Не один дома. Естественная история нашего жилища от бактерий до многоножек, тараканов и пауков

Роб Данн, 2018

Учитывая, сколько времени современный человек проводит в четырех стенах или в транспорте, американский биолог Роб Данн утверждает, что мы непростительно мало знаем о наших ближайших соседях и их влиянии на наше благополучие. Чтобы исправить это упущение, Роб Данн возглавил работу научного коллектива по «инвентаризации» форм жизни в наших домах и поблизости от них. Как оказалось, это многие сотни тысяч видов. Это и позвоночные, и растения, и членистоногие, и грибы, и бактерии. Какие виды для нас опасны, а какие необходимы? Автор книги ратует за биоразнообразие и доказывает его необходимость не только в дикой природе, но и в нашем жилище. Как исчезновение одного вида бабочки в какой-то местности может стать причиной роста аллергических заболеваний? Почему финские карелы, в отличие от российских, чаще страдают аллергическими заболеваниями? Как избавиться от черной плесени? Почему борьба с тараканами нередко лишь закаляет их и делает еще более жизнестойкими? Как бактерии на руках пекаря влияют на вкус хлеба и в чем польза ферментированных продуктов? Кто живет в душевой насадке и надо ли срочно менять ее? Открытия, сделанные Данном, стали для него откровением. У читателя они впереди.

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^[37]. 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^[38] 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^[39]. 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^[40]. 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!»^[41] 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^[42], 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^[43]. Вскорости мы начали даже привлекать совсем юных учеников к нашим поискам муравьев в городских дворах, и не только в Роли^[44]. 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^[45].

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

Конец ознакомительного фрагмента.

Примечания

37

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.

38

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.

39

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).

40

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.

41

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.

42

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.

43

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.

44

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.

45

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.