиях резистентные организмы процветают. Но вещества, производимые генами, определяющими устойчивость к лекарствам, обходятся бактериям недешево. При их синтезе расходуется энергия, которую можно было бы пустить на обмен веществ и деление. Если в окружающей среде нет конкурентов, можно позволить себе такую размеренную и расточительную жизнь. Зато в условиях конкуренции подобный образ жизни становится невыгодным. В этом одна из причин, почему устойчивые к антибиотикам микробы часто встречаются преимущественно в больницах, то есть там, где антибиотики используются наиболее интенсивно. Все нерезистентные виды уничтожаются, тем самым устраняются конкуренты для тех, кто смог выжить. Даже если обработка антибиотиками прекращается, конкурентная среда восстанавливается нескоро, поэтому именно в клиниках резистентные микробы процветают как нигде больше, наслаждаясь, подобно прусакам, отсутствием соперников и успешно отбивая все атаки. Но, если у них появятся конкуренты, эти виды обречены на поражение. Они не могут победить разнообразие жизни и способны добиться успеха только в тех специфических условиях, что мы сами создаем у себя в домах и в собственном организме. Это значит, что у нас есть единственный способ исправить сложившуюся ситуацию — взрастить естественные сады жизни вокруг себя, сделать свое окружение немного более «диким». Мы должны найти такой сбалансированный способ борьбы с патогенами, чтобы он не приводил к уничтожению всего биологического разнообразия. Нужно вернуть биоразнообразие в наши дома, чтобы получить от него помощь в борьбе со смертоносными микробами, а также с хроническими воспалительными заболеваниями, подобными аллергии и астме. По этой и многим другим причинам мы должны восстановить утраченное богатство жизни. Этого можно достичь легко, очень легко. Мы так здорово напортачили, что даже умеренность представляется панацеей, а вдохновение для поиска новых путей может прийти из очень неожиданных мест (таких как кухни) и от очень неожиданных людей (таких как пекари).

Глава 12. Вкус биоразнообразия

Я не могу сказать ничего хорошего о жизни в закрытых помещениях.

Джим Гаррисон. По-настоящему большой обед

Муза, скажи мне о том многоопытном муже, который

Долго скитался с тех пор, как разрушил священную Трою.

Гомер. Одиссея{30}

Любопытно созерцать густо заросший берег, покрытый многочисленными, разнообразными растениями с поющими в кустах птицами, порхающими вокруг насекомыми, ползающими в сырой земле червями, и думать, что все эти прекрасно построенные формы, столь отличающиеся одна от другой и так сложно одна от другой зависящие, были созданы благодаря законам, еще и теперь действующим вокруг нас.

Чарльз Дарвин. Происхождение видов{31}

Когда-нибудь люди научатся выращивать в своих домах или на своих телах именно те виды организмов, которые им необходимы. Они научатся управлять видами, в которых больше всего нуждаются, чтобы ежедневно снимать урожай — и полезный для здоровья, и прекрасный, и совершенный. Но это требует не только большого ума, но и понимания биологии большинства, если не всех организмов, живущих на наших телах и в наших домах. Не сказал бы, что от такой перспективы у меня захватывает дух. В скором будущем на рынке появятся новые продукты в виде пузырьков с бактериями, содержимое которых вы сможете распылять по дому. Но мы до сих пор не до конца понимаем, насколько полезными в итоге окажутся эти микробы. Вместо искусственных насаждений нам нужна в наших домах естественная, дикая жизнь (хотя впускать ее надо осмотрительно).

Я вовсе не призываю вернуться в прежние времена, когда мы не умели держать под контролем окружающие нас виды. Скорее я сторонник умеренности в этом вопросе. Нам нужна питьевая вода с низкой концентрацией патогенов. Мы должны тщательно мыть руки, чтобы предотвращать распространение возбудителей инфекций. Необходимо, чтобы каждый человек был привит от тех патогенов, против которых есть вакцины. Нельзя полностью отказываться от антибиотиков, иначе мы не сможем побеждать вновь появляющиеся бактериальные инфекции. Особенно это касается тех многочисленных уголков мира, где не хватает чистой воды, средств гигиены и канализации, вакцин и антибиотиков. Но, сделав все это и укротив самых опасных тварей, мы должны придумать, как вернуть в нашу жизнь биоразнообразие. Нам необходимо, как Антони ван Левенгуку, испытывать радость и благоговение, наблюдая за бактериями, грибами и насекомыми из числа наших повседневных спутников.

Если мы всё сделаем правильно то, вернув биоразнообразие в свою жизнь, мы не только поспособствуем его сохранению, но и станем шире пользоваться его услугами. Биоразнообразие растений и почв может способствовать правильному функционированию нашей иммунной системы. Биоразнообразие наших каналов водоснабжения может помочь держать под контролем патогены в воде. Если мы будем уделять этому внимание, то и у наших детей видовое богатство жизни в наших домах и вокруг может пробудить восторг и удивление, испытанные Антони ван Левенгуком и автором этой книги. Присутствие в доме пауков, паразитоидных ос и многоножек поможет контролировать вредные виды насекомых. Биоразнообразие в наших домах позволит к тому же выявлять полезные для нас энзимы, гены и виды, чтобы создавать новые сорта пива и превращать отходы в энергию. Борьба за биоразнообразие и просвещение относительно вредных видов, конечно, не похожа на ракетостроение и вряд ли найдет поддержку среди тех, кому не дают покоя ракеты. Скорее, это напоминает хлебопечение или приготовление кимчи, в чем я не так давно смог убедиться, обедая с Джо Квоном и его мамой, Су Хи Квон (или Мамой Квон).

Мы встретились, чтобы поговорить о корейской кухне. Джо известен во многих странах как виолончелист популярной группы «Братья Аветт» (Avett Brothers). Братья Аветт исполняют фолк-рок в стиле блюграсс, а Джо своими низкими нотами задает музыке высоту. Но в городе Роли Джо известен к тому же как большой гастроном. В перерывах между гастролями он может позволить себе провести целый день, скажем, зажаривая свинью. Джо и его свиньи пользуются популярностью, а люди приходят порой просто для того, чтобы провести рядом с ним те долгие часы, пока он занят своим делом. Приготовление свинины требует немало времени, так что можно обсудить и прелести мяса, и величие мироздания.

Но в тот день поводом для встречи с Джо стала не его музыка и даже не его стряпня, а те блюда, которые готовит его мать. Су Хи выросла в Корее, где научилась готовить традиционные корейские блюда, такие как хемуль паджон (нечто вроде блинчиков с морепродуктами), чачжанмен (лапша в черном соевом соусе) и токпокки (острые жареные рисовые лепешки). Она освоила технику приготовления этих кушаний и научилась делать их с любовью. Все эти блюда изготавливаются вручную. Корейская кухня вообще требует тяжелой ручной работы. Руками скручивают капустные листья, руками вымачивают рыбу в рассоле. Руки соприкасаются и ловко обращаются с каждым ингредиентом с особой, очень типичной для корейцев, деликатностью и в то же время очень индивидуальной манерой у каждого.

Корейская кухня не имела бы ничего общего с темой этой книги, если бы не одно важное понятие: sson mhat где sson означает «рука», а mhat — «вкус». Sson mhat относится не к самой еде, а к тому вкусу, который придает ей человек во время готовки, и не только прикосновениями своих рук, но и своим естеством, спецификой приемов, даже походкой. Вдохновленный этой идеей, я захотел проверить гипотезу вместе с Джо и его матерью, чтобы подтвердить мысль, что именно микробы, живущие на теле корейской стряпухи (в Корее традиционно еду готовят женщины), придают индивидуальный вкус блюдам, которые она готовит, отличающий их от пищи, приготовленной ее матерью или сестрой.

Мы заказали обед и напитки и принялись есть и беседовать. Я хотел узнать, что думает Мама Квон про sson mhat и что это слово значит для нее. Корейская кухня выделяется среди кухонь народов мира активным использованием ферментированных продуктов. Процесс ферментации состоит в том, что содержащиеся в пище сахара химически разлагаются с помощью бактерий и преобразуются в газы, кислоты, спирты или смесь этих веществ. Побочные продукты ферментации придают особый привкус и аромат блюдам, например кисло-сладкий привкус йогурту. Кроме того, они делают пищу токсичной для других микробов. Спирты и кислоты убивают большинство патогенов. В те годы, когда в Лондоне разразилась эпидемия холеры, люди, пившие пиво, заболевали реже тех, кто пил воду. Пивной алкоголь делал напиток более безопасным. Йогурт — тоже полезная пища, потому что содержащиеся в нем кислоты препятствуют колонизации продукта другими видами микробов. Степень кислотности выражается шкалой от 0 до 14. Вещества, имеющие pH 7, считаются нейтральными, все, у которых pH выше 7, называются щелочными, а ниже 7 — кислотными. У йогурта pH составляет примерно 4, что соответствует кислотности в желудке бабуина[317]. К этому значению близка кислотность хлебной опары, кимчи и квашеной капусты. Ферментирующие бактерии, производящие кислоту (обычно это виды рода Lactobacillus), устойчивы к ней, а прочие виды микробов нет. Некоторые ферментированные блюда (наподобие японского натто) имеют щелочную реакцию, это свойство дает примерно такой же эффект, что и кислота, — не позволяет проникать в пищу патогенам. Виды, имеющие гены, необходимые для роста (обычно медленного) в очень кислой, высокощелочной или спиртосодержащей среде, как правило, лишены генов, предопределяющих способность к быстрому размножению (что характерно как раз для патогенных микробов). Итак, ферментация — это не только способ выращивать полезные микробы на нашей пище; это еще и средство профилактики инфекций. Ферментированные блюда можно уподобить саду, который сам себя пропалывает.

Ферментирование пищи очень полезно, вот почему такие блюда представлены в большинстве человеческих культур. На моем рабочем столе лежит сводка, в которой перечислены многие тысячи ферментированных блюд со всего мира. Многие из них пока не изучены[318]. К некоторым таким блюдам, наподобие ферментированного акульего мяса или мяса тюленя, нафаршированного ферментированным мясом гагарки, еще предстоит привыкнуть. Многие другие, наоборот, давно знакомы западному человеку. Хлеб, уксус, сыр, вино, пиво, кофе, шоколад и квашеная капуста — все они относятся к группе ферментированных продуктов. Мы едим ферментированную пищу постоянно, независимо от того, осознаем это или нет.

Одно из наиболее сложных и биологически разнообразных ферментированных блюд — это кимчи, важнейший компонент корейской кухни. Среднестатистический житель Южной Кореи съедает в год 80 фунтов этого продукта. Чтобы сделать кимчи, первым делом нужно нарезать, посолить и размягчить капусту. Спустя несколько часов соль смывают, а капусту режут еще мельче и вручную смешивают с пастообразной кашицей из сладкого риса, рыбной пасты (ферментированной), креветочной пасты (также предварительно ферментированной), имбиря, чеснока, лука и редиса. Пасту втирают пальцами в каждый капустный лист. Капусту мнут, трут, намазывают снова. Когда все готово, листья кладут в емкости (иногда маленькие, но чаще огромные) и оставляют бродить. Такова основная процедура, которая может сильно отличаться в деталях. В Корее знают сотни разновидностей кимчи, различающихся по составу специй и овощей, а также последовательностью операций при приготовлении. Оказывается, кимчи может быть таким же разнообразным, как и люди, которые его делают.

На мой вкус, кимчи — это деликатес. У каждого из нас есть рецепторы, чувствительные к сладкому, кислому, соленому и горькому вкусу, а также к умами. Рецепторы, воспринимающие вкус умами, были открыты совсем недавно, поэтому вам наверняка не рассказывали о них в школе. Они отвечают за восприятие особого вкусового ощущения, характерного, например, для многих мясных блюд. Пищевая добавка глутамат натрия кажется нам такой вкусной именно потому, что на нее реагируют рецепторы умами. Кимчи (и вяленые помидоры) относится к числу очень немногих вегетарианских блюд, воздействующих на эти рецепторы. Кимчи ассоциируется у меня с наслаждением. Когда я ем это блюдо, я почти всегда чувствую удовлетворение. Но Су Хи говорит, что, когда она была маленькой, для нее кимчи ассоциировалось вовсе не с удовольствием, а с тяжелым трудом. Капусту убирали в ноябре. Тогда же снимали урожай редиса, который тоже используют в качестве ингредиента кимчи. Эти овощи заготавливались в огромных количествах, а потом смешивались с перцем чили и другими приправами. Кимчи, сделанное из пекинской капусты и редиса, имело большое значение как ключевой источник питательных веществ — овощей и белка, дополняющих рис, — на всю зиму. Когда Су Хи была маленькой, зима в Корее была долгой и холодной. Кимчи было не просто вкусной едой, а условием выживания и залогом успешной зимовки. Как и другие ферментированные блюда, оно служит способом заготовить пищу впрок. Благодаря ему овощи сохранялись в течение многих месяцев. Кроме того, как сказала мне Мама Квон, кимчи относится к блюдам, которым свойственен очень сильный sson mhat. Кимчи приобретает запах рук того человека, который его приготовил.

Иногда Су Хи проводит мастер-класс по приготовлению кимчи. Как она рассказала, на одном из занятий, она сама подготовила ингредиенты и раздала их большому числу учеников, чтобы те приготовили блюдо под ее наблюдением. Каждый ученик делал кимчи, следуя единому рецепту и используя одни и те же продукты. Все они повторяли вслед за Мамой Квон движения ее рук. Она была наставником, они копировали ее действия. Но их движения не были абсолютно идентичными. Как кисть руки движется, берет овощ, управляется с ним — все это индивидуально и потому уникально.

Когда через несколько недель кимчи было готово, Су Хи сказала мне, что каждое имело свой вкус. У каждого был свой запах от рук того, кто его приготовил. У одного слаще, у другого с кислинкой. Некоторые оказались очень вкусными, другие, как выразилась Су Хи, «не особенно». При этих словах я наклонился вперед, забыв о еде. Я все больше убеждался в том, что различия во вкусе блюд связаны (хотя бы частично) с микробами, живущими на телах поваров, а также в их домах. Бактерии, обитающие в кимчи, относятся к множеству разных видов. Некоторые из них попадают в него из капусты и редиса, но есть среди них и микробы, которых мы знаем как обычных обитателей человеческого тела. К примеру, в кимчи типичны бактерии рода Lactobacillus; могут туда попадать даже стафилококки[319]. Лактобактерии — это обычные обитатели нашего организма. Некоторые из видов и штаммов этого рода живут в кишечнике; другие входят в состав вагинальной микрофлоры. Род Staphylococcus включает бактерий, живущих на коже человека. Каждый из этих родов и видов продуцирует определенные ферменты, белки и запахи. Каждый вносит свой «вклад» в конечный продукт, то есть в кимчи.

Когда в детстве Мама Квон зимой помогала готовить кимчи, температура воздуха была низкой. Капусту вымачивали и размягчали в холодной воде. Но, как ни холодно было повсюду, делать кимчи было необходимо. Она снова и снова наклонялась над огромными ведрами. То еще удовольствие! И все же это было частью ее самой.

Изготовление зимнего кимчи было лишь одним из многих ферментативных процессов, происходивших в доме, где она росла. Другие ферментированные овощи включали летнее кимчи. Когда удавалось поймать или купить крабов, их мясо тоже подвергалось ферментации. И рыба тоже. Если пища ферментировалась не в их доме, то это делалось где-нибудь поблизости. Ферментировались соевые бобы, вместе с их собственными микробами, и в результате получался твенджан (особая пастообразная приправа) или ганджан (соевый соус). Если к сое добавляли специальные бактерии, получалось блюдо под названием ченгкукджан[320]. Из ферментированного красного перца изготавливалась еще одна приправа — кочхуджан. Приготовленную таким образом пищу запасали на черный день. В процессе ферментации бактерии из этих продуктов должны были распространяться повсюду в доме, на каждой поверхности. Они должны были витать в воздухе. Легко представить, как микробы из дома мамочки Джо, микробы, живущие на ней самой и на всех остальных домочадцах, и микробы пищи становились частью одной и той же истории. Возможно, что кимчи приобретает запах не только бактерий, живущих на руках, но также чего-то еще, для чего в корейском языке нет особого выражения: «вкус дома». Возможно, что взаимодействие этих компонентов и определяет повседневный опыт и житейское благополучие жителей дома, в котором постоянно готовят кимчи и другие ферментированные блюда. Я долго размышлял над тем, как нам способствовать процветанию полезных видов в наших домах, а также внутри и снаружи наших тел, и вот здесь, в этой истории с кимчи, похоже, нашелся один из ответов на этот вопрос.

После разговора с Джо Квоном и его мамочкой мне захотелось начать новый проект, посвященный микроорганизмам, определяющим запах человеческих рук, запах дома, да и все другие запахи, какие только можно найти. Кимчи — это прекрасный пример того, как окружающие нас микробы оказывают влияние на нашу пищу. Но это блюдо — не лучший предмет для нашего первого крупномасштабного проекта по изучению пищевых продуктов. Кимчи — это приобретенный вкус, глубоко коренящийся в особой культуре, истории и контексте. Лучше нам начать с сыров. Как и кимчи, приготовление сыра связано с участием многих живых организмов. Например, французский сыр мимолет производится с участием бактерий, связанных как с человеческим телом, так и с сырными клещами (Tyrophagus putrescentiae)[321]. Мы могли бы изучить знаменитый сардинский сыр касу марцу, в приготовлении которого участвуют не только человеческие бактерии, но и прозрачные и извивающиеся личинки сырной мухи (Piophila casei)[322]. Однако с биологической точки зрения эти сыры, как и кимчи, слишком сложны. В них знают толк повара, но не ученые. К тому же это, что называется, еда «на любителя» (тот же касу марцу сейчас официально запрещен к производству и продаже, хотя его все-таки можно раздобыть). Нам следовало начать с такого продукта, который потенциально привлекателен для бактерий, связанных с телом человека и его жилищем, достаточно прост, чтобы изучать его экспериментально, и по вкусу почти каждому. Начинать надо было с хлеба.

Дрожжевой хлеб поднимается, потому что микробы в тесте производят углекислый газ, образующий воздушные карманы в хлебе. Если разрезать такую буханку пополам, видно, что каждая полость и дырочка в ней возникли в результате выделения газов дрожжевых грибов, находящихся внутри своего рода глютенового купола. Без этих грибов хлебное тесто не выделяет углекислый газ. Без глютена (клейковины) хлебное тесто не может захватывать углекислый газ, вырабатываемый микробами. Самый первый хлеб выпекали из ячменя, в котором недостаточно клейковины, чтобы сделать хлеб пышным, так что это был пресный хлеб[323]. Но не позднее 2000 г. до н. э. пекари Древнего Египта догадались, как делать хлеб из полбы, а в ней глютена хватает. При наличии нужных микробов тесто, приготовленное из такой пшеницы, поднимается[324].

Илл. 12.1. Сырные клещи с удовольствием выполняют свои обязанности подмастерьев у сыродела. (Изображение предоставлено Сельскохозяйственной исследовательской службой Министерства сельского хозяйства США.)

Переход от пресного к дрожжевому хлебу можно проследить в древнеегипетском искусстве. На ранних его образцах изображены плоские хлеба, но позднее они становятся высокими и округлыми караваями. Микроорганизмами, делающими хлеб пышным, были дрожжевые грибы. В традиционном хлебе дрожжи производят углекислый газ, в то время как бактерии, содержащиеся в этих древних хлебах, должны были придавать им кислый вкус. Почти весь традиционный дрожжевой хлеб в той или иной степени имеет кислый привкус, который (за очень немногими исключениями) определяется наличием в нем тех же самых представителей рода Lactobacillus, что можно найти в йогурте. Мы не знаем, как древние египтяне управлялись с дрожжами и бактериями, используемыми при выпечке хлеба[325], но благодаря изображениям пышных хлебов в египетском искусстве мы можем быть уверены в том, что они как-то это делали.

Сегодня сообщество микробов, используемых для приготовления кислого хлеба, называется закваской. Чтобы ее изготовить, нужно взять простые ингредиенты, часто только муку и воду, и оставить их в сосуде[326]. Микробы ферментируют крахмал, содержащийся в муке[327]. Если снова и снова добавлять муку и воду, закваска достигает своего рода устойчивого состояния, и в такой пузырящейся, вязкой и кислой смеси выживает относительно простое сообщество видов. Как и в случае с чайным грибом, квашеной капустой или кимчи, чем кислее закваска, тем меньше шансов на то, что в ней смогут выжить какие-либо патогенные микроорганизмы[328]. Вот к чему мы и должны стремиться в нашем взаимодействии с окружающей нас жизнью: благоприятствовать видам, полезным для нас, и в то же время держать под контролем виды вредные[329]. Таким образом, закваска оказалась идеальным для нашего исследования микробным сообществом; разнообразие входящих в нее видов предотвращает попадание туда патогенов.

Еще лет сто назад практически весь кислый хлеб выпекался с использованием закваски, состоящей из смеси бактерий и дрожжей. Теперь это уже в прошлом. В 1876 г. французский ученый Луи Пастер, родоначальник микробной теории инфекционных заболеваний (согласно которой определенные виды патогенов могут вызывать заболевания), обнаружил, что некоторые из микробов, используемых при производстве вина и пива, могут также поднимать тесто. Некоторое время спустя Эмиль Христиан Хансен, датский миколог, открыл, что ключевой вид в ферментации пива — один из видов Saccharomyces. Еще позже было установлено, что Saccharomyces cerevisiae (пекарские дрожжи) способны поднимать тесто без всяких бактерий и могут применяться для приготовления нового сорта хлеба, который никогда не бывает кислым. Ученые нашли способ выращивания Saccharomyces cerevisiae в виде лабораторной монокультуры; его стали производить в огромных количествах и доставлять в высушенном и замороженном виде по всему миру. Лиофилизированные дрожжи позволили увеличить производство хлеба. В подавляющем большинстве случаев хлеб, который вы сегодня покупаете в магазине, делается с использованием одного из немногих сортов пшеницы и одного вида дрожжей, выращиваемого в больших количествах и продаваемого хлебопекарным компаниям[330]. Эти дрожжи известны под разными названиями, что подразумевает разнообразие, тогда как на самом деле его не существует. Не нужно быть диетологом, чтобы понять, что переход от домашнего кислого хлеба к мягкой белой буханке никак не назовешь прогрессом, как с точки зрения питательности, так и с точки зрения вкуса. Не следовало бы производить таким способом хлеб в промышленных масштабах, но, к сожалению, именно так обычно и делается. Мы утратили роскошь нашего хлеба насущного вместе с богатством его текстуры, ароматом, питательными веществами и микробами.

К счастью, многие домашние пекарни используют не только новую закваску, но и сохраняют старые. Подобно своим предшественникам, жившим сто или даже тысячу лет назад, пекари смешивают муку с водой и ждут[331]. В некоторых случаях они повторяют, шаг за шагом, движение за движением, те же самые процедуры, что использовались в старину. Иногда они готовят закваску по рецептам, найденным в интернете. В любом случае хлебопеки должны ждать, пока в смеси воды и муки не заведутся нужные микробы. Затем они будут о них заботиться. Закваски, используемые в разных пекарнях и домашних кухнях, могут сильно различаться, причем никто не знает почему. В различных сортах закваски было обнаружено более 60 разновидностей молочнокислых бактерий и полдюжины видов дрожжей. Мы решили разобраться, почему закваски так не похожи одна на другую. Исследование должно было состоять из двух частей. В первой части, чисто экспериментальной, мы собирались предложить 15 пекарям из 14 разных стран изготовить закваску из одних и тех же ингредиентов. При этом контроль факторов, связанных с организмом пекаря и воздухом в его кухне или пекарне, не предусматривался. Именно это и будет объектом эксперимента. Рабочая гипотеза, на которую меня навела беседа с Су Хи Квон, состояла в том, что состав микробного сообщества в закваске зависит от микробов на теле пекарей и в окружающем их пространстве. Во второй части нашего исследования нам предстояло описать микробы в заквасках, используемых в разных странах мира.

При проведении экспериментальной части мы сотрудничали с Центром вкуса хлеба компании «Пуратос», расположенной в бельгийском городке Сен-Вит. С его помощью весной 2017 г. мы разослали идентичные наборы ингредиентов для закваски 15 пекарям, живущим в 14 разных странах. Они должны были приготовить смесь муки и воды и ждать. После образования живой активной закваски им предстояло подкармливать ее полученной от нас мукой. Летом мы установили видовой состав микробов в каждой закваске, чтобы понять, что его определяло — мука, вода или руки пекарей и их домашняя обстановка. «Мы» в данном случае — это я и Энни Мэдден, специалист по экологии и эволюции дрожжей.

Одновременно с рассылкой пекарям наборов для изготовления закваски мы приступили к реализации второй части проекта — международному обзору заквасок по всему миру. Мы обратились к жителям Израиля, Австралии, Таиланда, Франции, США и других стран с просьбой выслать нам образцы своих заквасок. Мы предполагали, что в такой глобальной выборке обнаружатся новые виды заквасочных микробов, представленные только в одной стране или только у одной семьи. Эксперимент в Сен-Вите позволил нам сосредоточиться на том, насколько может разниться состав закваски, если всё, кроме самих пекарей, одинаково. А вот в нашем международном исследовании никакого единообразия не предусматривалось. Здесь мы стремились представить микробное разнообразие заквасок во всем его великолепии. Люди, участвовавшие в этой работе, сами делают закваску и хлеб, помогая таким образом сохранить традиции хлебопечения и самих микробов. Они были хранителями благотворного биоразнообразия хлебных микробов. Для осуществления международной части проекта требовалось большое число ученых в разных областях. В команду снова был приглашен Ной Фирер, но, кроме того, в нее входили Энн Мэдден, Лиз Лэндис, Бен Вольф и Эрин МакКенни в качестве специалистов по пищевым микробам, Лори Шапиро как эксперт по зерновым микробам и Анджела Оливейра, ответственная за секвенирование и анализ. Мэтью Букер должен был помогать записывать рассказы людей об их хлебе, а Ли Шелл и Лорен Николс — ассистировать во всех остальных вопросах. Очень важная роль на каждом этапе работы отводилась пекарям, посылавшим образцы закваски. Ни в одном из наших предыдущих проектов вклад непрофессиональных участников не был столь значительным.

Проводя наше глобальное обследование, мы беседовали с участниками об их заквасках, и число вопросов постоянно росло. История некоторых заквасок насчитывала несколько веков, многие из них носили собственные имена. Пекари относились к ним как к своим любимым домашним животным и были к ним очень привязаны. Женщина могла касаться руками той же самой закваски, которую готовила ее мать, а может быть, даже ее дед или прапрапрадед. Люди говорили о своих заквасках, словно о бессмертных героях семейной истории. Например, одна женщина, отправляя нам закваску по имени Герман, положила в посылку вот такую заметку:

В 1978 г. мои родители уехали на Аляску. Поскольку они знали, что я большая любительница домашнего хлеба, они оставили мне закваску, которой было больше ста лет. Я восстановила ее, подкормила, подрастила и стала использовать. Эта закваска была живым существом. Мы назвали ее Германом и поместили в холодильник, где Герман прожил много лет. Мы использовали эту закваску для выпечки хлеба, булочек, вафель и других изделий. Но на этом история не закончилась. В 1994 г. два события сильно повлияли на нашу семью. Первым было Нортриджское землетрясение, которое нанесло огромный ущерб нашей округе. Второе состояло в том, что незадолго до землетрясения Герман неожиданно порозовел[332]! Это тоже была катастрофа, так как розовый цвет означал, что наш дорогой Герман заражен бактериями, и мне пришлось его выбросить. Я не была особенно расстроена, так как немного этой закваски было у моей подруги. Спустя какое-то время после землетрясения я, наконец, попросила ее поделиться. Услышав мои слова, она изменилась в лице. Оказалось, что, когда после землетрясения ее муж пытался навести порядок, он заметил в задней части холодильника банку с некой липкой беловато-серой субстанцией. Подумав, что это испорченный продукт, он выбросил банку! Новое бедствие! Мои домашние были безутешны так, будто мы потеряли любимого родственника. Я пыталась купить новую закваску или сделать ее сама, но ни у одной из них не было ни того аромата, ни вкуса, какой был у Германа. В конце 1993 г. умерла моя мама. Она любила праздники и незадолго до смерти планировала устроить вечеринку в своем летнем доме. В следующем августе, в 1994 г., мой отец, братья и сестры, я и наши «половины» решили поехать в летний дом и все же устроить вечеринку, которую планировала моя мама. Когда мы добрались туда, я поняла, что, когда мама заболела, дом был покинут второпях, и холодильник нуждается в чистке. Усевшись перед холодильником и сортируя его содержимое, я начала смеяться. А потом плакать. Я сразу поняла, что вижу его, Германа, во всей его клейкой и липкой красе. У мамы оказалась цела банка с Германом, которую я когда-то дала ей! Наши дети сомневались, что это действительно Герман, но, когда мы открутили крышку, острый и неповторимый аромат закваски ударил нам прямо в лицо. Как будто моя мама протянула руку и вернула нам Германа! Теперь у меня четыре драгоценные банки. Кроме того, Герман есть у моих детей и у многих друзей — на всякий случай. Думаю, эта история продолжится в будущих поколениях нашей семьи.

УЧАСТНИКИ ПРОЕКТА, включая и владелицу Германа, тоже задавали нам вопросы. Им хотелось знать, меняются ли хлебные закваски со временем, содержат ли они сейчас те же виды микробов, что и век тому назад. Их интересовало, влияет ли температура хранения на качество закваски. Как ее делать, чтобы добиться более кислого или менее кислого вкуса у хлеба.

Изучая образцы закваски, полученные со всего мира, мы пытались найти ответы на все эти вопросы. Данные о видовом составе фамильных заквасок могли помочь нам восстановить их генеалогию (впрочем, не исключено, что состав бактерий и дрожжевых грибов сильно меняется со временем, так что ваша «бабушкина закваска» не имеет ничего общего с той, что реально использовала ваша бабушка). Мы хотели досконально выяснить, какое влияние на видовой состав микроорганизмов оказывают география, климат, время, исходные ингредиенты и прочие факторы. В каждой местности в составе закваски может формироваться специфический набор микроорганизмов. Возможно, в некоторых регионах местные бактерии просто неспособны создавать закваску. Например, высказывалось предположение, что традиционная закваска для дрожжевого хлеба не может быть приготовлена в тропиках, хотя никто не выяснял, насколько это верно (разве что за исключением тамошних пекарей).

Тем временем мы все еще бились над вопросом, на который надеялись ответить с помощью эксперимента в Сен-Вите: откуда вообще берутся заквасочные микробы? Чтобы приготовить закваску, нужно смешать муку и воду, будь то дешевая мука, которая продается в бумажном пакете в магазине и вода из-под крана, или мука, приготовленная пекарем вручную из первосортной пшеницы, смешанная с росой, собранной с листьев одуванчика после полнолуния. Раз, два, три! И вот каким-то образом возникает правильное сочетание бактерий и дрожжей.

В августе 2017 г. 15 пекарей вместе с 15 экспериментальными заквасками прибыли в Сен-Вит. Кто-то помоложе, кто-то постарше. Один из них работал в пекарне, ежедневно поставляющей багеты в тысячи магазинов. Другой продавал несколько сотен буханок в день, иногда меньше, и делал дорогие, широко известные и вкусные тосты. Некоторые пекари использовали много заквасок, каждая для своего сорта хлеба. У других была единственная закваска, которой они приписывали особые свойства и называли по имени. Но всех их объединяла глубокая, страстная и самозабвенная любовь к хорошему хлебу. Мы назначили им встречу в Центре вкуса хлеба «Пуратос». Здание было заперто. Пекари собрались у входа и ждали, когда можно будет войти. Они взволнованно переговаривались на нескольких языках. Обстановка была нервозной: пекарям на следующий день предстояло печь хлеб, но делать это они должны были, используя экспериментальные закваски, которые только что приготовили. Это были не их обычные закваски. Пекарей не устраивал плохой хлеб. Им не хотелось, чтобы сделанная ими закваска, оказалась плохой.

Наконец двери Центра отворились и мы вошли. После нескольких вводных слов мы с Энни выложили на стол все образцы заквасок и приготовились брать пробы. Мы ожидали, что пекари будут наблюдать за нашими действиями с некоторого расстояния, но они подошли и, окружив стол, склонились над ним. Они привыкли держать все под контролем, привыкли, что об их искусстве судят не по самой закваске, а по тому, что из нее получается. Каждый из них хотел сразу позаботиться о своей закваске, подкормить ее[333]. Им не хотелось ждать. Они говорили о том, что, по их мнению, нужно сделать, чтобы получить наилучшую закваску. Пока высказывались эти мнения, мы с Энни Мэдден надели перчатки, я достал записную книжку, и мы начали брать пробы. Один за другим я открывал контейнеры, в которых жили закваски. В каждый из них по очереди я помещал палочку-тампон, а потом переносил его в стерильную емкость. Уже во время этой процедуры мы поняли, что закваски отличались одна от другой. Некоторые имели очень кислый запах, другие — фруктовый, третьи вообще ничем не пахли. Закончив с пробами, мы позволили пекарям подкормить свою закваску. Пекари оживились; закваски тоже. Они благодарно запузырились и начали на глазах подниматься.

На следующее утро, после того как пекари ночь напролет угощались бельгийским пивом (его варят монахи, используя смесь бактерий и дрожжей) и пели песни про хлеб (честное слово!), а закваски блаженствовали, получив свою порцию пищи, мы приступили к взятию проб с кистей рук пекарей. Это делала Энни. Вооружившись тампоном, она неторопливо водила им по кисти, не упуская ни одной складки.

Наконец, после того как взятие проб завершилось, мы разрешили хлебопекам готовить тесто с помощью их заквасок. Каждый делал тесто одинаково. Вернее, каждый делал его в соответствии с одними и теми же письменными инструкциями. Впрочем, в отношениях между пекарем и тестом так много интимного, что не все опишешь словами. В результате их дальнейшие действия имели гораздо меньше сходства, чем мы того хотели. Некоторые пекари обращались с тестом ласково, другие действовали скорее агрессивно. Один нежно массировал его, другой шлепал. Одни пекари использовали ложки, другие работали только руками[334]. В итоге нам так и не удалось избежать влияния различных традиций и стилей хлебопечения.

В последнюю ночь компания устроила дегустацию хлеба и пива. Хлеба были выложены на стол. Мы брали их один за другим, нюхали корочку, потом разламывали буханку и вдыхали запах, идущий изнутри. Мы подносили хлеб к уху и слушали звук, который он издает (или не издает), когда его сжимают. Мы тыкали в караваи, чтобы проверить их эластичность. Пробовали их на вкус, сначала без ничего, а потом с глотком пива. Мы наслаждались мельчайшими оттенками аромата разных микроорганизмов, представленных в каждой буханке.

К этому времени мы почти уверились, что на хлеб, как и на кимчи, напрямую влияет невидимая жизнь нашего дома. Раньше мы уже установили, что каждый человеческий организм и каждый дом имеют собственный состав микробов. Логично предположить, что эти микробы должны попадать и в закваску. Когда это происходит, то, пробуя хлеб, мы, сами того не осознавая, наслаждаемся в том числе ароматами некоторых микробов, витающих вокруг нас постоянно. Можно смаковать даже невидимые глазу организмы. В каждой буханке хлеба, бокале пива, кусочке кимчи или сыра мы находим плоды жизнедеятельности окружающих нас видов. Во французском языке есть понятие терруар. Им обозначается уникальный букет продукта, обусловленный почвой, биоразнообразием и историей конкретного региона. С каждым кусочком или глотком мы ощущаем вкус терруара. На языке экологов такой результат, связанный с деятельностью биоразнообразия, именуется более банальным термином «экосистемные услуги». Эта добрая служба включает и то удивление, которое вызывает у нас разнообразие жизни. Сюда же относится польза, которую живые организмы приносят нашей иммунной системе. Здесь же кроется и потенциальный источник новых технологий, таких как использование микробов из кишечника пещерного кузнечика для утилизации промышленных отходов. Добавьте сюда и «услуги», оказываемые на расстоянии, например биофильтрацию воды в водоносных слоях. Я думал об этом, пока мы пробовали разные сорта хлеба и разные сорта пива. Я думал об этом, когда мы поднимали тосты «за хлеб» и «за микробов». Я думал об этом, размышляя над тем, какой результат нам принесет эксперимент в Сен-Вите. Пекари снова затянули песню. «За хлеб и за микробов!» И за наш дом, которому они придают уникальный аромат. «За хлеб и за микробов!» И за наш дом, в котором все здоровы. «За хлеб и за микробов!» И за жизнь, наполненную естественными видами, которые нам еще предстоит изучить или понять, таинственными видами, парящими в воздухе и предлагающими услуги, ценность которых мы только начинаем осознавать. За хлеб, за микробов, и за нашу общую «дикую» жизнь!

На этом закончилась первая часть сен-витского эксперимента. Закваски были приготовлены, хлеб выпечен, а взятые пробы отправлены в лабораторию моего сотрудника-микробиолога Ноя Фирера в Колорадском университете, где предстояло секвенировать их ДНК и идентифицировать виды микробов. Туда же поступили пробы, полученные в ходе международного исследования заквасок. Я думал, что к моменту выхода этой книги большего мы не узнаем. Но на всякий случай я поторапливал Ноя. А Ной подгонял Джессику Хенли, своего техника. Джессика торопила Анджелу Оливейру, новую студентку в лаборатории Ноя. В декабре 2017 г. Анджела прислала нам результаты, полученные в ходе двух этапов исследования. Обычно нам требуются месяцы, чтобы осмыслить полученные данные. Но мы с Энни Мэдден были так взволнованы, что не смогли устоять и принялись немедленно их анализировать. Я находился в Германии, где уже был поздний вечер. Энни была в Бостоне. Ей еще предстоял длинный день. Мы зарылись в данные.

Рассказывая хлебопекам о проекте Сен-Вит, мы предупреждали их, что исследование проб, взятых из их заквасок, будет непростым делом. Это было не совсем точно. Лучше было бы сказать, что международная часть эксперимента может вообще провалиться. Случись такое, у нас не было бы достоверных результатов для сравнения, и вся наша работа оказалась бы просто приятным (действительно приятным), но бесполезным для науки времяпрепровождением. В частности, проект мог провалиться, если бы мы не получили достаточно ДНК из проб. Такое могло произойти по множеству причин, но, по счастью, обошлось. Еще один фактор риска — загрязнение взятых проб посторонними микробами, например живущими на моей коже или на коже Энни или даже попавшими в «стерильные» контейнеры для ватных палочек при их изготовлении. Но после проверки контрольных проб мы убедились (и могли доказать), что загрязнения не произошло. Существовали еще более банальные причины, по которым наш эксперимент мог потерпеть неудачу: посылка с пробами могла пропасть в пути (такое постоянно случается в практике ученых). ДНК могла испортиться во время перевозки. Наконец, причины неудачи могли быть какие угодно — от технических до человеческого фактора или черной магии. Ничего такого тоже не произошло. Пробы прибыли. Коробки в пути не пострадали. Содержимое пробирок не пролилось. Секвенирование прошло успешно. Мы смогли обработать данные без проблем. Казалось, все сложилось: и удача, и упорный труд, и еще раз удача. Но не это нас волновало. Больше всего тревожило то, что наши результаты исследований в Сен-Вите, могут оказаться неубедительными. Мы не говорили нашим пекарям о том, что мы необязательно сможем толковать полученные данные однозначно и установить точно, что на закваску влияют руки пекарей, их пекарни и их образ жизни. Допустим, мы обнаружили бы выраженную зависимость между микробами на ладонях и микробами закваски, но с учетом других факторов мы не могли бы ничего утверждать наверняка. К счастью, это наше опасение тоже не сбылось.

Приступив к анализу данных, мы заметили, что бактерии и грибы, обнаруженные в заквасках Сен-Вита, составляют подмножество от всего разнообразия микробов, с которыми мы столкнулись в нашем глобальном обследовании. В мировом масштабе мы выявили несколько сотен видов дрожжей и несколько сотен видов Lactobacillus и родственных им бактерий. По сравнению с почвой, жилыми домами и даже человеческой кожей разнообразие видов в закваске было не очень велико, но все же больше, чем до этого считали пекари и ученые-диетологи. Различные микробы присутствовали в разных регионах. Например, один гриб обитает почти исключительно в Австралии. Придает ли он уникальный вкус австралийскому хлебу? Быть может.

Среди заквасок, изготовленных 15 пекарями, приехавшими в Сен-Вит, мы обнаружили 17 различных видов дрожжей и 22 вида Lactobacillus. Разнообразие бактерий и грибов в этих заквасках более или менее соответствовало нашим ожиданиям, учитывая, что мы отобрали сравнительно небольшое количество заквасок и контролировали исходные ингредиенты. Затем мы рассматривали результаты проб, взятых с рук пекарей.

На основе предыдущих исследований мы знали, что все руки (как и носы, пупки, легкие, кишки и практически любые внешние поверхности человеческого тела) покрыты, словно оболочкой, микробным слоем. Многие уверены, что, когда мы моем руки, мы удаляем все эти микробы. Ничего подобного. Возьмите у кого-нибудь с ладоней пробу на микроорганизмы, потом попросите человека тщательно вымыть руки и возьмите пробу повторно. Состав бактерий до и после мытья рук не изменится. Ной Фирер был первым, кто провел подобный опыт. Результаты были однозначными и до сих пор они остаются неопровергнутыми. Мытье рук предотвращает распространение патогенных микроорганизмов, ежегодно спасая тем самым множество жизней, но не стерилизует руки. Оно удаляет только вновь прибывшие микробы, которые еще не успели обосноваться. Например, когда ученые экспериментально наносили на ладони испытуемых непатогенный штамм кишечной палочки, после мытья водой с мылом большая часть этих микробов исчезла. При этом неважно, была ли вода холодной или горячей и какова была продолжительность мытья (главное, чтобы человек мыл руки не менее 20 секунд). Кроме того, кусок обычного мыла оказался более эффективным средством против кишечной палочки, чем специальное антимикробное мыло[335]. Итак, продолжайте мыть руки и делайте это с мылом и водой.

Как показали исследования, проведенные Ноем и другими учеными, самыми распространенными на поверхности рук бактериями являются различные виды стафилококков (доминирующие на коже в целом, а также представленные в некоторых сортах сыра, но не в хлебе), Corynebacterium (вызывающие специфический запах подмышек) и Propionibacterium[336]. Виды Lactobacillus там тоже присутствуют. Мы думали, что именно этот микроб и его родственники участвуют в формировании закваски. Но Lactobacillus обычно относительно редко встречается на руках — по данным Ноя, на его долю приходится около 2 % бактерий у мужчин и 6 % у женщин[337]. На коже рук могут присутствовать и грибы, но их не так много и они не разнообразны. Именно это мы и рассчитывали найти в пробах, взятых с рук пекарей, и не думали, что есть основания ожидать чего-то другого. Руки есть руки. Затем мы посмотрели на результаты.

Первым сюрпризом было то, что руки пекарей разительно отличались от любых других, которые мы когда-либо обследовали. До 80 % (в среднем 25 %) обнаруженных у них бактерий принадлежали Lactobacillus и родственным видам. Точно так же почти все грибы на руках пекарей были дрожжами, которые можно найти в заквасках, таких как виды Saccharomyces. Мы понятия не имели, что такое вообще возможно, и до сих пор не вполне понимаем причины этого. Подозреваю, что, поскольку пекари проводят так много времени, контактируя с мукой (и заквасками), кисти их рук заселяются бактериями и грибами, с которыми они имеют дело. Можно даже представить себе сценарий, в котором бактерии Lactobacillus и дрожжи Saccharomyces на руках пекарей вытесняют другие микробы, вырабатывая соответственно кислоту и спирт. Такое сообщество микробов может уменьшать для пекарей риски заболеть в сравнении с другими людьми. Пока это лишь гипотеза, но это действительно очень свежие результаты, открывающие перед нами много новых путей. Интересно, у всех ли людей, постоянно контактирующих с пищевыми продуктами, на руках поселяются необычные микробы? И не была ли связь между пищей и бактериями человеческих рук более тесной в прошлом, 100 или 5000 лет назад, когда гораздо больше людей, чем сегодня, занимались приготовлением пищи? Передо мной встает множество вопросов; в поисках ответов на них мы должны провести новые эксперименты. И это был не единственный потрясающий результат.

Рассматривая бактерии, представленные в тех или иных заквасках, мы обнаружили, что почти все микробы, обнаруженные в муке, оказались и в заквасках. Ни одна закваска не содержала полный набор бактерий из муки, но большинство мучных видов нашлось хотя бы в одной из заквасок. Среди микробов, попавших в закваски из муки, были бактерии, изначально находившиеся внутри пшеничных зерен и выжившие после того, как зерно было помолото. Были там микробы, попавшие из почвы, на которой выращено зерно. Но самую большую группу составляли виды, питающиеся углеводами, содержащимися в зерне и муке, включая виды Lactobacillus. То же самое справедливо и для дрожжей: около половины их видов, найденных в заквасках, встречались и в муке. Однако ни бактерии, ни дрожжи не могли попасть в закваску вместе с водой. Сегодня мы неплохо знаем, какие виды типичны для водной среды, и ни один из них не был найден в заквасках. К примеру, в них не было бактерий Delftia, способных осаждать золото, и ни одного вида микобактерий. Итак, различия в составе заквасок не определялись различиями в использованной воде. Но чем же тогда?

Отчасти эти различия определялись случайностью, связанной с тем, каким именно видам удалось обосноваться в муке. Частично, как мы и предполагали, на видовой состав закваски влиял состав микробов на руках конкретного пекаря, который занимался ее приготовлением. То же, хотя и в меньшей степени, оказалось характерным и для дрожжей. Руки пекаря привносили в закваску бактерии и грибы (и, как мы предполагаем, соответствующий «аромат рук»). Более того, когда мы углубились в детали, обнаружились и вполне анекдотические случаи. Один из наших пекарей «прославился» тем, что в его закваске мы нашли относительно редкую разновидность гриба рода Wickerhamomyces. Этот же гриб обнаружился на его руках и в закваске, которую он изготовил в Сен-Вите. Ни у кого больше, ни на руках, ни в закваске, этого гриба не было. К тому же мы нашли в заквасках некоторые виды бактерий и дрожжей, которые явно попали туда не из муки, воды или с рук пекарей. Эти микробы, скорее всего, жители самих пекарен.

Когда хлеб пекли с использованием заквасок, из одинаковых ингредиентов (кроме микробов), различия между заквасками влияли на вкус хлеба. Некоторые из них придавали хлебу кисловатый, другие, по заключению команды дегустаторов, сливочный привкус. Уникальный «микробный» вкус каждого хлеба определялся случайностью, а также тем, какие виды микробов присутствовали в муке, на коже рук хлебопеков и в их пекарнях. Когда мы более детально изучим результаты нашего глобального обследования, возможно, окажется, что те закваски, наверняка еще более разнообразные, чем в сен-витском эксперименте, способны создавать еще более уникальные сорта хлеба. Следите за нашими достижениями. Между тем все, что мы до сих пор смогли выяснить, говорит о том, что важно не только то, какие микробы в закваске, но и откуда они родом. Однако все это нам предстоит еще переосмыслить. В нашей постановке вопроса о взаимосвязи между домом, телом человека и хлебом упущено нечто существенное, что реально происходит и с нашей пищей, и с нашей жизнью в целом. При выпечке хлеба микробы, живущие на нашей коже и в наших домах, формируют закваску. Но закваска также участвует в формировании микробного сообщества на наших руках (и, возможно, в наших домах). Следовательно, приготовление хлеба — это своего рода восстановление, восстановление определенных видов биоразнообразия в нашей пище, в нашем организме и в наших жилищах, причем все эти процессы взаимосвязаны. Когда мы готовим закваску, наши тела и наши дома придают аромат нашему хлебу насущному. В свою очередь, наши тела и дома обогащаются микробами из муки, закваски и хлеба. Но не надо думать, что кислое тесто уникально в этом отношении. Вероятно, то же относится и к сыру, квашеной капусте, кимчи и многим другим продуктам, которые ферментируются у нас в домах.

Илл. 12.2. Так выглядят на фото колонии (слева) и одиночные клетки дрожжей Wickerhamomyces anomalus. (Фото Элизабет Лендис.)

ПО МОЕЙ ОЦЕНКЕ, на сегодняшний день мы вместе с коллегами обнаружили в жилых домах примерно 200 000 видов различных организмов. Конечно, трудно посчитать их точно, поскольку отдельные исследования проводились в разное время и разными методами (а определение, что такое вид, неодинаково в разных научных дисциплинах, зависит от используемого метода и т. д.). Но можно сказать, что 200 000 видов — это довольно реалистичная оценка. Почти три четверти из них — это бактерии, обнаруженные в пыли, на коже, в воде, пище и в кишечнике. Четверть приходится на долю грибов. Членистоногие, растения и другие таксоны составляют все остальное. Мы даже не приступали к подсчету вирусов. В одних домах жизнь более разнообразна, в других — менее; в одних обитают полезные виды, в других преобладают скорее вредители. Я думал, что в конце этой книги расскажу вам об архитекторах, инженерах-строителях и других специалистах, которые уже поняли, как строить здоровые дома, населенные благоприятными для человека видами. Чтобы написать эту книгу, я потратил тысячу часов на исследования. Но я не нашел таких специалистов. И не обнаружил таких зданий. Конечно, сейчас возводятся и инновационные дома, и целые города, благоприятные для биологического разнообразия и полезных видов. Но достигается это не за счет новых изощренных технологий, а скорее путем возвращения к первобытной простоте. Сегодня конструируются более открытые дома и из более экологически чистых материалов. Это прекрасно, но это еще не панацея.

Я должен был предвидеть это c самого начала. В поиске решения посредством архитектуры есть одна проблема: многие предложения архитекторов-новаторов реализуются в очень небольшом масштабе. Это обычно отдельно взятый дом или квартал. Такие постройки очень дороги, и подобную инновацию вряд ли можно предложить большому коллективному «мы». При всем желании я не могу взять и построить в ближайшем будущем новый дом с экологией, способствующей биоразнообразию. И, надо признать, что люди, которым я рассказывал о своей книге, не спрашивали меня, как им построить такой идеальный дом. Вместо этого они интересовались тем, изменилась ли моя жизнь в результате моих исследований.

На этот вопрос есть несколько простых ответов. Я стал дольше и чаще проветривать комнаты. Я стараюсь не пользоваться кондиционером без особой необходимости. Если у меня есть время, я мою посуду вручную, чтобы не рассеивать по дому гриб, обитающий в посудомоечных машинах[338]. Если в дом проникает влага, я выношу отсыревшие вещи наружу. Я подумывал завести собаку, но не стал (мы слишком много путешествуем). Я стал с некоторым подозрением относиться к своей кошке и провел немало ночных часов, раздумывая, не заразился ли я от нее токсоплазмой. Я высадил возле дома фруктовый сад. Я стал проводить время в наблюдениях за насекомыми у себя дома и в домах других людей. Вместе с моим сыном мы зарисовываем их, и, конечно, я задаю себе вопрос, какую пользу они могут принести (в данный момент меня особенно привлекают в этом отношении чешуйницы). Я научился ценить волшебный дар древних и нетронутых водоносных слоев. Я наслаждаюсь терруаром биологически разнообразной водопроводной воды. Я покупаю больше свежих фермерских продуктов, рассчитывая на то, что они покрыты местными микроорганизмами. Вот как изменилась моя жизнь. Правда, я так и не сменил душевую насадку, но стал пристально приглядываться к выходящей из нее воде.

Знакомство с пекарями побудило меня выпекать вместе с моими детьми домашний хлеб. Мы тоже экспериментируем с различными видами закваски (одну из них я выставил на улицу в надежде поймать с ее помощью какие-нибудь интересные виды грибов). Закваска преподала мне важный урок умеренности и осмотрительности, научив, что есть простые способы благоприятствовать полезным видам, одновременно защищаясь от патогенов. Это пока еще не изменило мою жизнь, но меняет образ мыслей. На меня сильно повлиял тот факт, что на руках пекарей преобладают бактерии и грибы из закваски. Ежедневный труд пекаря оставляет своего рода отпечаток на его коже. Но это характерно не только для пекарей. Кожа всякого человека — отражение его повседневной жизни, касается это и видов, населяющих наши дома. В темные века некоторые думали, что Бог живет в сердце человека и записывает в нем как каждый хороший поступок, так и каждый грех. Теперь мы знаем, что сердце — это просто насос, лишенный всякой сентиментальности. Но биологическое разнообразие вашего тела и вашего дома действительно служит своеобразной летописью вашей жизни, так же как количество бактерий на руках хлебопека показывает, сколько времени он тратит на выпечку. Должен заметить, что, как только наши пекари узнали о том, что их руки покрыты микробами из закваски, они захотели узнать, у кого их больше всего. Кто из них наиболее полно отдает себя хлебу?

Для меня это и есть самый большой урок. Виды организмов, населяющие наши дома, характеризуют нашу собственную жизнь. Наскальные рисунки первобытных людей изображали животных, которых они наблюдали, преследовали или боялись. Пыль на стенах вашего дома содержит виды, которые живут с вами под одной крышей. Она рассказывает о том, с какими видами мы контактируем, а с какими утратили контакт, рассказывает о том, какой образ жизни мы ведем. Что может поведать обо мне пыль на стенах моего дома? Я хотел бы, чтобы она говорила, что моя жизнь протекает в постоянном контакте с биологическим разнообразием; что я провожу с семьей на открытом воздухе столько же времени, сколько и в четырех стенах; что я способен ценить величие биологического разнообразия и те услуги, которые оно оказывает; что виды, живущие со мной под одной крышей, ежедневно пробуждают во мне такое же чувство изумления, которые испытывал первый микробиолог — Антони ван Левенгук. Каждое утро Левенгук просыпался с мыслью, что окружающая его жизнь состоит в основном из полезных и «хороших» видов и что большую часть этой жизни, где бы вы ни находились, еще предстоит изучить. Левенгук жил в то время, когда человек только приступал к познанию окружающего его биоразнообразия. Мы тоже.

Благодарности

Я читаю раздел «Благодарности» в книгах в ожидании, что в них мне откроются какие-то секреты, наподобие магии пекарского искусства. Первое, что я должен сказать об этой книге, если вы хотите узнать ее секреты: в сравнении с другими, написанными мной, она в основном рождалась за обеденным столом. Многие из ее историй — результат моих бесед с женой, Моникой Санчес, и с нашими детьми об окружающих нас живых существах. Содержание книги в значительной степени навеяно часами, которые мы провели в собственном доме, а также других домах по всему миру, местами, где мы останавливались, и археологическими памятниками, которые мы посетили. Чтобы понять историю человеческого жилища, наши дети обошли стоянки древних людей в десятках стран. Они обошли музеи, один за другим, рассматривая реконструкции древних домов. Вместе с нами они бродили по полям хорватских фермеров в поисках тайных, неизвестных науке римских руин. Они спускались в пещеры, чтобы собирать в полумраке чешуйниц. Целыми днями они наблюдали за экспериментами по выпечке хлеба в окружении пекарей, распевающих свои песни о хлебе. И, конечно же, они участвовали в проектах по изучению муравьев на заднем дворе, пещерных кузнечиков в подвалах, микробов из закваски и многих других.

Итак, первый секрет этой книги состоит в том, что с ней мне очень помогала моя семья. Второй секрет заключается в том, что точно так же поступали десятки, может быть, сотни людей, с которыми я работаю в своей «лаборатории» и дружественных лабораториях в других учреждениях. Надо пояснить, что, когда ученые используют слово «лаборатория», они обычно имеют в виду помещение с высокими табуретами и людьми, которые вместе с лабораторной мебелью его занимают. «Лаборатория» в понимании экологов — это совсем другое. То, что они делают, не всегда требует дорогостоящего оборудования, объектом изучения может быть самое банальное ведро с грязью. Вот почему для экологов «лаборатория» необязательно означает физическое пространство, где работают люди. Часто сотрудники такой лаборатории рассеяны по всему миру. Моя лаборатория — это коллектив умов, объединенных общими поисковыми задачами. Это группа людей, не только делающих удивительные открытия, но и вовлекающих в эту деятельность широкую публику. Мою лабораторию и другие лаборатории — в Колорадо (лаборатория Ноя Фирера), Массачусетсе (лаборатория Бена Вольфа), Сан-Франциско (лаборатория Мишель Траутвейн) и в полудюжине других мест — тесно связывают общая работа и мировоззрение. Участники этой интеллектуальной сети внесли свой вклад в каждую главу моей книги. С некоторыми из них вы познакомились на страницах книги, но не меньшая их часть осталась в тени. Многих я не назвал в какой-то мере потому, что их роль была настолько центральной и системообразующей, что сложно охарактеризовать ее. В этом состоит одна из «закавык» науки. Нас часто спрашивают, кто именно сделал то-то и то-то, но индивидуальный вклад каждого бывает очень сложно вычленить.

Приведу в пример несколько человек, которые способствовали тому, чтобы эта книга появилась на свет, но они лишь бегло упомянуты на ее страницах. Андреа Лаки и Иржи Хулкр, семейная пара. Появившись в моей лаборатории, они привнесли новизну в наше взаимодействие. Для привлечения широкой публики к изучению муравьев Андреа запустила проект «Муравьиная школа». Андреа и Иржи совместно со студенткой Бритни Хэкетт реализовали также проект «Биоразнообразие в пупке», в котором исследовались пробы, взятые из пупков людей по всему миру, чтобы выяснить, какие виды кожных микробов встречаются в них чаще других и почему. Как раз в то время Мэг Лоумен возглавила Центр исследований природы в Музее естествознания Северной Каролины. Мэг с энтузиазмом взялась за дело, стараясь привлечь широкую публику. Она сыграла ключевую роль на начальных этапах реализации муравьиного и «пупочного» проектов. Помощь в работе с Мэг и музеем оказали Дэн Соломон, в то время декан Колледжа естественных наук, и Бэтси Беннет, бывшая в то время директором музея. Они помогли выстроить политическую и финансовую инфраструктуру, облегчающую масштабное взаимодействие с населением. В этой книге я рассказал лишь о небольшой части проделанной нами работы в проектах с муравьями и пупочной флорой, но именно она заложила основу для дальнейшего изучения жизни в человеческих домах. Она заложила фундамент книги.

Перед тем как Андреа и Иржи покинули мою лабораторию и перебрались в Университет Флориды, я принял на работу Холли Меннингер, которая должна была продолжить их дело и привлекать к научным исследованиям население и студентов. Именно она разработала план, как организовать проекты, привлекая к участию в них людей из разных стран мира. Холли была для нас голосом здравого смысла, когда я являлся по утрам в лабораторию с очередным сумасшедшим проектом, для реализации которого у нас не было ни денег, ни времени, ни рабочих рук. Не будь Холли, многое из того, что мы сделали в области изучения биологии человеческих домов, вообще бы не случилось. Теперь она работает в Музее имени Белла в Миннесоте, директором по работе с общественностью и научному просвещению. Это большая удача как для самого музея, так и для всего штата Миннесота. Холли почти не появляется на страницах этой книги, но просто потому, что она внесла важнейший вклад буквально во все. То, что она сделала, уже от нас никуда не денется, это социальная и интеллектуальная инфраструктура, благодаря которой мы смогли объединить в единое целое усилия тысяч людей в процессе создания науки.

Еще до своего отъезда в Миннесоту Холли взялась за новые задачи, включая участие в организации кластера Публичной науки в Университете штата Северная Каролина (группы новых преподавателей, специально занимающихся привлечением публики к участию в исследованиях). Ее место заняли Лорен Николс и Ли Шелл, а также Нил Маккой. Лорен и Нил подготовили не только бóльшую часть иллюстративного материала, представленного в этой книге, но и множество других визуальных материалов, которые мы используем на публичных выступлениях, рассказывая о нашей работе. Лорен помогала также в поиске и проверке информации. Она снимала вопросы и распутывала логические неувязки. Лорен читала и читала текст много раз. Она проверяла цитаты. Она отыскивала нужные примеры. Она помогла яснее сформулировать трудные для понимания абзацы и научные описания. Она отзывалась на электронные письма вроде: «О-ох, пришла корректура и у нас есть пять дней, чтобы просмотреть весь текст. Ты можешь бросить все свои дела и заняться этим?» Спасибо тебе, Лорен. Ли Шелл прочитала всю книгу, чтобы убедиться, что в нее включено все то, что хотели видеть участники наших проектов. Именно она опрашивала тысячи этих людей, выясняя, что они хотят узнать о невидимой жизни в их собственных домах. Теперь ответы здесь, в этой книге. Надеюсь, это как раз те вопросы, которые хотели задать и вы.

Кроме сотрудников моей лаборатории, в книгу внесли вклад и другие мои коллеги, многим из которых я очень обязан. С Ноем Фирером вы уже встречались на ее страницах. Я весьма признателен ему за сотрудничество, в котором он всегда играл выдающуюся роль. Ной вдумчиво прочитал рукопись, а потом, когда я выразил беспокойство по поводу некоторых разделов, прочитал их еще раз. Карлос Голлер не числится в штате моей лаборатории, однако нередко принимает участие в наиболее интересных проектах. Он постоянно придумывал новые способы привлечения студентов нашего университета к этой работе. Джонатан Эйзен прочитал рукопись целиком и критически рассмотрел каждую, даже самую мелкую, деталь. Лора Мартин повлияла на мое восприятие воздействия человека на экосистемы. Кэтрин Карделюс, Кэти Флинн и Шон Менке подсказали полезные идеи, как адаптировать эту книгу для университетских занятий.

Многие ученые, упомянутые в этой книге, и те, что занимались полевыми исследованиями, имеют непосредственное отношение к работе над книгой как таковой. Они читали отдельные главы. Отвечали на дурацкие вопросы. Лесли Робертсон пригласил меня в Дельфт, и мы провели два дня за разговорами про Левенгука и его исследования. Дуг Андерсен прочитал главу про Левенгука и, как и Лесли, способствовал моему пониманию личности ученого. Дэвид Койл и Дженна Ланг помогли мне разобраться с микробиологией на МКС. Глава о душевых насадках существенно выиграла от комментариев Мэтта Герберта, студента из лаборатории Ноя. Я с ним никогда не встречался, но нахожу его научные успехи впечатляющими. Дженн Хонда помогала мне в вопросах медицинской микробиологии микобактерий. Александер Хербиг и Йоханнес Краусе поделились соображениями об истории взаимоотношений микобактерий и древнего человека, а от Кристофера Лаури я узнал о пользе некоторых видов Mycobacterium. Кристиан Гиблер рассказал мне о грандиозности водоносных слоев и прочитал главу о душевых насадках. Фернандо Росарио-Ортис тоже ознакомился с этой главой и помог продумать проблемы водоподготовки.

Илкка Хански никогда не видел эту книгу, но переписка с ним помогла мне лучше понять его работы. Он также прочитал первую версию той главы, в которой о них рассказывается. Я встречался с ним лично всего раз в жизни, в свои аспирантские годы. Мы с Сашей Спектором, моим коллегой по лаборатории, едва дождались разговора с Хански о жуках-навозниках, и не были разочарованы. Я и мечтать не мог, что много лет спустя снова буду делиться с ним мыслями о живых существах в человеческих жилищах. Никлас Вальберг, один из бывших студентов Хански, работал вместе со мной, чтобы донести его историю правильно. Тал Хаахтела и Лена фон Хертцен помогли мне разобраться в их исследованиях и найти им место в контексте истории Карелии. Меган Томмс, Джелмар Кул, Фиона Стюарт и Алекс Пил натолкнули меня на мысли о том, как экология диких шимпанзе соотносится с экологией наших первобытных предков. Эрин Маккинни высказала критические замечания по поводу пищи и фекалий.

Почти все сотрудники моего проекта по изучению пещерных кузнечиков появились на страницах соответствующей главы. Все они прочитали главу. Спасибо вам, Эм-Джей Эппс, Стефани Мэтьюс и Эми Гранден. Дженнифер Уэрнигрин и Джулия Урбан неоднократно помогали мне разобраться с эволюцией бактерий, ассоциированных с насекомыми. С помощью Женевьевы фон Петцингер и Джона Хокса мне удалось пересмотреть историю древних пещерных людей. Главу о грибах существенно улучшила Биргитта Андерсен, которая благосклонно относится к моим рассуждениям о космических станциях и делает работу, которая не по плечу многим другим. Под ее влиянием я стал глубже понимать основы экологии домовых грибов и находить нечто прекрасное даже в таком чудовище, как Stachybotrys. Мартин Теубел помог мне продумать последствия вселения Stachybotrys в жилые дома, а также то, что мы знаем и пока еще не знаем об этом. Рэйчел Адамс заставила меня задуматься о грибах — о том, что мы знаем в действительности о живых и неживых организмах, которые метаболизируют в наших жилищах. Именно благодаря ей я решил включить в рассмотрение орбитальные станции.

С главой о насекомых мне очень помогли Мэтт Бертон, Ева Панагиотакопулу, Петр Наскрецкий, Эллисон Бэйн, Миша Леонг и Кит Бэйлесс. Особенно Мэтт, который читал главу неоднократно. Спасибо тебе, Мэтт. Мишель Траутвейн толковала мне об этой книге на протяжении пяти лет, с тех самых пор как мы начали совместную работу в жилых домах. Тогда Мишель работала еще в Музее естествознания Северной Каролины. Мы проводили совместные исследования, вели беседы о членистоногих и вообще о жизни, и я счастлив, что мы можем продолжать делать это и сейчас, когда она перешла в Калифорнийскую академию наук. Кристина Хоун рассказала мне о роли пауков в биологическом контроле за насекомыми. В главу о тараканах вносили поправки все энтомологи из моего окружения, среди них Эд Варго, Уоррен Бут, Коби Шал, Аяко Вада-Кацумата и Жюль Сильверман, которые частично или всецело работают над темой контроля над насекомыми-вредителями, темой, которая большинству энтомологов кажется непривлекательной. Элеонора Спайсер Райс (одна из учениц Жюля) помогла мне понять, как важны для него исследования тараканов-прусаков. Я должен поблагодарить двух заведующих кафедрами (Дерека Эдая и Харри Дениэлса), под началом которых я работал во время написания этой книги.

Я начал писать главу про Хайнца Айхенвальда более пяти лет назад. Но с ней не все было в порядке, пока я не присоединился к рабочей группе в Национальном центре социоэкологического синтеза (SESYNC), возглавляемом Питером Йоргенсоном и Скоттом Кэрролом. Вот тогда я и понял по-настоящему предлагаемый Айхенвальдом путь развития, путь, от которого наше общество решило отказаться. Спасибо SESYNC, огромная благодарность Скотту и особенно Питеру, но также и всей рабочей группе, включая Дидье Уэрнли. Спасибо и Крити Шаарма, которая умеет думать как бактерия. Наконец я благодарю Пола Планету за его идеи, а также за то, что он свел меня с Хенри Шайнфилдом. Хенри с готовностью рассказал свою историю, и после этого глава была написана как надо. Хенри и сегодня остается таким же прозорливым, каким был и в те годы.

Ярослав Флегр, Аннамария Талас, Том Гилберт, Роланд Кэйс, Дэвид Сторч, Мередит Спенс, Майкл Рейскинд, Кирстен Йенсен, Ричард Клоптон и Джоанна Уэбстер прочитали главу про кошек и собак и помогли улучшить ее. Мередит Спенс благодарю также за все те годы, которые она потратила на составление каталога собачьих паразитов и патогенов (и Найему Харрис, подвигшую ее на это). Теперь это уже приносит свои плоды, Мередит! Нэйт Сэндрес, Нил Грэнтхем, Брайан Райх, Бенуа Генар, Майк Гэвин, Джен Соломон, Джоана Рику, Эннет Ричер и Энн Мэдден оказали помощь в написании глав, впоследствии исключенных из книги, глав про судебную медицину, ос и дрожжи, а также про парадокс голубя. В исходном виде рукопись книги включала 200 000 слов, и надо сказать, что я мог бы рассказать значительно больше о жизни в наших домах, но у меня нет на это места. Особая благодарность библиотеке Университета штата Северная Каролина и чудесным людям, работающим в ней. Кэрен Чикконе прочитала текст целиком и снабдила его своими комментариями. Мама Квон, Джо Квон, Джози Бейкер, Стефан Каппелл, Эспен Рис, Энн Мэден и Эмили Майнеке помогали с главой про еду. Мой агент, Виктория Прайор, опекала, понукала и продвигала книгу. Спасибо тебе, Тори. Затем рукопись стала объектом сверхъестественного отбора со стороны моего редактора Ти-Джей Келлехера. Ти-Джей редактировал мою первую книгу «Всякая живность» (Every Living Thing). Было очень здорово еще раз поработать вместе. Я безмерно признателен также Кэрри Наполитано. Ти-Джею и Кэрри, как и многим работникам издательского цеха, приходится постоянно очень много читать и редактировать, не имея для этого достаточно времени. И все же они ухитрились курировать мою работу, проявляя большую настойчивость и заботу. Коллин Трейси и Кристина Палайя, два превосходных литературных редактора, правили неверные фразы и проблемные выражения и проверили, чтобы каждая буква, запятая, точка и двоеточие находились на положенных им местах. Фонд Слоуна оказал финансовую поддержку изданию. Я благодарен Фонду, и особенно Поле Олсевски. Большую поддержку мне оказали программа sDiv, благодаря которой я получил творческий отпуск, и ежедневные дискуссии с учеными из Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия (iDiv). Джон Чейз, Нико Эйзенхауэр, Мартен Винтер, Стэн Харпол, Тиффани Найт, Энрике Перейра, Алетта Бонн, Аврора Торрес и многие другие сотрудники iDiv помогли мне пересмотреть биологию человеческого дома в свете принципов и идей фундаментальной экологии.

И наконец, я бесконечно обязан множеству участников наших проектов за все эти годы. Многие тысячи людей внесли в них вклад, исследуя собственные дома. Они открыли свою жизнь нашим любознательным умам и присоединились к нашим очень странным поискам. Они задавали вопросы, которые помогали нам переосмыслить собственные исследования. Они дарили нам вдохновение и напоминали нам снова и снова о радости открытия и еще большей радости от открытия, в котором приняло участие множество людей.

Спасибо вам!

Вот так выглядит пыль при сильном увеличении. Пыль состоит из множества вещей, так и эта книга — результат участия многих, многих людей. (Фото выполнено Энн Мэдден при содействии Центра исследования наноматериалов Колорадского университета, г. Боулдер.)

Примечания редакции

1

Из стихотворения Дж. Свифта «О поэзии: рапсодия» (1733) в переводе С. Я. Маршака. — Прим. пер.

2

Королевское общество (The Royal Society) — одно из старейших научных обществ мира, английский аналог академии наук. Основано в Лондоне в 1660 г. — Прим. науч. ред.

3

В советской и российской литературе первооткрывателем вирусов обычно называется Д. И. Ивановский. Вот как характеризуют его вклад американские вирусологи: «В 1892 г. Ивановский сообщил о возможности передачи мозаичной болезни табака соком, профильтрованным через бактериальные фильтры. Его сообщение осталось незамеченным, даже сам автор полностью не осознал значения своего открытия» (Лурия С., Дарнелл Дж. 1970. Общая вирусология. М.: Мир. С. 15). Патогены, настолько мелкие, что проходят через фильтры, предназначенные для улавливания бактериальных клеток, были позднее названы вирусами. Это сделал в 1898 г. голландский ученый М. Бейеринк, работавший в Дельфте, который предположил, что возбудитель относится к ранее неизвестной группе патогенов. Сам Ивановский полагал, что мозаичная болезнь может вызываться токсинами, выделяемыми бактериями. — Прим. науч. ред.

4

Катидиды — крупные кузнечики семейства Tettigoniidae. Некоторые тропические виды этой группы хорошо известны способностью к мимикрии: например, они могут быть внешне очень похожи на листья деревьев. — Прим. науч. ред.

5

Известна также как «палочка Коха». — Прим. пер.

6

В экологии мутуализмом называется особая форма отношений между двумя видами живых организмов, при котором они приносят друг другу взаимную пользу. Хрестоматийным примером мутуализма являются отношения между раками-отшельниками и актиниями, между цветковыми растениями и опыляющими их насекомыми. — Прим. науч. ред.

7

Первая в истории медицины вакцина от оспы была создана английским врачом Э. Дженнером (в самом конце XVIII в.) на основе коровьей оспы, которую люди переносят сравнительно легко, но зато приобретают иммунитет против натуральной человеческой оспы. Само слово «вакцина» происходит от лат. vaccа, то есть «корова». — Прим. науч. ред.

8

Вымышленное радиоактивное вещество, фигурирующее в американских комиксах, является аналогом выражения «ахиллесова пята». — Прим. ред.

9

Фирмикуты (Firmicutes) и бактероидеты (Bacteroidetes) — два типа бактерий, представители которых являются компонентом человеческой микрофлоры. В состав этих типов входит большое число практически важных видов микробов, как полезных, так и патогенных. — Прим. науч. ред.

10

Еще один род из группы гамма-протеобактерий, речь о которой шла в предыдущей главе. В состав рода входят несколько десятков видов, включая патогенные. Первая крупная вспышка заболевания, вызванная этими микробами и зарегистрированная врачами, произошла в 1976 г. на съезде Американского легиона — общественной организации ветеранов боевых действий. Так это тяжелое респираторное заболевание получило название «болезнь легионеров». — Прим. науч. ред.

11

Хоанофлагелляты, они же воротничковые жгутиконосцы, — это одна из групп простейших, использующих жгутиковый аппарат для фильтрации воды и захвата добычи. — Прим. науч. ред.

12

Гифами называются особые ветвящиеся трубчатые нити, имеющиеся у большинства грибов. Гифы выполняют различные функции, включая поглощение питательных веществ и воды, а также движение и даже (у хищных грибов) захват добычи. — Прим. науч. ред.

13

Пещерные кузнечики (пещерные сверчки, Rhaphidophoridae) — семейство насекомых отряда прямокрылых (Orthoptera), широко представленное на разных континентах. Насчитывается более 550 видов. Пещерные сверчки не имеют крыльев и активны ночью или в сумерках. — Прим. науч. ред.

14

То есть животных (не считая одомашненных), чьи образ жизни и поведение тесно связаны с человеком, его постройками и населенными пунктами (от греч. σύν — «вместе» и ἄνθρωπος — «человек»). — Прим. науч. ред.

15

Эксгаустер — особое устройство для ловли мелких членистоногих. Принцип его работы состоит в том, что сборщик засасывает воздух в полый цилиндр, вместе с которым захватываются и насекомые. — Прим. науч. ред.

16

Оотека, или яйцевая капсула, — это особое образование, в которое упаковывают яйца представители отряда тараканообразных. Яйца хранятся и созревают в оотеке, защищенные ее стенками от внешних воздействий. — Прим. науч. ред.

17

Перевод Т. Соколовой-Делюсиной.

18

Бактериальный вид, принадлежащий семейству Enterobacteriaceae. Открыт в 1977 г. В 2006 г. появились сообщения, что эта бактерия может иногда быть патогенной для человека, вызывая, в частности, воспаление легких. — Прим. науч. ред.

19

Сеноеды (Psocoptera) — небольшой отряд насекомых, ряд видов которых (например, так называемая книжная вошь) ведет синантропный образ жизни. — Прим. науч. ред.

20

Под этим названием известен ряд видов муравьев рода Solenopsis, укус которых довольно болезнен (обжигает подобно пламени). Один из видов (красный огненный муравей) является синантропным и встречается практически повсюду. — Прим. науч. ред.

21

Цитата взята из частного письма, которое Дарвин отправил 11 января 1844 г. своему коллеге и другу, ботанику Джозефу Хукеру. Заметьте, что это «признание в убийстве» было произнесено за 15 лет до выхода в свет «Происхождения видов». Хукер был одним из немногих людей, с которыми Дарвин мог поделиться своими сокровенными мыслями об эволюции. — Прим. науч. ред.

22

Линней опубликовал научное описание прусака (он же рыжий таракан) в 1767 г. Он дал ему название Blatta germanica. Интересно, что в странах Центральной Европы, в той же Германии, распространение тараканов приписывают передвижениям русских войск во время Семилетней войны. Соответственно, рыжих тараканов называют «русскими». Настоящая родина этого вида расположена в южной Азии. — Прим. науч. ред.

23

Отсылка к цитате из пьесы Конгрива «Невеста в трауре» (1697): «Фурия в аду ничто в сравнении с брошенной женщиной». — Прим. ред.

24

Как известно, виды галапагосских вьюрков отличаются по типу питания и, соответственно, по форме и размерам клюва, служащего для добывания пищи. Один из подвидов (остроклювый земляной вьюрок, или Geospiza difficilis septentrionalis) питается кровью других птиц, пробивая клювом их кожу. — Прим. науч. ред.

25

Ручейники (Trichoptera) — отряд крылатых насекомых, личинки которых развиваются в пресной воде. — Прим. науч. ред.

26

Научное название Demodex folliculorum. Это очень мелкие клещи, живущие в волосяных фолликулах человеческой кожи и питающиеся кожным салом. Считается, что в большинстве случаев они безвредны для своего хозяина. — Прим. науч. ред.

27

«Ричард III». Перевод А. Радловой.

28

Элтон Ч. Экология нашествий животных и растений. — М.: Изд-во иностранной литературы, 1960.

29

Термин происходит от лат. rudus — строительный мусор, щебень. В частности, в ботанике «рудеральная флора» обозначает совокупность видов растений, произрастающих на пустырях, свалках, а также других в местообитаниях, где нарушен естественный почвенный покров. — Прим. науч. ред.

30

Перевод В. В. Вересаева.

31

Перевод К. А. Тимирязева.

Примечания

1

N. E. Klepeis, W. C. Nelson, W. R. Ott, J. P. Robinson, A. M. Tsang, P. Switzer, J. V. Behar, S. C. Hern, and W. H. Engelmann, «The National Human Activity Pattern Survey (NHAPS): A Resource for Assessing Exposure to Environmental Pollutants», Journal of Exposure Science and Environmental Epidemiology 11, no. 3 (2001): 231. Или вот, например, данные по Канаде: C. J. Matz, D. M. Stieb, K. Davis, M. Egyed, A. Rose, B. Chou, and O. Brion, «Effects of Age, Season, Gender and Urban-Rural Status on Time-Activity: Canadian Human Activity Pattern Survey 2 (CHAPS 2)», International Journal of Environmental Research and Public Health 11, no. 2 (2014): 2108–2124.

2

Лесли Робертсон, микробиолог и историк, с помощью микроскопов, идентичных по конструкции микроскопу Левенгука, смог увидеть многие виды организмов, которые, возможно, видел и Левенгук. Среди них были диатомовые водоросли, инфузории Vorticella, синезеленые водоросли, а также разнообразные бактерии. Чтобы добиться этого, понадобилось приложить немалые старания, волю и настойчивость, испытывая, подобно Левенгуку, разнообразные варианты освещения и подготовки препаратов. См.: L. A. Robertson, «Historical Microbiology: Is It Relevant in the 21st Century?» FEMS Microbiology Letters 362, no. 9 (2015): fnv057.

3

В те времена, когда Левенгук проводил свои микроскопические исследования, основной доход ему приносила скромная должность городского чиновника. Это занятие оставляло Левенгуку много свободного времени, что позволяло ему удовлетворять свою страсть к познанию.

4

Левенгук мог применять подобные лупы, называемые счетчиками числа нитей на единицу длины тканей, чтобы определять качество льна, шерсти и текстиля. См. L.: Robertson, J. Backer, C. Biemans, J. van Doorn, K. Krab, W. Reijnders, H. Smit, and P. Willemsen, Antoni van Leeuwenhoek: Master of the Minuscule (Boston: Brill, 2016).

5

Эта книга, содержащая различные диковины, большие и малые, сегодня бесплатно доступна по ссылке https://www.biodiversitylibrary.org/page/786331#page/2/mode/1up

6

Сэмюэль Пипс называл эту книгу «самым остроумным сочинением, какое когда-либо читал». См.: R. Hooke, Micrographia: Or Some Physiological Descriptions of Minute Bodies Made by Magnifying Glasses with Questions and Inquiries Thereupon (J. Martin and J. Allestrym, 1665).

7

В те времена считалось, что блохи не способны размножаться половым путем; полагали, что эти насекомые самозарождаются из смеси мочи, пыли и собственных испражнений. Левенгук зафиксировал спаривание блох (мелкий самец висел под брюшком более крупной самки). Он обнаружил у самца блохи пенис и сперматозоиды (всего за свою научную жизнь он описал сперматозоиды более чем 30 видов животных, включая собственные), а также нашел яйца, отложенные самкой. Левенгук зарисовал личинок в момент вылупления, и затем наблюдал их метаморфозу. По его оценке, весь цикл спаривания, оплодотворения, откладки яиц и развития может проходить семь-восемь раз в год. Он все время поднимал планку, не задумываясь о том, замечает ли хоть кто-нибудь его усилия. Куда бы Левенгук ни шел, он всюду носил в своей сумке блошиные яйца, как ребенок таскает с собой ручную лягушку. См.: Robertson et al., Antoni van Leeuwenhoek.

8

Сопроводительное письмо де Граафа можно полностью прочитать здесь: M. Leeuwenhoek, «A Specimen of Some Observations Made by Microscope, Contrived by M. Leeuwenhoek in Holland, Lately Communicated by Dr. Regnerus de Graaf», Philosophical Transactions of the Royal Society 8 (1673): 6037–6038.

9

Левенгук жил в замечательное время. Естествознание только-только начало переход от абстрактных рассуждений и комментирования древних текстов к оригинальным наблюдениям за природой. Вслед за французским философом Рене Декартом это новое поколение ученых верило, что именно наблюдение является самым эффективным способом познания истины.

10

A. R. Hall, «The Leeuwenhoek Lecture, 1988, Antoni Van Leeuwenhoek 1632–1723», Notes and Records the Royal Society Journal of the History of Science, 43, no. 2 (1989): 249–273.

11

Вакуоли — это замечательные устройства для хранения, используемые в клетках растений, животных, протистов, грибов и даже бактерий. В них могут храниться не только питательные вещества, но и отходы жизнедеятельности. Внутри вакуолей поддерживаются условия, отличные от тех, что в остальной части клетки. Можно сравнить их с глиняными сосудами и тростниковыми корзинами первобытных людей; вакуоли — это многоцелевые контейнеры, используемые разными видами, в разных обстоятельствах и для разных нужд.

12

Дельфт, город, в котором жил Левенгук, был центром не науки, а живописи. Дельфтские художники тоже изучали домашние интерьеры и ландшафты, но для того, чтобы запечатлеть их на своих картинах. Они изображали жилища, которые мог обследовать Левенгук. Множество дворовых сцен можно видеть на полотнах Питера де Хоха; кисти Карела Фабрициуса принадлежит не только знаменитый «Щегол», но и городские пейзажи Дельфта. Кроме них, там работал Иоганн (или Ян) Вермеер. Он раз за разом писал одни и те же комнаты с группами людей, застывшими словно на каком-то натюрморте.

13

На земельном участке, где некогда стоял дом Левенгука, никогда не проводились раскопки. Теоретически можно ожидать найти там потерянные микроскопы, препараты и еще множество разных вещей. Теперь на этом месте расположена модная кофейня. Мы с Лесли Робертсоном пытались убедить ее владельцев позволить нам просверлить их новенький пол, чтобы найти какие-нибудь оставшиеся от Левенгука предметы. Нам было отказано, поэтому я провел несколько следующих дней, глядя через окна кофейни на задний двор, где Левенгук когда-то провел очень-очень много времени.

14

Этот фильм — «Пятое царство: как грибы сотворили наш мир» (The Fifth Kingdom: How Fungi Made the World) — рассказывает об эволюционной истории грибов и ее последствиях. Я стоял возле горячего источника и рассказывал об эволюции грибов на фоне одинаковых по размерам вулканов и микробов.

15

Вполне допускаю, что ученые тоже могут вести себя ужасно! Впрочем, я думаю, что все произошло из-за того, что съемочная группа была совершенно поглощена поисками эффектного гейзера, и никому не пришло в голову посчитать перед отъездом, все ли люди на месте.

16

Слово «гейзер» на исландском языке означает «горячий источник». Увлекательную автобиографию Брока можно прочитать в статье T. D. Brock, «The Road to Yellowstone — and Beyond», Annual Review of Microbiology 49 (1995): 1–28.

17

Археи, как и бактерии, возникли несколько миллиардов лет назад. Как и бактерии, археи — это одноклеточные организмы. И, подобно бактериям, в их клетке нет ядра. Впрочем, на этом сходство заканчивается. Клетки архей отличаются от бактериальных больше, чем наши клетки от клеток растений. Их открыли в самом начале ХХ в. Есть много видов архей, но чаще всего (хотя и необязательно) они встречаются в экстремальных местообитаниях. Они никогда не паразитируют на человеке и сравнительно медленно размножаются. Археям свойственно удивительное разнообразие метаболических способностей. Я люблю бактерии, нахожу их бесконечно удивительными и интересными. Но археи еще лучше; эти организмы, столь же древние, как сама жизнь, никогда не приносят вреда и отвечают за протекание важнейших экологических процессов. Они до сих пор плохо изучены, хотя, как мы недавно выяснили, их можно встретить в повседневной жизни, например в человеческом пупке. Левенгук не заметил их, что доказывает, что мы превзошли его в центропупизме. J. Hulcr, A. M. Latimer, J. B. Henley, N. R. Rountree, N. Fierer, A. Lucky, M. D. Lowman, and R. R. Dunn, «A Jungle in There: Bacteria in Belly Buttons Are Highly Diverse, but Predictable», PloS One 7, no. 11 (2012): e47712.

18

Хемолитотрофы, поедатели химических веществ, — это организмы, получающие энергию путем окисления неорганических соединений.

19

Каждый вид, от бактерии до обезьяны, носит имя, состоящее из родового и видового названия. Род — это группа высшего порядка, к которой принадлежит данный вид. Мы, люди, относимся к виду sapiens (знающий, разумный) рода Homo (человек). Мы — Homo sapiens. Часто нелегко понять, где проходит граница между двумя видами; границы рода могут быть еще более размыты. В теории часто утверждается, что биологи должны выделять роды единообразно, так, чтобы, скажем, род бактерий имел приблизительно тот же возраст, что и род приматов. На практике специалисты по разным группам организмов очень по-разному распределяют виды по родам. В систематике бактерий роды обычно включают много видов и характеризуются большим возрастом (род Thermus мог возникнуть несколько десятков миллионов лет назад, если не раньше). В группах организмов, более близких к нам, роды обычно включают меньшее число видов и более недавние. Надо сказать, что эта разница целиком обусловлена различными подходами к классификации, которых придерживаются бактериологи и приматологи, а не различиями между микробами и обезьянами. Родовое и видовое название всегда пишется курсивом (как можно видеть на страницах этой книги), за исключением тех случаев, когда вид открыт, но еще не получил свое имя. В этом случае курсивом пишется только название рода, а не условное обозначение вида. Например, Thermus X1, где X1 означает, что это, вероятно, новый вид, который еще не получил своего видового наименования. В большинстве групп организмов, помимо позвоночных и растений, многие виды известны под такими условными именами просто потому, что еще никто не удосужился дать им формальное видовое имя, хотя их существование известно.

20

Когда Брок вырастил в лаборатории колонию Thermus aquaticus, он попытался создать культуру еще одного вида, который называл просто «розовой бактерией», живущей в еще более горячей среде. Ему это не удалось, как не удалось и никому впоследствии. Первая работа, посвященная Thermus, это: T. D. Brock and H. Freeze, «Thermus aquaticus gen. n. and sp. n., a Nonsporulating Extreme Thermophile», Journal of Bacteriology 98, no. 1 (1969): 289–297.

21

R. F. Ramaley and J. Hixson, «Isolation of a Nonpigmented, Thermophilic Bacterium Similar to Thermus aquaticus», Journal of Bacteriology 103, no. 2 (1970): 527.

22

Впоследствии этот термин у экологов позаимствуют экономисты.

23

T. D. Boylen and K. L. Boylen, «Presence of Thermophilic Bacteria in Laundry and Domestic Hot-Water Heaters», Applied Microbiology 25, no. 1 (1973): 72–76.

24

J. K. Kristjánsson, S. Hjörleifsdóttir, V. Th. Marteinsson, and G. A. Alfredsson, «Thermus scotoductus, sp. nov., a Pigment-Producing Thermophilic Bacterium from Hot Tap Water in Iceland and Including Thermus sp. X-1», Systematic and Applied Microbiology 17, no. 1 (1994): 44–50.

25

Kristjánsson et al., «Thermus scotoductus, sp. nov.», 44–50.

26

Брок в своих публикациях не устает подчеркивать что, хотя промышленность взяла на вооружение экстремофильных микробов, открытых им и его коллегами в 1970–1980-е гг., очень немногие исследователи продолжили изучать их экологию в естественной среде обитания. См.: Brock, «The Road to Yellowstone», 1–28.

27

D. J. Opperman, L. A. Piater, and E. van Heerden, «A Novel Chromate Reductase from Thermus scotoductus SA-01 Related to Old Yellow Enzyme», Journal of Bacteriology 190, no. 8 (2008): 3076–3082. Поскольку микробы беспрестанно преподносят сюрпризы, недавно было установлено, что новый штамм этого вида может при необходимости переходить на хемотрофный тип питания. На научном жаргоне такое явление называется «миксотрофией». См.: S. Skirnisdottir, G. O. Hreggvidsson, O. Holst, and J. K. Kristjánsson, «Isolation and Characterization of a Mixotrophic Sulfur-Oxidizing Thermus scotoductus», Extremophiles 5, no. 1 (2001): 45–51.

28

О причинах того, почему так много бактерий до сих пор не поддаются культивированию, см.: Pande and C. Kost, «Bacterial Unculturability and the Formation of Intercellular Metabolic Networks», Trends in Microbiology 25, no. 5 (2017): 349–361.

29

Это называется «секвенирование с высокой пропускной способностью» — красивый термин, обозначающий, что с помощью такого метода можно делать несколько дел разом, а именно одновременно секвенировать гены большого числа особей. Это напоминает «Макдоналдс», где можно быстро накормить сразу много людей. А что касается «секвенирования нового поколения» (next generation sequencing), то технологии развиваются настолько быстро, что методика next generation уже давно выглядит весьма скромно по сравнению с «самым-самым новым поколением» (и это было неизбежно, о чем не подумали те, кто вводил термин «секвенирование нового поколения»).

30

На самом деле нужны некоторые дополнительные действия, чтобы удалить из пробы все, что не является ДНК. Но я описываю процедуру в самых общих словах.

31

Со временем ученые — последователи Брока и его коллег и современников открыли еще более термофильных, даже гипертермофильных, микробов, а вместе с ними и целую библиотеку их ферментов, каждый из которых обладает особыми способностями. Например, у Pyrococcus furiosus была идентифицирована полимераза, которая работает подобно Taq, но сохраняет стабильность при более высоких температурах.

32

При стандартном секвенировании на выходе мы не получаем списка идентифицированных организмов с их научными названиями. Вместо этого мы имеем дело с перечнем форм, сгруппированных по их родам, например Thermus 1, Thermus 2 и т. д. Под этими обозначениями скрываются отдельные секвенции, объединенные под одним родовым названием по принципу схожести последовательностей их ДНК. Понимая, что такие сущности не являются «полноценными» видами, микробиологи называют их ОТЕ (операциональными таксономическими единицами). Систематика микроорганизмов до сих пор находится в довольно запутанном состоянии, поэтому использование ОТЕ хотя и не самый совершенный способ классификации, но позволяет нам двигаться вперед, не дожидаясь, пока будет достигнут консенсус между традиционными и новыми подходами к классификации живых организмов.

33

Не так давно Регина Уилпишески применила эту технологию к поиску неизвестных термофильных бактерий, которые могут населять водонагреватели вместе с Thermus scotoductus. Ей удалось выявить с полдюжины видов бактерий, которые обычно обнаруживаются в горячих источниках. Некоторые из них относятся к некультивируемым, и тем не менее их удалось обнаружить.

34

Не раз бывало, что я забредал так далеко и надолго, что во всех трех моих источниках света садились батарейки. Мне приходилось идти назад при свете луны, через кишащий ядовитыми змеями лес. Это было не очень разумно.

35

S. H. Messier, «Ecology and Division of Labor in Nasutitermes corniger: The Effect of Environmental Variation on Caste Ratios» (PhD diss., University of Colorado, 1996).

36

B. Guénard and R. R. Dunn, «A New (Old), Invasive Ant in the Hardwood Forests of Eastern North America and Its Potentially Widespread Impacts», PLoS One 5, no. 7 (2010): e11614.

37

B. Guénard and J. Silverman, «Tandem Carrying, a New Foraging Strategy in Ants: Description, Function, and Adaptive Significance Relative to Other Described Foraging Strategies», Naturwissenschaften 98, no. 8 (2011): 651–659.

38

T. Yashiro, K. Matsuura, B. Guénard, M. Terayama, and R. R. Dunn, «On the Evolution of the Species Complex Pachycondyla chinensis (Hymenoptera: Formicidae: Ponerinae), Including the Origin of Its Invasive Form and Description of a New Species», Zootaxa 2685, no. 1 (2010): 39–50.

39

Единственная статья об этом виде муравьев была опубликована в 1954 г.: M. R. Smith and M. W. Wing, «Redescription of Discothyrea testacea Roger, a Little-Known North American Ant, with Notes on the Genus (Hymenoptera: Formicidae)», Journal of the New York Entomological Society 62, no. 2 (1954): 105–112. Что касается Кэтрин, я не был уверен в ее склонностях, вот и решил проверить. Сейчас она работает смотрителем зоопарка в Эль-Пасо. Ее интерес к большим кошкам оказался сильнее, чем моя способность увлечь ее другим делом.

40

Этот проект начала в качестве руководителя Андреа Лаки, которая сейчас работает доцентом в университете Флориды. См.: A. Lucky, A. M. Savage, L. M. Nichols, C. Castracani, L. Shell, D. A. Grasso, A. Mori, and R. R. Dunn, «Ecologists, Educators, and Writers Collaborate with the Public to Assess Backyard Diversity in the School of Ants Project», Ecosphere 5, no. 7 (2014): 1–23.

41

Задолго до того, как мы начали рассматривать возможность изучения микробов, живущих в человеческих пупках или домах, мы вместе с Ноем участвовали в проекте по изучению амброзиевых листоедов, которым руководил Иржи Хулкр. Он наблюдал, как жуки переносят с места на место бактерии и грибы и «высаживают» их на корм для своих личинок. Именно этот проект положил начало моему сотрудничеству с Ноем. См.: J. Hulcr, N. R. Rountree, S. E. Diamond, L. L. Stelinski, N. Fierer, and R. R. Dunn, «Mycangia of Ambrosia Beetles Host Communities of Bacteria», Microbial Ecology 64, no. 3 (2012): 784–793.

42

Первыми участниками исследования были в основном наши знакомые, но по мере расширения проекта круг вовлеченных в него людей становился все шире, шире и шире.

43

H. Holmes, The Secret Life of Dust: From the Cosmos to the Kitchen Counter, the Big Consequences of Small Things (Hoboken, NJ: Wiley, 2001).

44

Это означало, что Джессике Хенли, лаборантке Ноя, пришлось в скором времени обрезать 4000 ватных палочек и поместить их кончики в 4000 пробирок. Извини, Джессика. Спасибо тебе.

45

В некоторых местах наших домов можно найти живые свидетельства присутствия наших тел. Рассмотрим исследование, выполненное Мэттом Коллоффом, экологом и специалистом по биологии клещей, работавшим в свое время в Университете Глазго. Он решил в течение нескольких ночей проводить изучение собственной постели и брать в ней пробы. Он установил устройства, отслеживающие температуру и влажность в девяти участках постели в то время, пока он спал. Как сообщает Коллофф, его постель состояла из 15-летней двуспальной кровати и матраса такого же возраста. Пока ученый дремал, приборы ежечасно фиксировали состояние его матраса. Он ожидал найти больше всего клещей в более теплых и влажных местах, но это предположение не оправдалось. Коллофф обнаружил, что численность клещей была самой высокой в те часы, когда он находился в постели, независимо от температуры и влажности. Всего он обнаружил 18 видов клещей, включая пылевых клещей, а также хищных клещей, которые на них охотились. Все они проживали под тем местом кровати, на котором он спал, подъедая отшелушивающиеся кусочки его тела. Надо полагать, что и микробы концентрируются в тех местах, где мы проводим больше времени. Коллофф объясняет высокое разнообразие клещей в своей постели возрастом матраса. См.: M. J. Colloff, «Mite Ecology and Microclimate in My Bed», in Mite Allergy: A Worldwide Problem, ed. A. De Weck and A. Todt (Brussels: UCB Institute of Allergy, 1988), 51–54.

46

Позже мы столкнулись с чем-то подобным при изучении микробиальной жизни человеческих пупков. В пупке одного из участников проекта, довольно известного журналиста, оказались почти исключительно бактерии, ассоциированные с пищевыми продуктами. Мы не смогли определить причину этого. Некоторые из природных загадок вообще не поддаются научному объяснению.

47

P. Zalar, M. Novak, G. S. De Hoog, and N. Gunde-Cimerman, «Dishwashers — a Man-Made Ecological Niche Accommodating Human Opportunistic Fungal Pathogens», Fungal Biology 115, no. 10 (2011): 997–1007.

48

Штамм 121, как первоначально назвали этот вид, был впервые найден поблизости от глубоководного горячего источника в океане, в котором температура воды достигала 130 ºC. Он способен существовать при таких условиях, которые раньше считались совершенно непригодными для жизни. В автоклавах, как и в бытовых скороварках, создается высокое давление, так что температура в них может достигать 121 ºC (250 градусов по Фаренгейту), при этом уничтожается все живое, а главное — бактерии, способные загрязнить лабораторное оборудование. Штамм 121 может существовать в автоклавах при таких условиях сутки и даже дольше. Большинство циклов стерилизации в автоклавах продолжаются всего один — два часа. См.: K. Kashefi and D. R. Lovley, «Extending the Upper Temperature Limit for Life», Science 301, no. 5635 (2003): 934–934.

49

Позже мы показали, что это нехарактерно для межкомнатных дверей, которые принципиально не отличаются в этом отношении от других частей квартиры. См.: R. R. Dunn, N. Fierer, J. B. Henley, J. W. Leff, and H. L. Menninger, «Home Life: Factors Structuring the Bacterial Diversity Found within and between Homes», PLoS One 8, no. 5 (2013): e64133.

50

B. Fruth and G. Hohmann, «Nest Building Behavior in the Great Apes: The Great Leap Forward?» Great Ape Societies, ed. W. C. McGrew, L. F. Marchant, and T. Nishida (New York: Cambridge University Press, 1996), 225; D. Prasetyo, M. Ancrenaz, H. C. Morrogh-Bernard, S. S. Utami Atmoko, S. A. Wich, and C. P. van Schaik, «Nest Building in Orangutans», Orangutans: Geographical Variation in Behavioral Ecology, ed. S. A. Wich, S. U. Atmoko, T. M. Setia, and C. P. van Schaik (Oxford: Oxford University Press, 2009), 269–277.

51

Один раз в три недели или около того трехпалый ленивец предпринимает опасный спуск из своего убежища в лесном пологе на землю, для того чтобы опорожнить кишечник. В этот момент мотыльки, живущие в его шерсти, откладывают яйца в кучку помета, где и развиваются их личинки. Став взрослыми насекомыми, они взлетают вверх, чтобы поселиться в шерсти ленивца, на одной особи которого может проживать от 4 до 35 мотыльков. Предполагается, что насекомые обеспечивают питательными веществами водоросли, тоже растущие в шерсти ленивцев, которые, в свою очередь, поедают эти водоросли, потому что они более богаты липидами, чем листья. См.: J. N. Pauli, J. E. Mendoza, S. A. Steffan, C. C. Carey, P. J. Weimer, and M. Z. Peery, «A Syndrome of Mutualism Reinforces the Lifestyle of a Sloth», Proceedings of the Royal Society B 281, no. 1778 (2014): 20133006.

52

См., к примеру: M. J. Colloff, «Mites from House Dust in Glasgow», Medical and Veterinary Entomology 1, no. 2 (1987): 163–168.

53

В своих убежищах шимпанзе не принимают ванну и не разбрасывают объедки, к тому же они делают себе новое гнездо почти каждую ночь. Благодаря этому в гнездах не накапливаются микробы и другие организмы, ассоциированные с их телом. См.: D. R. Samson, M. P. Muehlenbein, and K. D. Hunt, «Do Chimpanzees (Pan troglodytes schweinfurthii) Exhibit Sleep Related Behaviors That Minimize Exposure to Parasitic Arthropods? A Preliminary Report on the Possible Anti-vector Function of Chimpanzee Sleeping Platforms», Primates 54, no. 1 (2013): 73–80. Исследование Меган опубликовано в статье: M. S. Thoemmes, F. A. Stewart, R. A. Hernandez-Aguilar, M. Bertone, D. A. Baltzegar, K. P. Cole, N. Cohen, A. K. Piel, and R. R. Dunn, «Ecology of Sleeping: The Microbial and Arthropod Associates of Chimpanzee Beds», Royal Society Open Science 5 (2018): 180382. doi:10.1098/rsos.180382.

54

H. De Lumley, «A Paleolithic Camp at Nice», Scientific American 220, no. 5 (1969): 42–51.

55

Трудно представить, чтобы гоминиды смогли поселиться в Европе более чем 1,7 млн лет назад, не обладая способностью строить какие-то убежища. Проблема в том, что материалы, из которых строились такие первобытные жилища, — ветви, листья, грязь и т. п. — плохо сохраняются. Но потребовалось не так много шагов, чтобы перейти от сооружения простых «гнезд» к возведению укрытий от ветра, а потом и куполообразного дома.

56

L. Wadley, C. Sievers, M. Bamford, P. Goldberg, F. Berna, and C. Miller, «Middle Stone Age Bedding Construction and Settlement Patterns at Sibudu, South Africa», Science 334, no. 6061 (2011): 1388–1391.

57

J. F. Ruiz-Calderon, H. Cavallin, S. J. Song, A. Novoselac, L. R. Pericchi, J. N. Hernandez, Rafael Rios, et al., «Walls Talk: Microbial Biogeography of Homes Spanning Urbanization», Science Advances 2, no. 2 (2016): e1501061.

58

Мы, люди, стремимся уничтожить все полезные виды в наших постройках, что одновременно создает благоприятные условия для вредных видов. Термиты, живущие в жилищах человека, поступают противоположным образом. Например, тайваньские термиты (Coptotermes spp.) могут учуять грибы, растущие на их теле или в их термитнике даже в темноте, поводя в воздухе своими антеннами. После этого они удаляют с поверхности тела грибные споры. Термиты проглатывают все споры, которые встречают на своем пути, а в кишечнике они надежно упаковываются внутрь фекалий, что служит своего рода биоцидом (примерно так же устрица образует слой перламутра вокруг попавшей в организм цисты ленточного червя). Стенки термитника сооружаются из таких фекалий с добавлением почвы и слюны самих термитов, имеющей антибактериальные свойства. Прорастая внутри этих стенок, грибы оказываются в ловушке. С помощью таких различных форм поведения — обнаружение, поедание, возведение построек — насекомые создают среду, в которой отсутствуют их злейшие враги, при этом другие виды, включая необходимые для пищеварения термитов, не страдают. См.: A. Yanagawa, F. Yokohari, and S. Shimizu, «Defense Mechanism of the Termite, Coptotermes formosanus Shiraki, to Entomopathogenic Fungi», Journal of Invertebrate Pathology 97, no. 2 (2010): 165–170, а также A. Yanagawa, F. Yokohari, and S. Shimizu, «Influence of Fungal Odor on Grooming Behavior of the Termite, Coptotermes formosanus», Journal of Insect Science 10, no. 1 (2010): 141 и A. Yanagawa, N. Fujiwara-Tsujii, T. Akino, T. Yoshimura, T. Yanagawa, and S. Shimizu, «Musty Odor of Entomopathogens Enhances Disease-Prevention Behaviors in the Termite Coptotermes formosanus», Journal of Invertebrate Pathology 108, no. 1 (2011): 1–6.

59

D. L. Pierson, «Microbial Contamination of Spacecraft», Gravitational and Space Research 14, no. 2 (2007): 1–6.

60

Это относится только к бактериям. О грибах мы поговорим позже. См.: Novikova, «Review of the Knowledge of Microbial Contamination», 127–132, а также N. Novikova, P. De Boever, S. Poddubko, E. Deshevaya, N. Polikarpov, N. Rakova, I. Coninx, and M. Mergeay, «Survey of Environmental Biocontamination on Board the International Space Station», Research in Microbiology 157, no. 1 (2006): 5–12.

61

В самом длительном из исследований были найдены десятки родов бактерий, из которых наиболее обычными были бактерии, встречающиеся в подмышках (Corynebacterium), а также бактерии, вызывающие кожную болезнь, известную как акне (Propionibacterium). См.: A. Checinska, A. J. Probst, P. Vaishampayan, J. R. White, D. Kumar, V. G. Stepanov, G. R. Fox, H. R. Nilsson, D. L. Pierson, J. Perry, and K. Venkateswaran, «Microbiomes of the Dust Particles Collected from the International Space Station and Spacecraft Assembly Facilities», Microbiome 3, no. 1 (2015): 50.

62

S. Kelly, Endurance: A Year in Space, a Lifetime of Discovery (New York: Knopf, 2017), 387.

63

Впервые эта концепция обсуждалась в работе эколога Рона Паллиема. См.: H. R. Pulliam, «Sources, Sinks, and Population Regulation», American Naturalist 132 (1988): 652–661.

64

Дэн Дженсен предположил, что отталкивающий запах, производимый некоторыми бактериями, представляет собой не отходы их жизнедеятельности, а средство защитить свою пищу от нас. По его мнению, микробы издают зловоние, чтобы самим спокойно питаться. Иногда мне кажется, что люди, сидящие рядом со мной в самолете, следуют той же стратегии. См.: D. H. Janzen, «Why Fruits Rot, Seeds Mold, and Meat Spoils», American Naturalist 111, no. 980 (1977): 691–713.

65

То, какие запахи мы считаем неприятными, служит отражением и нашего эволюционного прошлого, и особенностей нашей культуры. Культура определяет наше отношение к определенным запахам (например, наши чувства по отношению к рыбной пасте), а в ходе эволюции наш мозг научился воспринимать некоторые запахи как неприятные. Стоит заметить, что восприятие является видоспецифичным. Отталкивающий нас смрад падали или нечистот привлекателен для черных грифов или навозных жуков.

66

Строго говоря, это не относится к естественной истории человеческого жилища, но, когда люди получают воду из общественной городской водокачки, город с его экологией приходит к ним в дома.

67

Одной из причин, по которым холерные эпидемии прекращаются сами собой, являются вирусы (вибриофаги), атакующие холерный вибрион. Чем выше численность возбудителя, тем больше численность вибриофага, так что популяция Vibrio cholerae коллапсирует. Вслед за этим коллапсирует популяция вируса, и численность возбудителя холеры снова идет в гору. В реке Ганг рост и падение численности вибриона и его вируса зависят от времени года, как и заболеваемость холерой. См.: S. Mookerjee, A. Jaiswal, P. Batabyal, M. H. Einsporn, R. J. Lara, B. Sarkar, S. B. Neogi, and A. Palit, «Seasonal Dynamics of Vibrio cholerae and Its Phages in Riverine Ecosystem of Gangetic West Bengal: Cholera Paradigm», Environmental Monitoring and Assessment 186, no. 10 (2014): 6241–6250.

68

Поскольку миллионы людей ежегодно умирают от холеры, главное — это обеспечить такой инфраструктурой всех. Проблема не в том, чтобы выяснить причину заболевания и даже не в том, как ее ликвидировать, а в том, как добиться, чтобы у всего населения Земли был доступ к чистой питьевой воде. Теперь уже не стоит задача предотвратить таинственную болезнь, вызываемую миазмами, перед нами — сложнейшая дилемма глобального неравенства и геополитики.

69

I. Hanski, Messages from Islands: A Global Biodiversity Tour (Chicago: University of Chicago Press, 2016).

70

Кажется, неслучайно, что из 23 источников, процитированных Хаахтелой в этой работе, две были написаны Хански. См.: T. Haahtela, «Allergy Is Rare Where Butterflies Flourish in a Biodiverse Environment», Allergy 64, no. 12 (2009): 1799–1803.

71

United Nations, World Urbanization Prospects: The 2014 Revision. Highlights (New York: United Nations, 2014), https://esa.un.org/unpd/wup/publications/files/wup2014-highlights.pdf

72

E. O. Wilson, Biophilia (Cambridge, MA: Harvard University Press, 1984).

73

См., к примеру, цитаты и обсуждение в работе: M. R. Marselle, K. N. Irvine, A. Lorenzo-Arribas, and S. L. Warber, «Does Perceived Restorativeness Mediate the Effects of Perceived Biodiversity and Perceived Naturalness on Emotional Well-Being Following Group Walks in Nature?» Journal of Environmental Psychology 46 (2016): 217–232.

74

R. Louv, Last Child in the Woods: Saving Our Children from Nature-Deficit Disorder (Chapel Hill, NC: Algonquin Books, 2008).

75

D. P. Strachan, «Hay Fever, Hygiene, and Household Size», BMJ 299, no. 6710 (1989): 1259.

76

L. Ruokolainen, L. Paalanen, A. Karkman, T. Laatikainen, L. Hertzen, T. Vlasoff, O. Markelova, et al., «Significant Disparities in Allergy Prevalence and Microbiota between the Young People in Finnish and Russian Karelia», Clinical and Experimental Allergy 47, no. 5 (2017): 665–674.

77

L. von Hertzen, I. Hanski, and T. Haahtela, «Natural Immunity», EMBO Reports 12, no. 11 (2011): 1089–1093.

78

Этот проект, несмотря на то что начинался он в благоприятных условиях, в конечном итоге провалился. Дженсену пришлось руководить им в условиях крайнего недостатка средств, поэтому все полевые работы и таксономические исследования проводились горсткой его преданных друзей. См.: J. Kaiser, «Unique, All-Taxa Survey in Costa Rica `Self-Destructs`», Science 276, no. 5314 (1997): 893. Нужно ли говорить, что поставленные цели не были достигнуты? Возможно, их никогда не удастся достигнуть.

79

Предпринять подобный проект, скажем, в Роли было бы невероятно трудно, учитывая многие сотни, даже тысячи видов многоклеточных, не говоря уже о бактериях.

80

I. Hanski, L. von Hertzen, N. Fyhrquist, K. Koskinen, K. Torppa, T. Laatikainen, P. Karisola, et al., «Environmental Biodiversity, Human Microbiota, and Allergy Are Interrelated», Proceedings of the National Academy of Sciences 109, no. 21 (2012): 8334–8339.

81

H. F. Retailliau, A. W. Hightower, R. E. Dixon, and J. R. Allen, «Acinetobacter calcoaceticus: A Nosocomial Pathogen with an Unusual Seasonal Pattern», Journal of Infectious Diseases 139, no. 3 (1979): 371–375.

82

N. Fyhrquist, L. Ruokolainen, A. Suomalainen, S. Lehtimäki, V. Veckman, J. Vendelin, P. Karisola, et al., «Acinetobacter Species in the Skin Microbiota Protect against Allergic Sensitization and Inflammation», Journal of Allergy and Clinical Immunology 134, no. 6 (2014): 1301–1309.

83

Fyhrquist et al., «Acinetobacter Species in the Skin Microbiota», 1301–1309.

84

Ruokolainen et al., «Significant Disparities in Allergy Prevalence and Microbiota», 665–674.

85

Fyhrquist et al., «Acinetobacter Species in the Skin Microbiota», 1301–1309.

86

L. von Hertzen, «Plant Microbiota: Implications for Human Health», British Journal of Nutrition 114, no. 9 (2015): 1531–1532.

87

Мы знаем еще так мало, что возможный ответ, вероятно, будет очень сложным. Например, Меган также провела сравнительное исследование представленности гамма-протеобактерий в традиционных домах химба в Намибии и в домах в Соединенных Штатах. Хански и его коллеги предсказывали, что численность гамма-протеобактерий должна быть выше в традиционных домах, сделанных из глины и навоза, но Меган обнаружила обратное. Если бы все было так просто, мы давно бы уже с этим разобрались.

88

M. M. Stein, C. L. Hrusch, J. Gozdz, C. Igartua, V. Pivniouk, S. E. Murray, J. G. Ledford, et al., «Innate Immunity and Asthma Risk in Amish and Hutterite Farm Children», New England Journal of Medicine 375, no. 5 (2016): 411–421.

89

T. Haahtela, T. Laatikainen, H. Alenius, P. Auvinen, N. Fyhrquist, I. Hanski, L. Hertzen, et al., «Hunt for the Origin of Allergy — Comparing the Finnish and Russian Karelia», Clinical and Experimental Allergy 45, no. 5 (2015): 891–901.

90

J. Leja, «Rembrandt’s `Woman Bathing in a Stream`», Simiolus: Netherlands Quarterly for the History of Art 24, no. 4 (1996): 321–327.

91

Хотя и я, и Ной совершенно забыли об этом, как показал поиск по моей электронной корреспонденции, это был уже второй наш разговор о проекте по изучению душевых насадок. В первый раз обмен мнениями ни к чему не привел. Цепочка электронных писем прервалась. Это письмо от Ноя было в какой-то мере повторной вспышкой энтузиазма.

92

Более полный список беспозвоночных, обитающих в датских водопроводах, включает ракушковых рачков (остракод), плоских червей, циклопов, кольчатых червей (тубифексов и полихет), рачков-бокоплавов и круглых червей. См.: S. C. B. Christensen, «Asellus aquaticus and Other Invertebrates in Drinking Water Distribution Systems» (PhD diss., Technical University of Denmark, 2011), а также S. C. B. Christensen, E. Nissen, E. Arvin, and H. J. Albrechtsen, «Distribution of Asellus aquaticus and Microinvertebrates in a Non-chlorinated Drinking Water Supply System‒Effects of Pipe Material and Sedimentation», Water Research 45, no. 10 (2011): 3215–3224.

93

Мы знаем об этом благодаря исследованию, проведенному Карлосом Голлером и студентами из Университета Северной Каролины. Карлос сейчас занят поиском новых разновидностей этих необычных бактерий. Он обратился за помощью к тысячам студентов, которых попросил заглянуть в поисках новых форм жизни в обычные краны с водой. Они обнаружили не только Delftia acidovorans, но и многие другие виды рода Delftia, многие из которых, по-видимому, являются новыми для науки.

94

Из них же в основном состоит и налет на ваших зубах.

95

Биопленки позволяют микробам удержаться на своем месте и защищают их от обычных опасностей, включая угрозы, создаваемые людьми. К примеру, для их уничтожения необходимо применить такую концентрацию антимикробных средств, которая в 1000 раз превышает концентрацию, убивающую микробы, свободно парящие в толще воды наподобие планктона. См.: P. Araujo, M. Lemos, F. Mergulhгo, L. Melo, and M. Simoes, «Antimicrobial Resistance to Disinfectants in Biofilms», in Science against Microbial Pathogens: Communicating Current Research and Technological Advances, ed. A. Mendez-Vilas, 826–834 (Badajoz: Formatex, 2011).

96

L. G. Wilson, «Commentary: Medicine, Population, and Tuberculosis», International Journal of Epidemiology 34, no. 3 (2004): 521–524.

97

K. I. Bos, K. M. Harkins, A. Herbig, M. Coscolla, N. Weber, I. Comas, S. A. Forrest, J. M. Bryant, S. R. Harris, V. J. Schuenemann, and T.J Campbell, «Pre-Columbian Mycobacterial Genomes Reveal Seals as a Source of New World Human Tuberculosis», Nature 514, no. 7523 (2014): 494–497. Также см.: S. Rodriguez-Campos, N. H. Smith, M. B. Boniotti, and A. Aranaz, «Overview and Phylogeny of Mycobacterium tuberculosis Complex Organisms: Implications for Diagnostics and Legislation of Bovine Tuberculosis», Research in Veterinary Science 97 (2014): S5–S19.

98

W. Hoefsloot, J. Van Ingen, C. Andrejak, K. Ängeby, R. Bauriaud, P. Bemer, N. Beylis, et al., «The Geographic Diversity of Nontuberculous Mycobacteria Isolated from Pulmonary Samples: An NTM-NET Collaborative Study», European Respiratory Journal 42, no. 6 (2013): 1604–1613.

99

J. R. Honda, N. A. Hasan, R. M. Davidson, M. D. Williams, L. E. Epperson, P. R. Reynolds, and E. D. Chan, «Environmental Nontuberculous Mycobacteria in the Hawaiian Islands», PLoS Neglected Tropical Diseases 10, no. 10 (2016): e0005068. См. также более раннее важное исследование микробов из душевых насадок: L. M. Feazel, L. K. Baumgartner, K. L. Peterson, D. N. Frank, J. K. Harris, and N. R. Pace, «Opportunistic Pathogens Enriched in Showerhead Biofilms», Proceedings of the National Academy of Sciences 106, no. 38 (2009): 16393–16399.

100

Это означает, что я послал по электронной почте письмо Лорен Николс из моей лаборатории и попросил ее заняться этим. Лорен послала письмо Ли Шелл. Потом Ли и Лорен переслали мое письмо Джулии Ширд (аспирантке из нашей группы, базирующейся в Дании).

101

Десятый случай был, когда он пытался убедить меня, чтобы я позволил взять пробу микробов из моего мочеиспускательного канала. Нет уж, спасибо.

102

В самом общем виде, чем больше возможностей для развития бактерий предоставляет водная среда, тем меньше видовое разнообразие в ней. Больше всего видов встречается в холодной проточной воде, за ней следует проточная теплая вода, затем стоячие местообитания и, наконец, биопленки, в которых разнообразие микробов самое низкое. См. рис. 4b в статье: C. R. Proctor, M. Reimann, B. Vriens, and F. Hammes, «Biofilms in Shower Hoses», Water Research 131 (2018): 274–286.

103

Современные университеты включают в свой состав колледжи (например, в моем университете есть Колледж гуманитарных и общественных наук, CHASS, Колледж сельского хозяйства и наук о жизни, CALS, и многие другие). Каждым колледжем руководит декан, а каждой кафедрой — заведующий. У них есть заместители, которые, в свою очередь, имеют помощников. Совсем как у блох есть собственные блохи, так и у деканов есть заместители низшего ранга. [В английском языке они именуются deanlets, что можно не вполне формально перевести как «деканчики». — Прим. пер.]

104

E. Ludes and J. R. Anderson, «`Peat-Bathing` by Captive White-Faced Capuchin Monkeys (Cebus capucinus)», Folia Primatologica 65, no. 1 (1995): 38–42.

105

P. Zhang, K. Watanabe, and T. Eishi, «Habitual Hot Spring Bathing by a Group of Japanese Macaques (Macaca fuscata) in Their Natural Habitat», American Journal of Primatology 69, no. 12 (2007): 1425–1430.

106

Эта информация получена из разговоров с Ялмаром Кюлем из Института Макса Планка в Лейпциге. Он и его коллеги провели много часов в наблюдениях за шимпанзе.

107

По сравнению с мытьем рук и употреблением чистой виды мытье в ванной или под душем больше определяется эстетическими и культурными соображениями, а не гигиеническими. Когда сотрудники NASA исследовали возможность проведения длительных космических миссий, они осознали, что астронавтам придется проводить долгое время в одной и той же одежде. Их заставляли целыми днями, а затем и неделями, как на тренировках, так и в реальных миссиях, обходиться без стирки или смены белья. Их одежда обветшала. На коже появились нарывы. Накожное сало образовало плотный слой на поверхности тела и начало спекаться. Можно сказать, что если вы регулярно моете руки и держите в чистоте определенные участки тела, то нет нужды часто принимать душ или ванну, хотя вы определенно должны делать это чаще, чем астронавты (особенно те, о которых написано выше). См. главу «Houston, We Have a Fungus» в книге: M. Roach, Packing for Mars: The Curious Science of Life in the Void (New York: W. W. Norton, 2011).

108

См., например: W. A. Fairservis, «The Harappan Civilization: New Evidence and More Theory», American Museum Novitates, no. 2055 (1961).

109

Одно зрелище может показаться в наши дни современным. Римский император Коммод однажды устроил представление, в котором бился не на жизнь, а на смерть со страусом. Собралось множество зрителей. Птица была на привязи. Коммод выступал совершенно голым. Отрубив страусу голову, он показал ее сенаторам, сидевшим вокруг арены и бешено аплодировавшим. Один из сенаторов, Дион, описывает этот момент как один из самых сложных в его жизни. От него потребовался изрядный героизм, чтобы удержаться от хохота. Он даже вырвал из своего лаврового венка на голове листок и принялся жевать его, чтобы не рассмеяться в голос. См.: M. Beard, Laughter in Ancient Rome: On Joking, Tickling, and Cracking Up (Oakland: University of California Press, 2014).

110

G. G. Fagan, «Bathing for Health with Celsus and Pliny the Elder», Classical Quarterly 56, no. 1 (2006): 190–207.

111

В ходе раскопок в отхожем месте римской бани в Сагалассосе, расположенном в тогдашней Малой Азии (сегодня это территория Турции) были найдены яйца круглых червей (Ascaris spp.), а также следы присутствия протиста Giardia duodenalis. См.: F. S. Williams, T. Arnold-Foster, H. Y. Yeh, M. L. Ledger, J. Baeten, J. Poblome, and P. D. Mitchell, «Intestinal Parasites from the 2nd-5th Century AD Latrine in the Roman Baths at Sagalassos (Turkey)», International Journal of Paleopathology 19 (2017): 37–42.

112

В начале эпохи Возрождения как в Италии, так и в северной Европе приобрели популярность изображения обнаженных мужчин в воде. Они напоминали произведения древнегреческого и древнеримского искусства, но почти всегда люди на них плавали, а не мыли тело. Среди немногих исключений гравюра Альбрехта Дюрера (1471–1528), на которой художник изобразил самого себя в компании трех друзей в мужской бане в Германии. Такие заведения предназначалсь как для мытья, так и для общения, причем второе было не менее важным, чем первое. На это указывает закрытие общественных бань в Нюрнберге незадолго до того, как Дюрер изготовил эту гравюру. Бани считались местом распространения сифилиса. См.: S. S. Dickey, «Rembrandt's 'Little Swimmers' in Context», in Midwest Arcadia: Essays in Honor of Alison Kettering (2015), doi:10.18277/makf.2015.05.

113

Единственное исключение представляли викинги. Они жили грабежом, совершая набеги на другие народы, и их военные успехи определялись их беспощадностью, их оружием и очень быстрыми судами. Кроме того, викинги занимались сельским хозяйством. Их образ жизни хорошо известен (и хорошо отражен в документах). Менее известно то, что викинги внимательно следили за модой. Перед тем как отплыть в набег на какое-нибудь аббатство, они обесцвечивали свои волосы с помощью щелочного мыла (совершенно так же, как их потомки, сегодняшние датчане, осветляют волосы перед велосипедной прогулкой по Копенгагену). Также викинги использовали щелочное мыло для мытья тела и стирки одежды. В результате на их телах и в одежде наверняка водились совсем иные микробы, чем у их современников по Темным векам, в том числе и вшей у них было меньше, чем у многих тогдашних английских королев.

114

F. Geels, «Co-evolution of Technology and Society: The Transition in Water Supply and Personal Hygiene in the Netherlands (1850–1930) — a Case Study in Multi-level Perspective», Technology in Society 27, no. 3 (2005): 363–397.

115

Да, в бутилированной воде тоже присутствуют бактерии. Научитесь любить их. См.: S. C. Edberg, P. Gallo, and C. Kontnick, «Analysis of the Virulence Characteristics of Bacteria Isolated from Bottled, Water Cooler, and Tap Water», Microbial Ecology in Health and Disease 9, no. 2 (1996): 67–77. Согласно некоторым исследованиям, бутилированная вода содержит даже больше микробов, чем вода из-под крана. См.: J. A. Lalumandier and L. W. Ayers, «Fluoride and Bacterial Content of Bottled Water vs. Tap Water», Archives of Family Medicine 9, no. 3 (2000): 246.

116

94 % всей жидкой воды на Земле (исключая ледники) находится в составе подземных вод. См.: C. Griebler and M. Avramov, «Groundwater Ecosystem Services: A Review», Freshwater Science 34, no. 1 (2014): 355–367.

117

Судьба этих вирусов в водоносных слоях немногим завиднее (некоторые протисты даже «взламывают» вирусы и встраивают их аминокислоты в свои клетки).

118

Прекрасный обзор причин, вызывающих гибель патогенов в водоносных слоях, опубликован в статье: J. Feichtmayer, L. Deng, and C. Griebler, «Antagonistic Microbial Interactions: Contributions and Potential Applications for Controlling Pathogens in the Aquatic Systems», Frontiers in Microbiology 8 (2017).

119

F. Rosario-Ortiz, J. Rose, V. Speight, U. Von Gunten, and J. Schnoor, «How Do You Like Your Tap Water?» Science 351, no. 6276 (2016): 912–914.

120

F. Rosario-Ortiz, J. Rose, V. Speight, U. Von Gunten, and J. Schnoor, «How Do You Like Your Tap Water?» Science 351, no. 6276 (2016): 912–914.

121

В своей лаборатории мы обсуждали возможность проведения дегустации питьевой воды, чтобы установить, какие из этих факторов больше всего влияют на восприятие вкуса питьевой воды людьми (а также какие микробы придают воде особые привкусы). До реализации идеи на практике дело не дошло, но сделать это вполне можно. Возьмите паузу и прочувствуйте вкус воды, которую вы пьете. Не имеет ли она привкус «воды, застоявшейся в глиняных трубах» или даже «слабого фруктового запаха ракообразных»?

122

L. M. Feazel, L. K. Baumgartner, K. L. Peterson, D. N. Frank, J. L. Harris, and N. R. Pace, «Opportunistic Pathogens Enriched in Showerhead Biofilms», Proceedings of the National Academy of Sciences 106, no. 38 (2009): 16393–16399.

123

S. O. Reber, P. H. Siebler, N. C. Donner, J. T. Morton, D. G. Smith, J. M. Kopelman, K. R. Lowe, et al., «Immunization with a Heat-Killed Preparation of the Environmental Bacterium Mycobacterium vaccae Promotes Stress Resilience in Mice», Proceedings of the National Academy of Sciences 113, no. 22 (2016): E3130–E3139.

124

S. Nash, «The Plight of Systematists: Are They an Endangered Species?» October 16, 1989, https://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/10690/title/The-Plight-Of-Systematists — Are-They-An-Endangered-Species-/. См. также более свежую статью на ту же тему: L. W. Drew, «Are We Losing the Science of Taxonomy? As Need Grows, Numbers and Training Are Failing to Keep Up», BioScience 61, no. 12 (2011): 942–946.

125

Анализ этих данных был поистине геркулесовой работой, требовавшей терпения, навыков кодирования, хорошего зрения и еще раз терпения. Все это было сделано Альбертом Барбераном, который сейчас работает в Аризонском университете в г. Таксоне. См.: A. Barberán, R. R. Dunn, B. J. Reich, K. Pacifici, E. B. Laber, H. L. Menninger, J. M. Morton, et al., «The Ecology of Microscopic Life in Household Dust», Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 282, no. 1814 (2015): 20151139. См. также: A. Barberán, J. Ladau, J. W. Leff, K. S. Pollard, H. L. Menninger, R. R. Dunn, and N. Fierer, «Continental-Scale Distributions of Dust-Associated Bacteria and Fungi», Proceedings of the National Academy of Sciences 112, no. 18 (2015): 5756–5761. Кроме самих грибов, мы также смогли изучить случаи симбиоза, в которых грибы выступали в качестве ключевых партнеров (например, в лишайниках). См.: E. A. Tripp, J. C. Lendemer, A. Barberán, R. R. Dunn, and N. Fierer, «Biodiversity Gradients in Obligate Symbiotic Organisms: Exploring the Diversity and Traits of Lichen Propagules across the United States», Journal of Biogeography 43, no. 8 (2016): 1667–1678.

126

Ни один участник нашей команды не получил образование в области систематики грибов, поэтому мы не можем дать научные названия новым видам, которые мы находим, даже если мы можем культивировать их. Для наименования видов нужны специалисты, подобные Биргитте, но они, как правило, очень и очень заняты.

127

V. A. Robert and A. Casadevall, «Vertebrate Endothermy Restricts Most Fungi as Potential Pathogens», Journal of Infectious Diseases 200, no. 10 (2009): 1623–1626.

128

Многие из видов грибов, чью ДНК мы обнаружили в жилых домах, были мертвы. Их занесло внутрь с током воздуха, и они погибли, потому что условия наших кухонь и спален для них совершенно непригодны. В доме они не могут расти, как и не могут производить соединения и вещества, вызывающие заболевания человека. Это призраки, оставляющие следы, но не влияющие на нашу жизнь. Другие виды грибов, найденные в домах, были представлены покоящимися спорами, которые ждут наступления благоприятных условий, а именно правильного сочетания питательных веществ и воды или, во многих случаях, только того, чтобы стало достаточно влажно.

129

N. S. Grantham, B. J. Reich, K. Pacifici, E. B. Laber, H. L. Menninger, J. B. Henley, A. Barberán, J. W. Leff, N. Fierer, and R. R. Dunn, «Fungi Identify the Geographic Origin of Dust Samples», PLoS One 10, no. 4 (2015): e0122605.

130

Но даже это утверждение, кажущееся таким простым, нуждается в уточнении. В одном исследовании, проведенном в России, на внешней (именно на внешней!) поверхности МКС были помещены домовые грибы и бактерии человеческой кожи. Эти микробы могли прожить не менее 13 месяцев. См.: Баранов В. М., Новикова Н. Д., Поликарпов Н. А., Сычев В. Н., Ленинских М. А., Алексеев В. Р., Окуда Т., Сугимото М., Гусев О. А., Григорьев А. И. «Эксперимент „Биориск“: 13-месячная экспозиция покоящихся форм организмов на внешней стороне российского сегмента Международной космической станции (предварительные результаты)» // Доклады Российской Академии наук, 2009. 426. № 5. С. 706‒709.

131

Например, в ходе исследования не появилось ни одной культуры при температуре, достаточно высокой для роста термофильных микробов. Методика взятия проб была такова, что в них практически не попадали труднокультивируемые или совсем не культивированные виды.

132

Вдобавок ко всему скорость роста грибов на станции «Мир» была вчетверо выше, чем у их сородичей на Земле. Почему это так, загадка. См.: N. D. Novikova, «Review of the Knowledge of Microbial Contamination of the Russian Manned Spacecraft», Microbial Ecology 47, no. 2 (2004): 127–132. Грибы также проявляли некоторую цикличность, но почему это происходит в условиях, где нет смены сезонов года, осталось невыясненным. Новикова считает, что причиной служит цикличность в интенсивности радиации на космической станции, но почему это должно оказывать подобное влияние на грибы, непонятно.

133

Макаров О. Битва с грибами в космосе // Популярная механика, январь 2016. № 1. С. 42–46.

134

Novikova, «Review of the Knowledge of Microbial Contamination of the Russian Manned Spacecraft», 127–132.

135

T. A. Alekhova, N. A. Zagustina, A. V. Aleksandrova, T. Y. Novozhilova, A. V. Borisov, and A. D. Plotnikov, «Monitoring of Initial Stages of the Biodamage of Construction Materials Used in Aerospace Equipment Using Electron Microscopy», Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques 1, no. 4 (2007): 411–416.

136

Еще на станции «Мир» был найден Botrytis, грибок, вызывающий болезнь винограда. Возможно, он прибыл живым в вине.

137

Он отличается от другого розового гриба, встречающегося в санузлах, Serratia marcescens, который более обычен в условиях постоянной влажности (например, в унитазах). Serratia тоже была найдена на станции «Мир». Розовый цвет обоих видов связан с наличием в них веществ, защищающих их от ультрафиолетовых лучей, своеобразного крема от загара для грибов. Rhodotorula может поглощать азот из воздуха, так что она прекрасно существует в таких местах, которые выглядят непригодными для жизни.

138

N. Novikova, P. De Boever, S. Poddubko, E. Deshevaya, N. Polikarpov, N. Rakova, I. Coninx, and M. Mergeay, «Survey of Environmental Biocontamination on Board the International Space Station», Research in Microbiology 157, no. 1 (2016): 5–12.

139

Сюда относятся три вида рода Candida, Cryptococcus oeirensis, Penicillium concetricum, а также пивные дрожжи (Saccharomyces cerevisiae). В домах с большим числом жильцов также вполне обычны Rhodotorula mucilaginosa и Cystofilobasidium capitatum — виды, способные выживать в очень непростых условиях, таких как ванные комнаты, где регулярно делается уборка.

140

Кроме упомянутых видов, в кондиционерах представлены и другие грибы, включая разлагающего древесину Physisporinus vitreus; это явление, несомненно, нуждается в специальном изучении.

141

Чем чаще вы используете систему климат-контроля, тем больше грибов заводится в кондиционере. Чтобы избежать их рассеивания по помещениям, прочищайте фильтр пылесосом или мойте вручную с помощью мыла, это может помочь. Кроме того, поскольку большинство кондиционеров рассеивают большую часть грибов в первые десять минут работы, некоторые ученые рекомендуют открывать окна после включения кондиционера. А если не включать кондиционер и проветривать помещения через окна, вы получите дополнительное преимущество в виде богатого микробного разнообразия, проникающего внутрь дома. См.: N. Hamada and T. Fujita, «Effect of Air-Conditioner on Fungal Contamination», Atmospheric Environment 36, no. 35 (2002): 5443–5448.

142

Я делаю такую оговорку, потому что на МКС постоянно проводятся научные эксперименты и в некоторых из них вполне могут быть задействованы изделия, содержащие целлюлозу или лигнин. Клинт Пеник, в то время, когда он был постдоком в моей лаборатории, вместе с Элеанор Спайсер Райс (моей подругой, живущей по соседству) собирал муравьев рода Tetramorium sp., чтобы потом послать их живыми на некоторое время на МКС. Эти муравьи могли принести с собой большое количество грибов и бактерий из Северной Каролины, включая и такие, что способны разлагать целлюлозу и лигнин.

143

На практике можно представить много причин, по которым этот гриб был редок в пробах пыли. Возможно, он в принципе редок в домах. Или его редкость кажущаяся, обусловленная некоторыми деталями процесса секвенирования. Но ни одна из этих возможностей не представляется особенно интересной.

144

Она идентифицировала виды из родов Chaetomium, Penicillium, Mucor и Aspergillus.

145

Грибы рода Mucor были найдены не только в человеческих домах, но и в осиных гнездах; может быть, это означает, что связь грибов и домов (включая гнезда) гораздо старше нашего вида и началась с появлением первых осиных гнезд, за десятки миллионов лет до человека. См.: A. A. Madden, A. M. Stchigel, J. Guarro, D. Sutton, and P. T. Starks, «Mucor nidicola sp. nov., a Fungal Species Isolated from an Invasive Paper Wasp Nest», International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 62, no. 7 (2012): 1710–1714. Прекрасное исследование, посвященное эволюции архитектуры осиных гнезд, опубликовано Р. Л. Жанни, см.: R. L. Jeanne, «The Adaptiveness of Social Wasp Nest Architecture», Quarterly Review of Biology 50, no. 3 (1975): 267–287.

146

Chaetomium был обнаружен растущим на внутренних поверхностях станции «Мир», но его не было в пробах воздуха. На этой станции были повсеместно распространены грибы рода Penicillium (присутствовали примерно в 80 % проб). Mucor был представлен в 1‒2 % проб; Aspergillus — в 40 % проб, взятых с внутренних поверхностей, и в 76,6 % проб воздуха, взятых на станции «Мир».

147

P. F. E. W. Hirsch, F. E. W. Eckhardt, and R. J. Palmer Jr., «Fungi Active in Weathering of Rock and Stone Monuments», Canadian Journal of Botany 73, no. S1 (1995): 1384–1390.

148

Большинство термитов не умеют переваривать лигнин, но выходят из этой ситуации, используя живущих в их собственных кишечниках бактерий и протистов, которые всегда в их распоряжении. В естественной среде эта совместная работа термитов и их микробов представляет важнейший фактор, позволяющий существовать лесам и полям. Термиты ускоряют процесс разложения органики, что позволяет деревьям расти быстрее, а травам достигать большей высоты. Это создает здоровые, нормально функционирующие экосистемы. Но при строительстве домов мы хотим, насколько это в наших силах, остановить эти процессы (а заодно и термитов), примерно так же как мы стремимся спасти мясо или фрукты от преждевременной порчи.

149

Среди них были Arthrinium phaeospermum, Aureobasidium pullulans, Cladosporium herbarum, виды рода Trichoderma, Alternaria tenuissima, виды родов Fusarium и Gliocladium, а также Rhodotorula mucilaginosa и Trichosporon pullulans. Почти все эти грибы отсутствовали на МКС и на станции «Мир», что совсем не удивительно, учитывая, что на них почти нет деталей, изготовленных из дерева.

150

H. Kauserud, H. Knudsen, N. Högberg, and I. Skrede, «Evolutionary Origin, Worldwide Dispersal, and Population Genetics of the Dry Rot Fungus Serpula lacrymans», Fungal Biology Reviews 26, nos. 2–3 (2012): 84–93.

151

Среди них были Penicillium, Chaetomium и Ulocladium.

152

R. I. Adams, M. Miletto, J. W. Taylor, and T. D. Bruns, «Dispersal in Microbes: Fungi in Indoor Air Are Dominated by Outdoor Air and Show Dispersal Limitation at Short Distances», ISME Journal 7, no. 7 (2013): 1262–1273.

153

D. L. Price and D. G. Ahearn, «Sanitation of Wallboard Colonized with Stachybotrys chartarum», Current Microbiology 39, no. 1 (1999): 21–26.

154

Им также известны истории, подобные истории Тайрона Хейса, который изучал влияние одного гербицида на животных и обнаружил его вредоносность. В результате, как пишет Рэйчел Авив в журнале New Yorker, производитель гербицида стал «ходить за ним по пятам» и явно не с добрыми намерениями (см.: «A Valuable Reputation», February 10, 2014, www.newyorker.com/magazine/2014/02/10/a-valuable-reputation).

155

Биргитта очарована грибами рода Chaetomium. Как она написала мне в электронном письме, они всегда окружали ее. В подтверждение она выслала мне свою школьную фотографию, где была снята со своим классом. На фото была пририсована стрелка, указывавшая не на Биргитту, а на гриб Chaetomium elatum, произрастающий на бумаге, к которой было приклеено фото.

156

Интересно, что ни один из этих видов не был найден ни на МКС, ни даже на еще более заросшей грибами станции «Мир».

157

M. Nikulin, K. Reijula, B. B. Jarvis, and E. — L. Hintikka, «Experimental Lung Mycotoxicosis in Mice Induced by Stachybotrys atra», International Journal of Experimental Pathology 77, no. 5 (1996): 213–218.

158

I. Došen, B. Andersen, C. B. W. Phippen, G. Clausen, and K. F. Nielsen, «Stachybotrys Mycotoxins: From Culture Extracts to Dust Samples», Analytical and Bioanalytical Chemistry 408, no. 20 (2016): 5513–5526.

159

Alternaria alternate, Aspergillus fumigatus и Cladosporium herbarum, представленные в пробах, изученных Биргиттой, были найдены также на МКС. Все эти виды относятся к числу обычных возбудителей аллергии.

160

A. Nevalainen, M. Täubel, and A. Hyvärinen, «Indoor Fungi: Companions and Contaminants», Indoor Air 25, no. 2 (2015): 125–156.

161

C. M. Kercsmar, D. G. Dearborn, M. Schluchter, L. Xue, H. L. Kirchner, J. Sobolewski, S. J. Greenberg, S. J. Vesper, and T. Allan, «Reduction in Asthma Morbidity in Children as a Result of Home Remediation Aimed at Moisture Sources», Environmental Health Perspectives 114, no. 10 (2006): 1574.

162

Вероятно, в результате самозащиты. Большинство современных исследований показывает, что пещерные медведи растительноядные. Но с точки зрения маленького человеческого существа, громадный и разъяренный травоядный медведь, загнанный в ловушку в пещере, — это прежде всего громадный разъяренный медведь.

163

Было бы прекрасно, если бы пещерные кузнечики получили свое название по имени этого самого Франсуа Камеля. Но это, к сожалению, не так. Они названы так потому, что их спинка выгнута подобно верблюжьему горбу. [В английском языке пещерные кузнечики называются «верблюжьими сверчками» (буквально camel crickets). Слово camel (верблюд) пишется одинаково с фамилией Франсуа Камеля. — Прим. пер.]

164

Сейчас пещерные кузнечики не встречаются во Французских Пиренеях, что ставит другой вопрос: где ранние люди, сделавшие это изображение, видели это насекомое? Возможно, что кузнечики жили раньше в этих горах, но потом исчезли. Это, впрочем, кажется маловероятным. В те времена пещеры во Франции были куда холоднее нынешних, а современный ареал рода Troglophilus вообще не включает Францию; эти насекомые распространены гораздо южнее. Другое объяснение состоит в том, что художник видел пещерного кузнечика в одной из пещер, расположенных на юге, а потом нарисовал его по памяти. Или, возможно, художник (или художница) сделал этот петроглиф в другом месте и носил его с собой.

165

S. Hubbell, Broadsides from the Other Orders (New York: Random House, 1994).

166

Вся цепь ресурсов от пищи кузнечиков до питающихся ими хищников может быть сложной и запутанной. Например, существуют особые черви-волосатики, которые могут подчинять себе тело и волю пещерного кузнечика. См.: T. Sato, M. Arizono, R. Sone, and Y. Harada, «Parasite-Mediated Allochthonous Input: Do Hairworms Enhance Subsidized Predation of Stream Salmonids on Crickets?» Canadian Journal of Zoology 86, no. 3 (2008): 231–235, а также Y. Saito, I. Inoue, F. Hayashi, and H. Itagaki, «A Hairworm, Gordius sp., Vomited by a Domestic Cat», Nihon Juigaku Zasshi: The Japanese Journal of Veterinary Science 49, no. 6 (1987): 1035–1037.

167

К тому же она, как гласит одно из ее рекомендательных писем, очень одаренная скрипачка. Послушать ее игру можно здесь: https://youtu.be/aVXG5koU9G4.

168

Эта сцена с торжественно вступающей в дом командой энтомологов совсем не нова. Сам Линней, отец современной систематики, давший названия очень многим видам членистоногих, распространенных в наших домах, имел особый оркестр, шествовавший перед ним, когда он отправлялся на экскурсию. До наших дней дошел барабан из состава этого оркестра. См.: B. Jonsell, «Daniel Solander — the Perfect Linnaean; His Years in Sweden and Relations with Linnaeus», Archives of Natural History 11, no. 3 (1984): 443–450.

169

Энтомологи проводят много времени, разглядывая гениталии насекомых. Эта особенность, в сочетании со специфическими формами, в каких энтомологи выражают свою любовь и признательность к насекомым, порой создает необычные ситуации. Например, мой друг Дэн Симберлофф недавно стал обладателем нового вида вши, паразитирующей на стрижах, названного в его честь. Это очень лестно, но не могу не упомянуть здесь признак, делающий этот новый вид (Dennyus simberloffi) уникальным, выделяющим его среди всех его родственников. Эта вошь имеет очень маленькие гениталии и огромные голову и задний проход. См.: D. Clayton, R. Price, and R. Page, «Revision of Dennyus (Collodennyus) Lice (Phthiraptera: Menoponidae) from Swiftlets, with Descriptions of New Taxa and a Comparison of Host — Parasite Relationships», Systematic Entomology 21, no. 3 (1996): 179–204.

170

Если существует загробная жизнь, то энтомологи должны некоторое время после смерти проводить в пробирке, ожидая, пока какое-нибудь очень загруженное работой божество не определит, достойны ли они того, чтобы их накололи на булавку.

171

A. A. Madden, A. Barberán, M. A. Bertone, H. L. Menninger, R. R. Dunn, and N. Fierer, «The Diversity of Arthropods in Homes across the United States as Determined by Environmental DNA Analyses», Molecular Ecology 25, no. 24 (2016): 6214–6224.

172

Эти взаимоотношения между тлями и осами впервые наблюдал Левенгук в саду своего дома в Дельфте. См.: F. N. Egerton, «A History of the Ecological Sciences, Part 19: Leeuwenhoek's Microscopic Natural History», Bulletin of the Ecological Society of America 87 (2006): 47–58.

173

См., к примеру: E. Panagiotakopulu, «New Records for Ancient Pests: Archaeoentomology in Egypt», Journal of Archaeological Science 28, no. 11 (2001): 1235–1246; E. Panagiotakopulu, «Hitchhiking across the North Atlantic — Insect Immigrants, Origins, Introductions and Extinctions», Quaternary International 341 (2014): 59–68; E. Panagiotakopulu, P. C. Buckland, and B. J. Kemp, «Underneath Ranefer's Floors — Urban Environments on the Desert Edge», Journal of Archaeological Science 37, no. 3 (2010): 474–481; E. Panagiotakopulu and P. C. Buckland, «Early Invaders: Farmers, the Granary Weevil and Other Uninvited Guests in the Neolithic», Biological Invasions 20, no. 1 (2018): 219–233.

174

A. Bain, «A Seventeenth-Century Beetle Fauna from Colonial Boston», Historical Archaeology 32, no. 3 (1998): 38–48.

175

E. Panagiotakopulu, «Pharaonic Egypt and the Origins of Plague», Journal of Biogeography 31, no. 2 (2004): 269–275.

176

Подробнее об этом можно прочитать в статье: J. B. Johnson and K. S. Hagen, «A Neuropterous Larva Uses an Allomone to Attack Termites», Nature 289 (5797): 506.

177

E. A. Hartop, B. V. Brown, R. Henry, and L. Disney, «Opportunity in Our Ignorance: Urban Biodiversity Study Reveals 30 New Species and One New Nearctic Record for Megaselia (Diptera: Phoridae) in Los Angeles (California, USA)», Zootaxa 3941, no. 4 (2015): 451–484.

178

E. A. Hartop, B. V. Brown, R. Henry, and L. Disney, «Flies from LA, the Sequel: A Further Twelve New Species of Megaselia (Diptera: Phoridae) from the BioSCAN Project in Los Angeles (California, USA)», Biodiversity Data Journal 4 (2016).

179

J. A. Feinberg, C. E. Newman, G. J. Watkins-Colwell, M. D. Schlesinger, B. Zarate, B. R. Curry, H. B. Shaffer, and J. Burger, «Cryptic Diversity in Metropolis: Confirmation of a New Leopard Frog Species (Anura: Ranidae) from New York City and Surrounding Atlantic Coast Regions», PLoS One 9, no. 10 (2014): e108213; J. Gibbs, «Revision of the Metallic Lasioglossum (Dialictus) of Eastern North America (Hymenoptera: Halictidae: Halictini)», Zootaxa 3073 (2011): 1–216; D. Foddai, L. Bonato, L. A. Pereira, and A. Minelli, «Phylogeny and Systematics of the Arrupinae (Chilopoda Geophilomorpha Mecistocephalidae) with the Description of a New Dwarfed Species», Journal of Natural History 37 (2003): 1247–1267, https://doi.org/10.1080/00222930210121672

180

Y. Ang, G. Rajaratnam, K. F. Y. Su, and R. Meier, «Hidden in the Urban Parks of New York City: Themira lohmanus, a New Species of Sepsidae Described Based on Morphology, DNA Sequences, Mating Behavior, and Reproductive Isolation (Sepsidae, Diptera)», ZooKeys 698 (2017): 95.

181

In the book H. W. Greene, Tracks and Shadows: Field Biology as Art (Berkeley: University of California Press, 2013).

182

См.: Кант И. Критика способности суждения. — М.: Искусство, 1994.

183

Еще одной особенностью пещерных животных является их способность существовать длительное время без пищи. Один этнограф, изучавший дома зулусов, обнаружил, в них в большом количестве чешуйниц из рода Lepisma (которые очень обычны и в Роли). Из любопытства он посадил одну чешуйницу в винный бокал, и она прожила там целых три месяца без всякой пиши, не считая пыли, оседавшей внутрь бокала. См.: L. Grout, Zulu-Land; or, Life among the Zulu-Kafirs of Natal and Zulu-Land, South Africa (London: Trübner & Co., 1860).

184

См.: A. J. De Jesús, A. R. Olsen, J. R. Bryce, and R. C. Whiting, «Quantitative Contamination and Transfer of Escherichia coli from Foods by Houseflies, Musca domestica L. (Diptera: Muscidae)», International Journal of Food Microbiology 93, no. 2 (2004): 259–262. См. также: N. Rahuma, K. S. Ghenghesh, R. Ben Aissa, and A. Elamaari, «Carriage by the Housefly (Musca domestica) of Multiple-Antibiotic-Resistant Bacteria That Are Potentially Pathogenic to Humans, in Hospital and Other Urban Environments in Misurata, Libya», Annals of Tropical Medicine and Parasitology 99, no. 8 (2005): 795–802.

185

Эволюционные биологи называют это первичным эндосимбиозом и отличают от эндосимбиоза вторичного, при котором симбиотические бактерии приобретаются значительно позднее.

186

J. J. Wernegreen, S. N. Kauppinen, S. G. Brady, and P. S. Ward, «One Nutritional Symbiosis Begat Another: Phylogenetic Evidence That the Ant Tribe Camponotini Acquired Blochmannia by Tending Sap-Feeding Insects», BMC Evolutionary Biology 9, no. 1 (2009): 292; R. Pais, C. Lohs, Y. Wu, J. Wang, and S. Aksoy, «The Obligate Mutualist Wigglesworthia glossinidia Influences Reproduction, Digestion, and Immunity Processes of Its Host, the Tsetse Fly», Applied and Environmental Microbiology 74, no. 19 (2008): 5965–5974. См. также: G. A. Carvalho, A. S. Corrкa, L. O. de Oliveira, and R. N. C. Guedes, «Evidence of Horizontal Transmission of Primary and Secondary Endosymbionts between Maize and Rice Weevils (Sitophilus zeamais and Sitophilus oryzae) and the Parasitoid Theocolax elegans», Journal of Stored Products Research 59 (2014): 61–65 и A. Heddi, H. Charles, C. Khatchadourian, G. Bonnot, and P. Nardon, «Molecular Characterization of the Principal Symbiotic Bacteria of the Weevil Sitophilus oryzae: A Peculiar G+ C Content of an Endocytobiotic DNA», Journal of Molecular Evolution 47, no. 1 (1998): 52–61.

187

C. M. Theriot and A. M. Grunden, «Hydrolysis of Organophosphorus Compounds by Microbial Enzymes», Applied Microbiology and Biotechnology 89, no. 1 (2011): 35–43.

188

Этим видом оказался Paenibacillus glucanolyticus SLM1. Стефани и Эми выделили его из старых заброшенных резервуаров для хранения черного щелока в демонстрационном целлюлозно-бумажном цехе в Университете штата Северная Каролина. Да, в нашем университете есть и такое.

189

А также твердая вера в способность природы, особенно бактериального мира, решать проблемы.

190

Можно было бы исследовать в этом отношении многих беспозвоночных, не относящихся к членистоногим, таких как микроскопические нематоды. Утверждают, что эти миниатюрные черви образуют в домах настолько плотные скопления, что если бы вы удалили все стены и перегородки и сделали червей видимыми, то дом сохранил бы каркас в виде множества извивающихся тел. Вполне возможно. Однако в научной литературе мы не нашли ни одной работы, посвященной нематодам (а также тихоходкам и многим другим группам организмов), обитающим в человеческих жилищах. Эти создания, конечно, присутствуют, но даже число их видов неизвестно, не говоря уже об их потенциальном использовании.

191

F. Sabbadin, G. R. Hemsworth, L. Ciano, B. Henrissat, P. Dupree, T. Tryfona, R. D. S. Marques, et al., «An Ancient Family of Lytic Polysaccharide Monooxygenases with Roles in Arthropod Development and Biomass Digestion», Nature Communications 9, no. 1 (2018): 756.

192

T. D. Morgan, P. Baker, K. J. Kramer, H. H. Basibuyuk, and D. L. J. Quicke, «Metals in Mandibles of Stored Product Insects: Do Zinc and Manganese Enhance the Ability of Larvae to Infest Seeds?» Journal of Stored Products Research 39, no. 1 (2003): 65–75.

193

Коби Шэл и Аяко Вада-Кацумата из Университета штата Северная Каролина объединили усилия для изучения щетинок, с помощью которых насекомые чистят свои усики. Выяснилось, что муравьи-плотники (Camponotus pennsylvanicus), домашние мухи и тараканы-прусаки чистят их, чтобы лучше чувствовать запах. С грязными усиками мир тускнеет. См.: K. Böröczky, A. Wada-Katsumata, D. Batchelor, M. Zhukovskaya, and C. Schal, «Insects Groom Their Antennae to Enhance Olfactory Acuity», Proceedings of the National Academy of Sciences 110, no. 9 (2013): 3615–3620.

194

E. L. Zvereva, «Peculiarities of Competitive Interaction between Larvae of the House Fly Musca domestica and Microscopic Fungi», Zoologicheskii Zhurnal 65 (1986: 1517–1525. См. также: K. Lam, K. Thu, M. Tsang, M. Moore, and G. Gries, «Bacteria on Housefly Eggs, Musca domestica, Suppress Fungal Growth in Chicken Manure through Nutrient Depletion or Antifungal Metabolites», Naturwissenschaften 96 (2009): 1127–1132.

195

D. A. Veal, Jane E. Trimble, and A. J. Beattie, «Antimicrobial Properties of Secretions from the Metapleural Glands of Myrmecia gulosa (the Australian Bull Ant)», Journal of Applied Microbiology 72, no. 3 (1992): 188–194.

196

C. A. Penick, O. Halawani, B. Pearson, S. Mathews, M. M. Lуpez-Uribe, R. R. Dunn, and A. A. Smith, «External Immunity in Ant Societies: Sociality and Colony Size Do Not Predict Investment in Antimicrobials», Royal Society Open Science 5, no. 2 (2018): 171332.

197

I. Stefanini, L. Dapporto, J.-L. Legras, A. Calabretta, M. Di Paola, C. De Filippo, R. Viola, et al. «Role of Social Wasps in Saccharomyces cerevisiae Ecology and Evolution», Proceedings of the National Academy of Sciences 109, no. 33 (2012): 13398–13403.

198

Эта работа стала возможной благодаря умению Энни Мэдден отыскивать, опознавать и идентифицировать новые интересные виды дрожжей, а также пивоваренному искусству Джона Шеппарда. Больше об этом проекте можно узнать на веб-странице: www.pbs.org/newshour/bb/wing-wasp-scientists-discover-new-beer-making-yeast/

199

A. Madden, M. J. Epps, T. Fukami, R. E. Irwin, J. Sheppard, D. M. Sorger, and R. R. Dunn, «The Ecology of Insect — Yeast Relationships and Its Relevance to Human Industry», Proceedings of the Royal Society B 285, no. 1875 (2018): 20172733.

200

E. Panagiotakopulu, «Dipterous Remains and Archaeological Interpretation», Journal of Archaeological Science 31, no. 12 (2004): 1675–1684.

201

E. Panagiotakopulu, P. C. Buckland, P. M. Day, and C. Doumas, «Natural Insecticides and Insect Repellents in Antiquity: A Review of the Evidence», Journal of Archaeological Science 22, no. 5 (1995): 705–710.

202

E. Panagiotakopulu, P. C. Buckland, P. M. Day, and C. Doumas, «Natural Insecticides and Insect Repellents in Antiquity: A Review of the Evidence», Journal of Archaeological Science 22, no. 5 (1995): 705–710.

203

Так произошло с фипронилом, активным компонентом некоторых приманок для тараканов, а также с рядом антиблошиных спреев, порошков и таблеток. См.: G. L. Holbrook, J. Roebuck, C. B. Moore, M. G. Waldvogel, and C. Schal, «Origin and Extent of Resistance to Fipronil in the German Cockroach, Blattella germanica (L.) (Dictyoptera: Blattellidae)», Journal of Economic Entomology 96, no. 5 (2003): 1548–1558.

204

Эти пестициды были такими мощными, что представляли опасность для птиц и для детей (особенно в тех концентрациях, в которых применялись); именно о них писала Рейчел Карсон в книге «Безмолвная весна». И все же эти вещества не смогли уничтожить всех без исключения рыжих тараканов.

205

Да, тот городок, где проводились исследования тараканов и других вредных насекомых, так и назывался — Плезантон [имя собственное Pleasanton, вероятно, производное, от слова pleasant — приятный. — Прим. пер.]. Здесь Жюль уже три года изучал другого вредителя — кошачью блоху (Ctenocephalides felis). Эти насекомые встречались уже в домах жителей древней Амарны, в Египте. Жюль обнаружил, что личинки кошачьих блох питаются фекалиями собственных родителей, содержащими остатки крови, к которым добавлялись микробы из окружающей среды, обогащавшие фекалии питательными веществами. См.: J. Silverman and A. G. Appel, «Adult Cat Flea (Siphonaptera: Pulicidae) Excretion of Host Blood Proteins in Relation to Larval Nutrition», Journal of Medical Entomology 31, no. 2 (1993): 265–271.

206

Большинство из этих бытовых названий совершенно не соответствуют реальной истории видов. К примеру, «американские тараканы» оказались родом из Африки. «Восточные тараканы» тоже, по-видимому, африканского происхождения; эти насекомые расселялись вместе с финикийцами, затем с древними греками и впоследствии с множеством других народов. См.: R. Schweid, The Cockroach Papers: A Compendium of History and Lore (Chicago: University of Chicago Press, 2015). См. также классическую статью: J. A. G. Rehn, «Man's Uninvited Fellow Traveler — the Cockroach», Scientific Monthly 61 no. 145 (1945): 265–276.

207

Образ жизни тараканов характеризуется невероятным разнообразием. Многие виды «диких» тараканов являются дневными животными. Они активны в светлое время суток и питаются в основном лесной подстилкой. Немногие живут в гнездах муравьев и термитов в качестве нахлебников. Есть тараканы, способные производить нечто вроде материнского молока, которым питают свою молодь. Некоторые опыляют цветы. Более того, недавние исследования установили, что термиты — это не что иное, как ветвь на эволюционном дереве тараканов, представители которой перешли к общественному образу жизни. Термиты — это общественные тараканы.

208

Термин происходит от греческих слов Parthenos — «девственница», и genesis — «творение».

209

Суринамские тараканы (Pycnoscelus surinamensis) продвинулись в этом отношении дальше всех остальных. Еще никто не находил самца этого вида в естественной среде. Самцы изредка рождаются в лабораторных культурах, но они нежизнеспособны и быстро погибают.

210

Конечно, в некоторых отношениях тараканы отличаются от человека, и не в лучшую сторону. Как неоднократно сообщалось, прусаки едят практически все, что содержит крахмал, в том числе злаки, почтовые марки, портьеры, книжные переплеты и клейстер.

211

В отличие от многих других видов тараканов, прусаки плохо переносят одиночество, страдая от «синдрома изоляции», что мне представляется какой-то смесью чувства неприкаянности и экзистенциальной тоски. В изоляции у тараканов замедляется метаморфоз и позднее наступает половая зрелость. Они даже начинают вести себя странным образом, не совсем «по-тараканьи», утрачивая нормальные для тараканов проявления активности и интерес к спариванию. Существует довольно обширная литература по этому вопросу, но для начала прочитайте вот эту статью: M. Lihoreau, L. Brepson, and C. Rivault, «The Weight of the Clan: Even in Insects, Social Isolation Can Induce a Behavioural Syndrome», Behavioural Processes 82, no. 1 (2009): 81–84.

212

Приблизительно половина видов рода Blattella обитает в Азии.

213

Возможно, это было связано с появлением сельского хозяйства в тропической Азии. Хотя могло случиться и гораздо раньше.

214

Самый древний известный экземпляр прусака происходит из Дании, так что, возможно, придется предъявить обвинение датчанам. Однако я подозреваю, что рыжие тараканы попали в Европу раньше, значительно раньше. См.: T. Qian, «Origin and Spread of the German Cockroach, Blattella germanica» (PhD diss., National University of Singapore, 2016).

215

Впрочем, тараканы могут немного утешиться тем, что полное научное имя их вида — Blattella germanica Linnaeus — включает фамилию самого Линнея, как знак того, что он первым придумал им название. Сам этот обычай помещать фамилию автора после родового и видового названия тоже берет начало от Линнея. Поэтому, где бы ни оказались рыжие тараканы, их сопровождает имя шведского ученого. То же самое относится и к постельному клопу (Cimex lectularis Linnaeus), комнатной мухе (Musca domestica Linnaeus) и черной крысе (Rattus rattus Linnaeus), как и к большому числу других синантропных видов.

216

P. J. A. Pugh, «Non-indigenous Acari of Antarctica and the Sub-Antarctic Islands», Zoological Journal of the Linnaean Society 110, no. 3 (1994): 207–217.

217

Какие виды тараканов обнаруживаются в помещениях, зависит в основном от климата и географии. Некоторые виды тараканов лучше себя чувствуют в тропиках, другие — там, где холодно.

218

L. Roth and E. Willis, The Biotic Association of Cockroaches, Smithsonian Miscellaneous Collections, vol. 141 (Washington, DC: Smithsonian Institution, 1960).

219

Qian, «Origin and Spread of the German Cockroach».

220

J. Silverman and D. N. Bieman, «Glucose Aversion in the German Cockroach, Blattella germanica», Journal of Insect Physiology 39, no. 11 (1993): 925–933.

221

Такие темпы размножения настолько высоки, что часто превышают скорость, с которой тараканы перемещаются от одного здания к другому. Поэтому иногда живущие в соседних домах прусаки относятся к двум различным линиям.

222

J. Silverman and R. H. Ross, «Behavioral Resistance of Field-Collected German Cockroaches (Blattodea: Blattellidae) to Baits Containing Glucose», Environmental Entomology 23, no. 2 (1994): 425–430.

223

См., например: J. Silverman and D. N. Bieman, «High Fructose Insecticide Bait Compositions», US Patent No. 5,547,955 (1996).

224

См.: S. B. Menke, W. Booth, R. R. Dunn, C. Schal, E. L. Vargo, and J. Silverman, «Is It Easy to Be Urban? Convergent Success in Urban Habitats among Lineages of a Widespread Native Ant», PLoS One 5, no. 2 (2010): e9194.

225

См.: S. Lengyel, A. D. Gove, A. M. Latimer, J. D. Majer, and R. R. Dunn, «Ants Sow the Seeds of Global Diversification in Flowering Plants», PLoS One 4, no. 5 (2009): e5480, а также S. Lengyel, A. D. Gove, A. M. Latimer, J. D. Majer, and R. R. Dunn, «Convergent Evolution of Seed Dispersal by Ants, and Phylogeny and Biogeography in Flowering Plants: A Global Survey», Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics 12, no. 1 (2010): 43–55. Нечто подобное наблюдается также у палочников, см.: L. Hughes and M. Westoby, «Capitula on Stick Insect Eggs and Elaiosomes on Seeds: Convergent Adaptations for Burial by Ants», Functional Ecology 6, no. 6 (1992): 642–648.

226

В трагедии Иоганна Вольфганга Гете «Фауст» Мефистофель называет самого себя:

Царь крыс, лягушек и мышей,

Клопов, и мух, и жаб, и вшей.

(Пер. Б. Пастернака)

227

Если исключить жаб и лягушек, это будет хорошей характеристикой естественного отбора, протекающего в современных домах.

228

V. Markу, B. Keresztes, M. T. Fountain, and J. V. Cross, «Prey Availability, Pesticides and the Abundance of Orchard Spider Communities», Biological Control 48, no. 2 (2009): 115–124. См. также: L. W. Pisa, V. Amaral-Rogers, L. P. Belzunces, J. M. Bonmatin, C. A. Downs, D. Goulson, D. P. Kreutzweiser, et al., «Effects of Neonicotinoids and Fipronil on Non-target Invertebrates», Environmental Science and Pollution Research 22, no. 1 (2015): 68–102.

229

Наш вид был не первым, кому пришла в голову идея использовать хищников для борьбы с вредными видами в своем доме или убежище. Так делают многие виды животных, сооружающие гнезда. Например, некоторые совы приносят в свои гнезда змей, чтобы те поедали насекомых, угрожающих их птенцам. В гнездах лесных хомяков часто встречаются ложноскорпионы, питающиеся паразитическими клещами. См.: F. R. Gehlbach and R. S. Baldridge, «Live Blind Snakes (Leptotyphlops dulcis) in Eastern Screech Owl (Otus asio) Nests: A Novel Commensalism», Oecologia 71, no. 4 (1987): 560–563, а также: O. F. Francke and G. A. Villegas-Guzmán, «Symbiotic Relationships between Pseudoscorpions (Arachnida) and Packrats (Rodentia)», Journal of Arachnology 34, no. 2 (2006): 289–298.

230

O. F. Raum, The Social Functions of Avoidances and Taboos among the Zulu (Monographien zur Völkerkunde vol. 6; Berlin: Walter de Gruyter, 1973). Эту практику от зулусов переняли европейские поселенцы-буры, прибывшие в район Кейптауна в Южной Африке вместе с Голландской Ост-Индской компанией. Столкнувшись с притеснениями со стороны британской колониальной администрации, им пришлось переселиться далеко на север и восток страны.

231

J. J. Steyn, «Use of Social Spiders against Gastro-intestinal Infections Spread by House Flies», South African Medical Journal 33 (1959).

232

J. Wesley Burgess, «Social spiders». Scientific American 234, no. 3 (1976): 100–107. Этот замечательный общественный паук использует мертвых мух в своей паутине как питательный субстрат для роста дрожжей. Дрожжи, в свою очередь, служат приманкой для живых мух. Никто еще не исследовал эти дрожжи, и даже неизвестно, к какому виду они относятся. См.: W. J. Tietjen, L. R. Ayyagari, and G. W. Uetz, «Symbiosis between Social Spiders and Yeast: The Role in Prey Attraction», Psyche 94, nos. 1–2 (1987): 151–158.

233

Несмотря на попытки их интродукции во Францию, общественные пауки до сих пор ограничены в своем распространении и встречаются далеко не везде. Не беспокойтесь, есть много других возможностей. Например, пауки-скакуны, живущие в таиландских домах, пожирают ежедневно до 120 особей комаров Aedes, переносящих смертельно опасную лихорадку денге. См.: R. Weterings, C. Umponstira, and H. L. Buckley, «Predation on Mosquitoes by Common Southeast Asian House-Dwelling Jumping Spiders (Salticidae)», Arachnology 16, no. 4 (2014): 122–127. В Кении другой вид паука, встречающийся в домах, питается преимущественно «малярийными» комарами рода Anopheles, особенно тех, что уже насытились (и поэтому с большей вероятностью содержат возбудителя малярии). См.: R. R. Jackson and F. R. Cross, «Mosquito-Terminator Spiders and the Meaning of Predatory Specialization», Journal of Arachnology 43, no. 2 (2015): 123–142, а также: X. J. Nelson, R. R. Jackson, and G. Sune, «Use of Anopheles-Specific Prey-Capture Behavior by the Small Juveniles of Evarcha culicivora, a Mosquito-Eating Jumping Spider», Journal of Arachnology 33, no. 2 (2005): 541–548 и X. J. Nelson and R. R. Jackson, «A Predator from East Africa That Chooses Malaria Vectors as Preferred Prey», PLoS One 1, no. 1 (2006): e132.

234

G. L. Piper, G. W. Frankie, and J. Loehr, «Incidence of Cockroach Egg Parasites in Urban Environments in Texas and Louisiana», Environmental Entomology 7, no. 2 (1978): 289–293.

235

См.: A. M. Barbarin, N. E. Jenkins, E. G. Rajotte, and M. B. Thomas, «A Preliminary Evaluation of the Potential of Beauveria bassiana for Bed Bug Control», Journal of Invertebrate Pathology 111, no. 1 (2012): 82–85. В других лабораториях были изучены и другие виды грибов, паразитирующие как на постельном клопе, так и на его тропическом родственнике, Cimex hemipterus. См., например: Z. Zahran, N. M. I. M. Nor, H. Dieng, T. Satho, and A. H. A. Majid, «Laboratory Efficacy of Mycoparasitic Fungi (Aspergillus tubingensis and Trichoderma harzianum) against Tropical Bed Bugs (Cimex hemipterus) (Hemiptera: Cimicidae)», Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine 7, no. 4 (2017): 288–293. В то же время в Дании в коровники, где содержится молочный скот, в порядке эксперимента запускают один из видов ос, личинки которых развиваются в пупариях комнатных мух. Эту осу специально разводят, чтобы контролировать численность комнатных мух и мух-жигалок и не допускать их проникновения в жилые дома. См.: H. Skovgеrd and G. Nachman, «Biological Control of House Flies Musca domestica and Stable Flies Stomoxys calcitrans (Diptera: Muscidae) by Means of Inundative Releases of Spalangia cameroni (Hymenoptera: Pteromalidae)», Bulletin of Entomological Research 94, no. 6 (2004): 555–567.

236

D. R. Nelsen, W. Kelln, and W. K. Hayes, «Poke but Don't Pinch: Risk Assessment and Venom Metering in the Western Black Widow Spider, Latrodectus Hesperus», Animal Behaviour 89 (2014): 107–114.

237

Вот еще одна иллюстрация того, как редки на самом деле укусы человека пауками. В городе Ленекса в штате Канзас в одном старом доме за полгода было отловлено 2055 особей коричневого паука-отшельника (Loxosceles reclusa). Ни в этом, ни в других домах, где имеются крупные популяции этих пауков, никто не был укушен. Тысячи пауков и ни одного укуса. Более того, большинство случаев укусов этими пауками в США зарегистрировано в местах, где данный вид вообще не водится (это значит, что люди были укушены не пауком-отшельником и, скорее всего, это вообще не были паучьи укусы). См.: R. S. Vetter and D. K. Barger, «An Infestation of 2,055 Brown Recluse Spiders (Araneae: Sicariidae) and No Envenomations in a Kansas Home: Implications for Bite Diagnoses in Nonendemic Areas», Journal of Medical Entomology 39, no. 6 (2002): 948–951.

238

M. H. Lizée, B. Barascud, J. — P. Cornec, and L. Sreng, «Courtship and Mating Behavior of the Cockroach Oxyhaloa deusta [Thunberg, 1784] (Blaberidae, Oxyhaloinae): Attraction Bioassays and Morphology of the Pheromone Sources», Journal of Insect Behavior 30, no. 5 (2017): 1–21.

239

Коби смог выяснить, что это за запах, но он еще не знает, как производить его в больших количествах. Когда Коби научится делать это, держитесь от него подальше, потому что, если он прольет на себя немного этой субстанции, прусаки будут сбегаться к нему, как крысы к Гамельнскому крысолову.

240

A. Wada-Katsumata, J. Silverman, and C. Schal, «Changes in Taste Neurons Support the Emergence of an Adaptive Behavior in Cockroaches», Science 340 (2013): 972–975.

241

Ни одна из глобальных катастроф, которую может себе представить человечество, — ни ядерная война, ни самое серьезное изменение климата — не уничтожит жизнь на Земле полностью. Как заметил Шон Ни, какие бы ужасные вещи мы ни творили с планетой и какой бы вред ни причинялся этим большинству видов, на некоторые группы микробов наши поступки окажут благотворное действие. Уничтожение лесов, изменение климата, ядерные катастрофы — все это может вернуть нас в первобытные времена, когда на Земле безраздельно господствовали микробы, в царство вездесущей слизи. См.: S. Nee, «Extinction, Slime, and Bottoms», PLoS Biology 2, no. 8 (2004): e272.

242

Если интересно, то вот ссылка на частично опубликованную диссертацию Джима: J. A. Danoff-Burg, «Evolving under Myrmecophily: A Cladistic Revision of the Symphilic Beetle Tribe Sceptobiini (Coleoptera: Staphylinidae: Aleocharinae)», Systematic Entomology 19, no. 1 (1994): 25–45.

243

Когда эволюционные биологи рассматривают вопрос, какую выгоду получает (и получает ли вообще) один вид организмов от взаимодействия с другим, их оценки всегда основаны на дарвиновском понятии приспособленности. Таким образом можно решить, являются ли конкретные межвидовые взаимоотношения паразитическими или мутуалистическими. Один вид приносит пользу другому, если от их взаимодействия увеличивается вероятность выживания второго вида и он дает больше жизнеспособного потомства. Возможно, нам уже не следует применять эту аморальную экономику естественного отбора при определении, какие виды приносят нам пользу, а какие нет. Возможно, вид, делающий нас счастливыми и «довольными», что бы за этим ни стояло, но не повышающий нашу «приспособленность» в современном мире, все же остается мутуалистом.

244

J. McNicholas, A. Gilbey, A. Rennie, S. Ahmedzai, J. — A. Dono, and E. Ormerod, «Pet Ownership and Human Health: A Brief Review of Evidence and Issues», BMJ 331, no. 7527 (2005): 1252–1254.

245

Этот паразит был открыт в столице Туниса городе Тунисе исследователями из Пастеровского института. Его нашли в грызуне, известном как обыкновенный гунди (Ctenodactylus gundi). Гунди изучались в качестве хозяев другого паразита, Leishmania. Ученые искали лейшманий, а нашли токсоплазму. Слово «гунди» взято из языка североафриканских арабов, а вот название Toxoplasma — греческое, и происходит от слов toxo (лук) и plasma (имеющее форму), что указывает на волнообразную форму паразита. Таким образом, исторически название означало «паразит в форме лука, обнаруженный у обыкновенного гунди».

246

J. Hay, P. P. Aitken, and M. A. Arnott, «The Influence of Congenital Toxoplasma Infection on the Spontaneous Running Activity of Mice», Zeitschrift für Parasitenkunde 71, no. 4 (1985): 459–462.

247

А также практически во всех видах млекопитающих, исследованных к настоящему времени в данном отношении.

248

Принадлежит типу Apicomplexa, к которому также относится возбудитель малярии, Plasmodium.

249

В статье A. Dumètre and M. L. Dardé, «How to Detect Toxoplasma gondii Oocysts in Environmental Samples?» FEMS Microbiology Reviews 27, no. 5 (2003): 651–661 рассматривается вопрос о живучести этих паразитов во внешней среде.

250

И не только они. В исследовании, которым руководила Эми Севидж, мы обнаружили, что мусорные ведра содержат сотни необычных и плохо изученных видов.

251

В странах Европы от одного до десяти на 10 000 новорожденных заражены токсоплазмой. Из них один или два процента погибают или становятся труднообучаемыми. От 4 до 27 % зараженных страдают повреждением сетчатки, что ведет к ухудшению зрения. См.: A. J. C. Cook, R. Holliman, R. E. Gilbert, W. Buffolano, J. Zufferey, E. Petersen, P. A. Jenum, W. Foulon, A. E. Semprini, and D. T. Dunn, «Sources of Toxoplasma Infection in Pregnant Women: European Multicentre Case-Control Study», BMJ 321, no. 7254 (2000): 142–147.

252

Пробы крови 41 участника исследовали детальнее, используя более затратный иммунологический анализ. Полученные результаты полностью подтвердили результаты более простого теста на антигены.

253

Получается, что заражение паразитом, манипулирующим мозгом хозяина, снижает ваши шансы стать деканом или заведовать кафедрой. Я думал, что все обстоит с точностью до наоборот.

254

K. Yereli, I. C. Balcioğlu, and A. Özbilgin, «Is Toxoplasma gondii a Potential Risk for Traffic Accidents in Turkey?» Forensic Science International 163, no. 1 (2006): 34–37.

255

J. Flegr and I. Hrdý, «Evolutionary Papers: Influence of Chronic Toxoplasmosis on Some Human Personality Factors», Folia Parasitologica 41 (1994): 122–126.

256

J. Flegr, J. Havlícek, P. Kodym, M. Malý, and Z. Smahel, «Increased Risk of Traffic Accidents in Subjects with Latent Toxoplasmosis: A Retrospective Case-Control Study», BMC Infectious Diseases 2, no. 1 (2002): 11.

257

Влияние мышей на зерновые запасы было велико настолько, что некоторые современные сорта пшениц имеют очень твердые зерна, так как такие зерна с большей вероятностью могли пережить поедание мышами. См.: C. F. Morris, E. P. Fuerst, B. S. Beecher, D. J. Mclean, C. P. James, and H. W. Geng, «Did the House Mouse (Mus musculus L.) Shape the Evolutionary Trajectory of Wheat (Triticum aestivum L.)?» Ecology and Evolution 3, no. 10 (2013): 3447–3454.

258

Первобытные земледельцы часто уносили паразитов с собой в загробный мир. См.: M. L. C. Gonçalves, A. Araújo, and L. F. Ferreira, «Human Intestinal Parasites in the Past: New Findings and a Review», Memorias do Instituto Oswaldo Cruz 98 (2003): 103–118.

259

J.-D. Vigne, J. Guilaine, K. Debue, L. Haye, and P. Gérard, «Early Taming of the Cat in Cyprus», Science 304, no. 5668 (2004): 259.

260

J. P. Webster, «The Effect of Toxoplasma gondii and Other Parasites on Activity Levels in Wild and Hybrid Rattus norvegicus», Parasitology 109, no. 5 (1994): 583–589.

261

См.: M. Berdoy, J. P. Webster, and D. W. Macdonald, «Parasite-Altered Behaviour: Is the Effect of Toxoplasma gondii on Rattus norvegicus Specific?» Parasitology 111, no. 4 (1995): 403–409.

262

E. Prandovszky, E. Gaskell, H. Martin, J. P. Dubey, J. P. Webster, and G. A. McConkey, «The Neurotropic Parasite Toxoplasma gondii Increases Dopamine Metabolism», PloS One 6, no. 9 (2011): e23866.

263

См.: V. J. Castillo-Morales, K. Y. Acosta Viana, E. D. S. Guzmán-Marín, M. Jiménez-Coello, J. C. Segura-Correa, A. J. Aguilar-Caballero, and A. Ortega-Pacheco, «Prevalence and Risk Factors of Toxoplasma gondii Infection in Domestic Cats from the Tropics of Mexico Using Serological and Molecular Tests», Interdisciplinary Perspectives on Infectious Diseases 2012 (2012): 529108.

264

E. F. Torrey and R. H. Yolken, «The Schizophrenia — Rheumatoid Arthritis Connection: Infectious, Immune, or Both?» Brain, Behavior, and Immunity 15, no. 4 (2001): 401–410.

265

J. P. Webster, P. H. L. Lamberton, C. A. Donnelly, E. F. Torrey, «Parasites as Causative Agents of Human Affective Disorders? The Impact of Anti-Psychotic, Mood-Stabilizer and Anti-Parasite Medication on Toxoplasma gondii's Ability to Alter Host Behaviour», Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 273, no. 1589 (2006): 1023–1030.

266

D. W. Niebuhr, A. M. Millikan, D. N. Cowan, R. Yolken, Y. Li, and N. S. Weber, «Selected Infectious Agents and Risk of Schizophrenia among US Military Personnel», American Journal of Psychiatry 165, no. 1 (2008): 99–106.

267

R. H. Yolken, F. B. Dickerson, and E. Fuller Torrey, «Toxoplasma and Schizophrenia», Parasite Immunology 31, no. 11 (2009): 706–715.

268

C. Poirotte, P. M. Kappeler, B. Ngoubangoye, S. Bourgeois, M. Moussodji, and M. J. Charpentier, «Morbid Attraction to Leopard Urine in Toxoplasma-Infected Chimpanzees», Current Biology 26, no. 3 (2016): R98–R99.

269

Таким образом, инфекция может объяснять особенности поведения мужчин, которые держат много кошек, но не женщин, у которых дома тоже много этих животных. См.: J. Flegr, «Influence of Latent Toxoplasma Infection on Human Personality, Physiology and Morphology: Pros and Cons of the Toxoplasma—Human Model in Studying the Manipulation Hypothesis», Journal of Experimental Biology 216, no. 1 (2013): 127–133.

270

Хотя и не повсеместно. Например, в Китае, где до недавнего времени кошки редко содержались в качестве комнатных животных, встречаемость антител к Toxoplasma gondii (а значит, и частота контактов с этим паразитом) долго оставалась незначительной. Именно в таких странах легче всего изучать возможную связь токсоплазмоза с другими болезнями, поскольку не составляет особого труда документировать произошедшие изменения в заболеваемости. См.: E. F. Torrey, J. J. Bartko, Z. R. Lun, and R. H. Yolken, «Antibodies to Toxoplasma gondii in Patients with Schizophrenia: A Meta-Analysis», Schizophrenia Bulletin 33, no. 3 (2007): 729–736. doi:10.1093/schbul/sbl050.

271

M. S. Thoemmes, D. J. Fergus, J. Urban, M. Trautwein, and R. R. Dunn, «Ubiquity and Diversity of Human-Associated Demodex Mites», PLoS One 9, no. 8 (2014): e106265.

272

Конечно, это не единственная работа, которой она занималась все эти годы.

273

См., например: F. J. Márquez, J. Millán, J. J. Rodriguez-Liebana, I. Garcia-Egea, and M. A. Muniain, «Detection and Identification of Bartonella sp. in Fleas from Carnivorous Mammals in Andalusia, Spain», Medical and Veterinary Entomology 23, no. 4 (2009): 393–398.

274

A. C. Y. Lee, S. P. Montgomery, J. H. Theis, B. L. Blagburn, and M. L. Eberhard, «Public Health Issues Concerning the Widespread Distribution of Canine Heartworm Disease», Trends in Parasitology 26, no. 4 (2010): 168–173.

275

R. S. Desowitz, R. Rudoy, and J. W. Barnwell, «Antibodies to Canine Helminth Parasites in Asthmatic and Nonasthmatic Children», International Archives of Allergy and Immunology 65, no. 4 (1981): 361–366.

276

Собаки с древнейших времен участвуют в формировании сообщества организмов, живущих в наших домах. Жан-Бернар Юше, энтомолог, ответственный за сохранность мумий в парижском Музее Человека, страж их посмертной жизни, недавно вскрыл собачью мумию из древнеегипетского поселения Эль-Дейр (недалеко от Каира в дельте Нила; существовало с 332 по 30 г. до н. э.). В желудке собаки нашлись финики и косточки от них, что указывает на то, что животное питалось плодами, доступными в поселении. Уши собаки были покрыты бурыми собачьими клещами (Rhipicephalus sanguineus); сейчас этот паразитический вид вслед за собаками распространился по всему миру. Вероятно, эти клещи переносили патогены, способные заразить человека; таких патогенов известно около десятка. Благодаря собакам все эти виды оказались в древнеегипетских городах и жилищах. См.: J. B. Huchet, C. Callou, R. Lichtenberg, and F. Dunand, «The Dog Mummy, the Ticks and the Louse Fly: Archaeological Report of Severe Ectoparasitosis in Ancient Egypt», International Journal of Paleopathology 3, no. 3 (2013): 165–175.

277

Среди прочих там были найдены представители родов Arthrobacter, Sphingomonas, и Agrobacterium.

278

A. A. Madden, A. Barberán, M. A. Bertone, H. L. Menninger, R. R. Dunn, and N. Fierer, «The Diversity of Arthropods in Homes across the United States as Determined by Environmental DNA Analyses», Molecular Ecology 25, no. 24 (2016): 6214–6224; M. Leong, M. A. Bertone, A. M. Savage, K. M. Bayless, R. R. Dunn, and M. D. Trautwein, «The Habitats Humans Provide: Factors Affecting the Diversity and Composition of Arthropods in Houses», Scientific Reports 7, no. 1 (2017): 15347.

279

C. Pelucchi, C. Galeone, J. F. Bach, C. La Vecchia, and L. Chatenoud, «Pet Exposure and Risk of Atopic Dermatitis at the Pediatric Age: A Meta-Analysis of Birth Cohort Studies», Journal of Allergy and Clinical Immunology 132 (2013): 616–622.e7.

280

K. C. Lödrup Carlsen, S. Roll, K. H. Carlsen, P. Mowinckel, A. H. Wijga, B. Brunekreef, M. Torrent, et al., «Does Pet Ownership in Infancy Lead to Asthma or Allergy at School Age? Pooled Analysis of Individual Participant Data from 11 European Birth Cohorts», PLoS One 7 (2012): e43214.

281

G. Wegienka, S. Havstad, H. Kim, E. Zoratti, D. Ownby, K. J. Woodcroft, and C. C. Johnson, «Subgroup Differences in the Associations between Dog Exposure During the First Year of Life and Early Life Allergic Outcomes», Clinical and Experimental Allergy 47, no. 1 (2017): 97–105.

282

S. J. Song, C. Lauber, E. K. Costello, C. A. Lozupone, G. Humphrey, D. Berg-Lyons, J. G. Caporaso, et al., «Cohabiting Family Members Share Microbiota with One Another and with Their Dogs», Elife 2 (2013): e00458; M. Nermes, K. Niinivirta, L. Nylund, K. Laitinen, J. Matomäki, S. Salminen, and E. Isolauri, «Perinatal Pet Exposure, Faecal Microbiota, and Wheezy Bronchitis: Is There a Connection?» ISRN Allergy 2013 (2013).

283

M. G. Dominguez-Bello, E. K. Costello, M. Contreras, M. Magris, G. Hidalgo, N. Fierer, and R. Knight, «Delivery Mode Shapes the Acquisition and Structure of the Initial Microbiota across Multiple Body Habitats in Newborns», Proceedings of the National Academy of Sciences 107, no. 26 (2010): 11971–11975.

284

Также известный как 52 или 52a.

285

Или по крайней мере любой другой микроб в странах с развитыми системами здравоохранения, удаления нечистот и общественной гигиены. H. R. Shinefield, J. C. Ribble, M. Boris, and H. F. Eichenwald, «Bacterial Interference: Its Effect on Nursery-Acquired Infection with Staphylococcus aureus. I. Preliminary Observations on Artificial Colonization of Newborns», American Journal of Diseases of Children 105 (1963): 646–654.

286

Согласно самым современным оценкам, этот штамм мог возникнуть несколькими десятилетиями ранее. См.: P. R. McAdam, K. E. Templeton, G. F. Edwards, M. T. G. Holden, E. J. Feil, D. M. Aanensen, H. J. A. Bargawi, et al., «Molecular Tracing of the Emergence, Adaptation, and Transmission of Hospital-Associated Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus», Proceedings of the National Academy of Sciences 109, no. 23 (2012): 9107–9112.

287

До этого они уже высказывали предположение, что в случае подобных инфекций решение можно найти, детально исследуя биологию патогенного вида. Теперь им предстояло проверить это на практике. См.: H. F. Eichenwald and H. R. Shinefield, «The Problem of Staphylococcal Infection in Newborn Infants», Journal of Pediatrics 56, no. 5 (1960): 665–674.

288

Shinefield et al., «Bacterial Interference: Its Effect On Nursery-Acquired Infection», 646–654.

289

H. R. Shinefield, J. C. Ribble, M. B. Eichenwald, and J. M. Sutherland, «V. An Analysis and Interpretation», American Journal of Diseases of Children 105, no. 6 (1963): 683–688.

290

Это были те же самые бактерии, которых мы с коллегами позднее нашли в огромных количествах в пупках. См.: J. Hulcr, A. M. Latimer, J. B. Henley, N. R. Rountree, N. Fierer, A. Lucky, M. D. Lowman, and R. R. Dunn, «A Jungle in There: Bacteria in Belly Buttons Are Highly Diverse, but Predictable», PloS One 7, no. 11 (2012): e47712.

291

Вполне возможно, что другие виды бактерий, например представители родов Micrococcus или Corynebacterium, тоже могут быть полезны для защиты от 80/81, но Айхенвальд и Шайнфилд полагали, что конкуренция между близкородственными видами микробов должна идти интенсивнее, чем между видами из разных родов. В этом отношении кожные микробы вполне напоминают растения лесов и полей. Близкородственные виды растений, как правило, имеют сходную экологию и с большей вероятностью вступают друг с другом в конкурентную борьбу, которая может закончиться вытеснением одного из соперников. См.: J. H. Burns and S. Y. Strauss, «More Closely Related Species Are More Ecologically Similar in an Experimental Test», Proceedings of the National Academy of Sciences 108, no. 13 (2011): 5302–5307.

292

D. Janek, A. Zipperer, A. Kulik, B. Krismer, and A. Peschel, «High Frequency and Diversity of Antimicrobial Activities Produced by Nasal Staphylococcus Strains against Bacterial Competitors», PLoS Pathogens 12, no. 8 (2016): e1005812.

293

Классическим примером интерференционной конкуренции среди муравьев являются отношения между видами Novomessor cockerelli и Pogonomyrmex harvester, конкурирующими за пищевые ресурсы. Муравьи первого вида закупоривают с помощью камешков выходы из муравейника своих соперников.

294

За исключением Рене Дюбуа, см.: H. L. Van Epps, «René Dubos: Unearthing Antibiotics», Journal of Experimental Medicine 203, no. 2 (2006): 259.

295

Shinefield et al., «Bacterial Interference: Its Effect on Nursery-Acquired Infection», 646–654.

296

Эта работа выполнена выдающимся ученым с именем супергероя — Полом Планетом (Paul Planet) — совместно с коллегами. См.: D. Parker, A. Narechania, R. Sebra, G. Deikus, S. LaRussa, C. Ryan, H. Smith, et al., «Genome Sequence of Bacterial Interference Strain Staphylococcus aureus 502A», Genome Announcements 2, no. 2 (2014): e00284–14.

297

Это представление, что успешная колонизация местообитания напрямую зависит от числа интродуцированных особей (или числа попыток интродукции), справедливо и для многих других случаев. Например, одним из важнейших факторов, определяющих, сможет ли чужеродный вид муравьев успешно обосноваться в новом для себя сообществе, напрямую зависит от того, сколько раз он был интродуцирован. См.: A. V. Suarez, D. A. Holway, and P. S. Ward, «The Role of Opportunity in the Unintentional Introduction of Nonnative Ants», Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 102, no. 47 (2005): 17032–17035.

298

Интересно, что в тех немногих случаях, когда этого не происходило, причиной было то, что другие штаммы стафилококка успевали обосноваться в носовых полостях и пупках младенцев. См.: Shinefield et al., «Bacterial Interference: Its Effect on Nursery-Acquired Infection», 646–654.

299

H. R. Shinefield, J. M. Sutherland, J. C. Ribble, and H. F. Eichenwald, «II. The Ohio Epidemic», American Journal of Diseases of Children 105, no. 6 (1963): 655–662.

300

H. R. Shinefield, M. Boris, J. C. Ribble, E. F. Cale, and Heinz F. Eichenwald, «III. The Georgia Epidemic», American Journal of Diseases of Children 105, no. 6 (1963): 663–673. См. также: M. Boris, H. R. Shinefield, J. C. Ribble, H. F. Eichenwald, G. H. Hauser, and C. T. Caraway, «IV. The Louisiana Epidemic», American Journal of Diseases of Children 105, no. 6 (1963): 674–682.

301

H. F. Eichenwald, H. R. Shinefield, M. Boris, and J. C. Ribble, «`Bacterial Interference` and Staphylococcic Colonization in Infants and Adults», Annals of the New York Academy of Sciences 128, no. 1 (1965): 365–380.

302

D. Janek, A. Zipperer, A. Kulik, B. Krismer, and A. Peschel, «High Frequency and Diversity of Antimicrobial Activities Produced by Nasal Staphylococcus Strains against Bacterial Competitors», PLoS Pathogens 12, no. 8 (2016): e1005812.

303

Пол Планета думает, что дело обстоит именно таким образом.

304

C. S. Elton, The Ecology of Invasions by Animals and Plants (London: Methuen & Co, 1958).

305

Источник цитаты — J. D. van Elsas, M. Chiurazzi, C. A. Mallon, D. Elhottovā, V. Krištůfek, and J. F. Salles, «Microbial Diversity Determines the Invasion of Soil by a Bacterial Pathogen», Proceedings of the National Academy of Sciences 109, no. 4 (2012): 1159–1164. Общий обзор вопроса представлен в статье: J. M. Levine, P. M. Adler, and S. G. Yelenik, «A Meta-Analysis of Biotic Resistance to Exotic Plant Invasions», Ecology Letters 7, no. 10 (2004): 975–989.

306

J. M. H. Knops, D. Tilman, N. M. Haddad, S. Naeem, C. E. Mitchell, J. Haarstad, M. E. Ritchie, et al., «Effects of Plant Species Richness on Invasion Dynamics, Disease Outbreaks, and Insect Abundances and Diversity», Ecology Letters 2 (1999): 286–293.

307

J. D. van Elsas, M. Chiurazzi, C. A. Mallon, D. Elhottovā, V. Krištůfek, and J. F. Salles, «Microbial Diversity Determines the Invasion of Soil by a Bacterial Pathogen», Proceedings of the National Academy of Sciences 109, no. 4 (2012): 1159–1164.

308

На результат, полученный ван Элсасом и его соавтором не повлиял выбор модельного вида — кишечной палочки. К схожему выводу пришли ученые, изучавшие процесс проникновения бактерии Pseudomonas aeruginosa в почвенную ризосферу [Ризосфера — это тонкий почвенный слой, образующийся вокруг корневой системы. Обычно содержит большое количество микроорганизмов. — Прим. науч. ред.] пшеницы. См.: A. Matos, L. Kerkhof, and J. L. Garland, «Effects of Microbial Community Diversity on the Survival of Pseudomonas aeruginosa in the Wheat Rhizosphere», Microbial Ecology 49 (2005): 257–264.

309

Оглядываясь назад и оценивая решения, принятые обществом в прошлом, мы часто задаемся вопросом: неужели никто не забил тревогу в тот момент, когда был сделан неправильный выбор? Обычно мы думаем, что десять, сто или тысячу лет назад наши предшественники просто не обладали достаточным знанием, чтобы принять нужное решение. Но в этом конкретном случае все было хорошо известно. Еще в 1965 г. Шайнфилд и Айхенвальд вполне ясно обрисовали негативные последствия чрезмерного употребления антибиотиков. См.: Shinefield et al., «V. An Analysis and Interpretation», 683–688.

310

Флеминг говорил: «Cуществует опасность, что несведущий человек примет недостаточно большую дозу антибиотика, и тем самым у микробов, после воздействия сублетальной концентрации, выработается устойчивость к лекарству. Вот гипотетический пример. У мистера Х. болит горло. Он покупает немного пенициллина и принимает небольшую дозу, недостаточную, чтобы убить стрептококки, но достаточную, чтобы научить их сопротивляться антибиотику. Затем он заражает свою жену. Миссис Х заболевает пневмонией и лечится пенициллином. Поскольку стрептококки теперь устойчивы к пенициллину, лечение не удается. Миссис Х умирает. Кто виновен в смерти миссис Х? Ее супруг, чье небрежное использование пенициллина изменило природу микроба».

311

M. Baym, T. D. Lieberman, E. D. Kelsic, R. Chait, R. Gross, I. Yelin, and R. Kishony, «Spatiotemporal Microbial Evolution on Antibiotic Landscapes», Science 353, no. 6304 (2016): 1147–1151.

312

F. D. Lowy, «Antimicrobial Resistance: The Example of Staphylococcus aureus», Journal of Clinical Investigation 111, no. 9 (2003): 1265.

313

E. Klein, D. L. Smith, and R. Laxminarayan, «Hospitalizations and Deaths Caused by Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus, United States, 1999–2005», Emerging Infectious Diseases 13, no. 12 (2007): 1840.

314

До сих пор непонятно, почему применение антибиотиков увеличивает темпы роста у коров и свиней.

315

S. S. Huang, E. Septimus, K. Kleinman, J. Moody, J. Hickok, T. R. Avery, J. Lankiewicz, et al., «Targeted versus Universal Decolonization to Prevent ICU Infection», New England Journal of Medicine 368, no. 24 (2013): 2255–2265.

316

R. Laxminarayan, P. Matsoso, S. Pant, C. Brower, J.-A. Røttingen, K. Klugman, and S. Davies, «Access to Effective Antimicrobials: A Worldwide Challenge», Lancet 387, no. 10014 (2016): 168–175. Подробнее о политике принятия решений в этой сфере можно прочитать в статье: P. S. Jorgensen, D. Wernli, S. P. Carroll, R. R. Dunn, S. Harbarth, S. A. Levin, A. D. So, M. Schluter, and R. Laxminarayan, «Use Antimicrobials Wisely», Nature 537, no. 7619 (2016); K. Lewis, «Platforms for Antibiotic Discovery», Nature Reviews Drug Discovery 12 (2013): 371–387.

317

D. E. Beasley, A. M. Koltz, J. E. Lambert, N. Fierer, and R. R. Dunn, «The Evolution of Stomach Acidity and Its Relevance to the Human Microbiome», PloS One 10, no. 7 (2015): e0134116.

318

G. Campbell-Platt, Fermented Foods of the World. A Dictionary and Guide (Oxford: Butterworth Heinemann, 1987).

319

Кимчи имеет гораздо больше разновидностей, чем большинство других ферментированных продуктов. При этом каждая из них не только содержит десятки и тысячи видов микробов (которые различаются в кимчи, приготовленных разными людьми), но и отличается по составу от всех других разновидностей. См.: E. J. Park, J. Chun, C. J. Cha, W. S. Park, C. O. Jeon, and J. W. Jin-Woo Bae, «Bacterial Community Analysis During Fermentation of Ten Representative Kinds of Kimchi with Barcoded Pyrosequencing», Food Microbiology 30, no. 1 (2012): 197–204. В дополнение к Staphylococcus и Lactobacillus, обычным видам бактерий, в кимчи входят род Leuconostoc и его близкий родственник Weisella (мы нашли, что оба этих рода массово встречаются в холодильниках), род Enterobacter (фекальный микроб) и Pseudomonas.

320

Этими бактериями были Bacillus subtillus, тот самый вид, который заставляет наши ноги неприятно пахнуть и который был найден в больших количествах на МКС. Подробнее о ферментированных блюдах корейской кухни см.: J. K. Patra, G. Das, S. Paramithiotis, and H. S. Shin, «Kimchi and Other Widely Consumed Traditional Fermented Foods of Korea: A Review», Frontiers in Microbiology 7 (2016).

321

Я настоятельно рекомендую вам посмотреть документальный фильм Cheese Mites («Сырные клещи»), снятый в 1903 г. (продюсер Чарльз Урбан, режиссер Ф. Мартин Данкен), фильм, в котором во всей красе предстает животное, помогающее сделать из одного пищевого продукта другой. См.: www.youtube.com/watch?v=wR2DystgByQ

322

L. Manunza, «Casu Marzu: A Gastronomic Genealogy», in Edible Insects in Sustainable Food Systems (Cham, Switzerland: Springer International, 2018).

323

В книге E. Wood, World Sourdoughs from Antiquity (Berkeley, CA: Ten Speed Press, 1996) рассказывается ранняя история хлеба, а также история попыток воспроизвести древние технологии хлебопечения.

324

Такой хлеб был не только частью рациона, но, как и пиво, единицей обмена, служа в качестве денег. Хлебопечение позволяло превратить зерно, с которым трудно оперировать, в продукт, удобный для хранения, обмена, продажи и потребления. См.: D. Samuel, «Bread Making and Social Interactions at the Amarna Workmen's Village, Egypt», World Archaeology 31, no. 1 (1999): 121–144.

325

Этот вопрос никогда не изучался как следует. Никому не приходило в голову исследовать древнюю ДНК в одном из мумифицированных хлебов, которые во множестве находят в древнеегипетских захоронениях. Хотя раскопки древних могил уже рассказали нам очень многое о повседневной жизни в те времена, они могут дать нам куда больше информации (хотя я не уверен, что древние египтяне именно так представляли себе свое посмертное существование).

326

Детали этой процедуры могут меняться. Некоторые применяют только дистиллированную воду, другие только дождевую. Разные пекари используют разные виды муки и хранят свою закваску при различных температурах. Некоторые добавляют в нее богатые микробами компоненты (включая фрукты).

327

L. De Vuyst, H. Harth, S. Van Kerrebroeck, and F. Leroy, «Yeast Diversity of Sourdoughs and Associated Metabolic Properties and Functionalities», International Journal of Food Microbiology 239 (2016): 26–34.

328

Одно из исследований, проведенных в пекарнях, показало, что, даже если в муке присутствовали бактерии из рода Enterobacter (потенциально патогенный фекальный микроб), они никогда не могли обосноваться в закваске. По-видимому, они уничтожались самими заквасочными бактериями и выделяемой ими кислотой. В этой же работе было установлено, что высокое разнообразие бактерий наблюдается в муке, посуде, где замешивается тесто, и даже в емкостях для хранения хлеба, но не в закваске, где формируется устойчивый «бактериальный сад», включащий очень небольшое число видов.

329

Когда были изобретены холодильники и морозильные камеры, они стали новым, альтернативным способом сохранения пищи, хотя и менее эффективным в сравнении с ферментацией. В пище, которую вы покупаете, полно микробов, даже если она продается в вакуумной упаковке. Положив ее в холодильник, вы просто-напросто замедляете обмен веществ и размножение содержащихся в ней бактерий. Надпись на упаковке «Употребить до…» означает всего лишь продолжительность времени, которое понадобится микробам, чтобы даже при низких температурах размножиться настолько, чтобы полностью овладеть данным продуктом. Такие надписи следует читать примерно так: «Продукт не будет полностью покрыт бактериями до четвертого января», хотя какой срок на это реально потребуется, зависит от того, какие виды микробов попадут в этот продукт из вашей кухни, с ваших рук или с выдыхаемым воздухом при открывании упаковки. Другими словами, надпись «Употребить до четвертого января» — это не абсолютная истина, а всего лишь полезное правило, которому стóит следовать в целях самосохранения.

330

Иногда такой хлеб приобретает кислый вкус из-за попадания туда одного штамма Lactobacillus reuteri, происходящего из фекалий грызунов. Если вы мне не верите, почитайте вот эту статью: M. S. W. Su, P. L. Oh, J. Walter, and M. G. Gänzle, «Intestinal Origin of Sourdough Lactobacillus reuteri Isolates as Revealed by Phylogenetic, Genetic, and Physiological Analysis», Applied and Environmental Microbiology 78, no. 18 (2012): 6777–6780.

331

При этом Saccharomyces cerevisiae, по-видимому, редко входит в состав микробного сообщества закваски, хотя, возможно, наши данные на этот счет неполны. Похоже, что, когда упакованные пекарские дрожжи используются в пекарне, они легко попадают в микробный состав этого помещения, оседая на миксерах, попадая в муку и емкости для хранения и т. п. После этого гриб легко «загрязняет» новые закваски. Это не мешает закваске выполнять свою работу, но делает ее сообщество менее разнообразным. Так и происходит гомогенизация микробных сообществ, чему способствуют промышленное производство хлеба и использование Saccharomyces. См.: F. Minervini, A. Lattanzi, M. De Angelis, G. Celano, and M. Gobbetti, «House Microbiotas as Sources of Lactic Acid Bacteria and Yeasts in Traditional Italian Sourdoughs», Food Microbiology 52 (2015): 66–76.

332

Почему порозовел Герман, совершенно непонятно. Скорее всего, землетрясение тут совершенно ни при чем.

333

Мы не хотели, чтобы они подкармливали закваску до взятия проб. Делая это на кухне, они ненамеренно занесли бы в нее обитающих в ней микробов. Полностью избежать этого невозможно, но, беря пробы микробов до начала подкормки, мы могли максимально исключить влияние этого фактора и получить представление о микробном сообществе, живущем на теле конкретного пекаря или в его доме.

334

Мы старались, чтобы действия пекарей были как можно более единообразными, и следили, чтобы они не добавляли в хлеб никаких посторонних ингредиентов. Пекари постоянно пытались внести в тесто какие-нибудь добавки, чудесным образом возникавшие из их карманов и халатов: «А если добавить чуть-чуть чесночку? Ну совсем немножко? А как насчет кунжута?»

335

D. A. Jensen, D. R. Macinga, D. J. Shumaker, R. Bellino, J. W. Arbogast, and D. W. Schaffner, «Quantifying the Effects of Water Temperature, Soap Volume, Lather Time, and Antimicrobial Soap as Variables in the Removal of Escherichia coli ATCC 11229 from Hands», Journal of Food Protection 80, no. 6 (2017): 1022–1031.

336

A. A. Ross, K. Muller, J. S. Weese, and J. Neufeld, «Comprehensive Skin Microbiome Analysis Reveals the Uniqueness of Human-Associated Microbial Communities among the Class Mammalia», bioRxiv (2017): 201434 21. N. Fierer, M. Hamady, C. L. Lauber, and R. Knight, «The Influence of Sex, Handedness, and Washing on the Diversity of Hand Surface Bacteria», Proceedings of the National Academy of Sciences 105, no. 46 (2008): 17994–17999.

337

N. Fierer, M. Hamady, C. L. Lauber, and R. Knight, «The Influence of Sex, Handedness, and Washing on the Diversity of Hand Surface Bacteria», Proceedings of the National Academy of Sciences 105, no. 46 (2008): 17994–17999.

338

N. Fierer, M. Hamady, C. L. Lauber, and R. Knight, «The Influence of Sex, Handedness, and Washing on the Diversity of Hand Surface Bacteria», Proceedings of the National Academy of Sciences 105, no. 46 (2008): 17994–17999.

Content

Роб Данн
НЕ ОДИН ДОМА
Естественная история нашего жилища от бактерий до многоножек, тараканов и пауков

Пролог. Homo domashnius

Глава 1. Изумление

Глава 2. Гейзеры в вашем подвале

Глава 3. Вглядываясь во тьму

Глава 4. Отсутствие как болезнь

Глава 5. Купаясь в ручье жизни

Глава 6. Изобилие как проблема

Глава 7. Дальнозоркий эколог

Глава 8. Какая польза от пещерного кузнечика?

Глава 9. Проблема с тараканами в нас самих

Глава 10. Смотрите, кого принесла ваша кошка

Глава 11. Как возделать бактериальный «сад»

Глава 12. Вкус биоразнообразия

Благодарности

Примечания редакции

Примечания