Слизь представляет собой не только биологический материал, но и идею, которая вызывает отторжение и желание отстраниться. Это делает ее популярным символом чего-то отвратительного в современной культуре, будь то литература, комиксы или кино. Особенно в последние десятилетия стало заметно, что самые разные монстры всегда оставляют скользкий след из слизи. Слизь в таком случае имеет развлекательный эффект, а также, провоцируя отвращение, вызывает забавный трепет. Эта фундаментальная эмоция прежде всего должна нас защищать от возбудителей заболеваний, однако ее действие распространяется не только на возможное заражение микробами. Отвращение, вызванное нарушением социальных границ, может привести к дискриминации. В наихудшем случае с подобным предубеждением сталкиваются отдельные личности и даже целые социальные группы. Согласно долгой и неблагородной традиции, женщины часто подвергаются ущемлению как более «слизистый» пол.

Рисунок 3. Американский писатель Г. Ф. Лавкрафт считается основателем жанра ужасов в литературе, 1915 (1). Постер к фильму «Капля», 1958 (2). Летающий объект, изображение. Основано на романе Станислава Лема «Солярис» (3). Сцена из серии американских комиксов «Удивительные истории» (4)

В опустевшем коридоре одного нью-йоркского отеля происходит достаточно неприятная встреча, когда Питера Венкмана, новоиспеченного охотника за привидениями, сбивает с ног «Туман класса 5» и покрывает зеленая слизь. Это сражение со слизью из фантастической комедии «Охотники за привидениями» 1984 года до сих пор считается культовым. Фильм появился, правда, в то время, когда любая кинокартина с намеком на ужас буквально тонула в слизи. Во всех кинотеатрах тогда буквально был огромный поток слизи, который топил зрителей, испытывавших восторг и отвращение одновременно. Американский журналист Дэниел Энгбер описал это цунами из слизи как художественное выражение нестабильной эпохи, в которой выживание человечества стояло под угрозой радиоактивного заражения.

Эти страхи нашли отражение в современной культуре: иногда, с точки зрения Энгбера, в качестве неоновой флуоресцентной слизи. Возможно, жижа из «Охотников за привидениями» была настолько неопределенной, что с ней можно было ассоциировать самые разные эмоции, от страха перед радиацией до современного отвращения к слизи. Встреча Питера Венкмана с «Туманом класса 5», однако, имеет не только историческое значение. Она неумолимо вызывает отторжение. Удивительно, что веществу, всегда присутствовавшему в природе и во всех живых существах, уделяется так мало внимания вне мира фантастики.

Тем не менее есть одно положительное исключение. В производстве игрушек как раз ценятся товары, содержащие слизь или другие тошнотворные компоненты. Взрослым такие вещи кажутся сущим безобразием, а для детей они, напротив, являются источником удовольствия. В сознании детей это как раз то, что отделяет их от скучного мира взрослых. Привлекательно то, что запрещено и табуировано, привлекательна черта дозволенного, которую можно пересечь, и, таким образом, привлекательна слизь, которую можно физически потрогать и даже взять обеими руками. В последние годы стало очевидно, что целые поколения детей, от первоклассников до подростков, сходят с ума по мерцающей, блестящей, а иногда и попросту ядовито окрашенной слизи самого разного рода. Казалось бы, сейчас более популярны ведьминские зелья, однако радиоактивная слизь из голливудских фильмов тоже пока что не сдает позиции. Иными словами, без слизи и слюней современных монстров теперь не найти. Кажется, это стало негласным правилом в жанре ужасов: слизь хорошо продается!

Зомби изначально имеют свойство просачиваться, тогда как мутанты, инопланетяне и другие чудовища либо состоят из слизи, либо оставляют слизистый след, чтобы вызывать у зрителей отвращение. Вольно цитируя Джейн Остин, общеизвестным фактом является то, что монстр в главной роли непременно нуждается в каплях слизи. Аналогичным образом обстоят дела и в литературе, что искренне признает автор множества книг в жанре ужасов Стивен Кинг. «Рвотный рефлекс отвращения» после страха и ужаса – это последнее рабочее средство в щекочущем нервы жанре ужасов, которое он применяет на своих читателях. «Если я не могу вселить в читателя страх, я попробую вселить ужас, а если и это не получится, я попробую вызвать у него отвращение. Я не гордый».

Разумеется, эпоха отвращения началась не со Стивена Кинга. Это произошло задолго до того, как он взялся за перо, а движущаяся слизь вылилась на наши экраны. Американский писатель Г. Ф. Лавкрафт в свое время стал первым, кто в своих произведениях искусно описывал слизь. При жизни он не был успешен и печатался в дешевых журналах. Это стало неким правилом: слизь ассоциируется с литературой якобы низшего класса, но также и с детской литературой, комиксами и многими проявлениями современной культуры, что отчасти является заслугой Лавкрафта. Наряду с Эдгаром Алланом По, Лавкрафт считается одним из основателей фантастической литературы в жанре ужасов. Стивен Кинг также отмечал, что вдохновлялся «загадочным принцем ужасов XX века» и его трудами, порожденными чрезвычайно мрачной фантазией.

В произведении «Хребты безумия» можно встретить аморфных шогготов, которые состоят из иссиня-черной слизи и имеют такие же слизистые конечности: «бесформенная амебовидная протоплазменная масса, источающая слабый свет и обладающая несметным количеством глаз, меняющих форму, похожих на зеленые гнойные пузыри. Глаза эти перемещались по лбу и затылку, по мере того как шогготы надвигались на нас». Сюжетные линии о шогготах и других существах в рассказах Лавкрафта переплетались. Произведения посвящены Ктулху, готическому существу с крыльями и щупальцами, которое обитает в одноименной вымышленной литературной вселенной «Мифы Ктулху» и по сей день вдохновляет других авторов.

Данное произведение – это прекрасный образец жанра «космических ужасов», в рамках которого авторы подселяют к нам неизвестных древних божеств, пытающихся завоевать господство над Землей. Сам Ктулху спит в своем логове – в «зеленом слизистом склепе» в подводном «городе трупов» Р’льехе – и ждет, когда звезды укажут, что он может вернуться. В рассказе «Зов Ктулху» Лавкрафт описывает, как проплывающее мимо судно нарушает сон столь могущественного существа: «И когда все прислушались, перед ними, перегородив весь проход и источая слизь, появилось Оно и стало протискивать Свою зеленую желеобразную безмерность через черный проем в отравленную атмосферу этого города безумия».

Человеческое существование находится под угрозой прежде всего из-за нашей невежественности. Мы позволяем злу поселиться и процветать среди нас. Эту проверенную сюжетную линию в различных формулировках Лавкрафт использует снова и снова. Без его трудов были бы немыслимы многие другие классики жанра ужасов, и влияние Лавкрафта особенно заметно в кинематографе, когда нашу планету снова и снова захватывают инопланетные чудовища, которых порождает наше подсознание. Так воплощаются наши страхи. И главный из них – слизь.

Приключения охотников за привидениями вызваны возвращением шумерского бога Гозера на Землю. Он находит временное пристанище в теле Сигурни Уивер, которой затем было суждено столкнуться с еще более слизистыми существами в культовой сцене фильма «Чужой». Первый раз слизь хлынула на экраны с выходом фильма «Капля», рассказавшем о темно-красном космическом существе, которое попало на Землю в результате катастрофы в 1958 году. Капля начала охоту на молодого Стива МакКуина и других обитателей Земли. «Беги – не останавливайся…» – призывал трейлер к фильму. Под «красной угрозой» подразумевался, вероятно, коммунизм. Охотники за привидениями сражались со слизью, состоявшей из ядерных отходов. В свою очередь, современные смертельные слизи, по задумке американского писателя Джеффа Вандермеера, появились из биолабораторий или были порождены самой матерью-природой из-за сбоя в процессе мутации. Слизь соответствует времени, представляя собой условную Каплю в зависимости от страхов конкретного поколения.

Столь же вечным является и другой грандиозный научно-фантастический роман, для которого не нашлось однозначного толкования. В философском романе Станислава Лема «Солярис» человек заражает планету-океан, состоящую из геля. Этот океан сам создает уходящие на километры ввысь небывалые красоты. Десятилетиями терпят крах попытки установить реальный контакт с этим загадочным разумом. Ученым не удается разгадать тайны поведения океана. Тем не менее вымышленная Лемом научная миссия принесла реальные результаты, хоть и плачевные. Говоря о научных исследованиях в космосе, известный астрофизик и писатель Карл Саган отмечал, что «поиски внеземного разума по сути являются поисками нас самих». Человек мал и беспомощен в своем противостоянии с непобедимым спокойствием океана на Солярисе. Возможно, Лем хотел указать нам на границы наших возможностей?

Об этом же идет речь в повести Г. Ф. Лавкрафта «Тень над Инсмутом», в котором эпизодически появляются протоплазматические шогготы. Они служат амфибиям, людям-рыбам, которые обитают в морской пучине у дьявольского рифа недалеко от маленького, забытого богом городка в Новой Англии. Эти существа передают жителям опасное заболевание. Избежать проклятия невозможно, в чем наконец вынужденно убеждается герой этой кошмарной истории. Скорее всего, это литературное выражение реальных страхов самого автора. Говард Филлипс Лавкрафт родился в 1890 году в городе Провиденс, Род-Айленд. Его детство и юношество были омрачены долгой болезнью и ранней смертью отца, которого поместили в приют для умалишенных, где он и умер, вероятно, от последствий запущенного сифилиса.

В повести жены заражались опасным вирусом от своих мужей, а также могли передавать его своим нерожденным детям. Возможно, мать Лавкрафта, Сара Сьюзан, тоже пыталась найти в своем сыне следы прогрессировавшей болезни мужа? Нам известно лишь то, что она относилась к нему противоречиво, чередуя всепоглощающую, даже чрезмерную материнскую любовь и отношение к нему как к «гротескному» и уродливому отпрыску, как она описывала его другим людям. К примеру, в детстве она советовала ему все время оставаться дома, чтобы не пугать соседей. Неудивительно, что Лавкрафт вырос одиноким, странным и необщительным. Если он и переборол конфликтные отношения с матерью, то только после ее смерти. Сара Сьюзан, как и ее муж, умерла в больнице Бутлера в Провиденсе, хотя до сих пор непонятно, была ли она так же заражена сифилисом или нет.

Ее сын в любом случае рано нашел свою мирную обитель в книгах, среди которых были классические произведения – ужасы Эдгара Аллана По, а также статьи по астрономии, которые вселили в Лавкрафта уверенность, что Вселенная – это источник появления всемогущих монстров. Их слизистый вид, возможно, был связан с возрастающей ролью эволюционной биологии, набиравшей популярность среди общественности. Особенно сильное влияние имел ведущий дарвинист того периода – Эрнст Геккель. Он известен своим филигранным графическим изображением медуз, актиний, червей и подобных им существ. Он создавал иллюстрации в таких тонких деталях, что его зачастую идеализированные изображения послужили определенным вдохновением для современного искусства. Однако это не все. «Геккель создал колоссальное в научном и философском смысле творение, к которому стремились его соратники, – говорится в одной из книг об этом выдающемся биологе-эволюционисте и талантливом художнике. И далее: – Исходя из размышлений Дарвина и собственных биологических исследований, он довел свои знания о развитии жизни до совершенства, что признано во всем мире».

Несмотря на достижения Геккеля, не стоит забывать о том, что часть его работ посвящена селекции, на основе которой он призывал к умерщвлению тяжелобольных. Не совсем понятно, было ли это неутешительным результатом мыслительного эксперимента, или он писал с полным убеждением. В конце концов, сейчас это не так уж важно. Тем не менее его работа, наряду с несколькими другими, стала теоретической основой для евгеники XX века. Лавкрафт оказался верным последователем Геккеля, считал себя благородным потомком новой английской аристократии, родившимся в неправильное время. Лавкрафт отрицал все современное, в связи с чем и наступавшее «американское столетие», и Первая мировая война были не более чем фоновым шумом в его произведениях, которым он нарочно придавал определенный старомодный эффект своим особым стилем письма.

Тем не менее эксцентричное ретроградство Лавкрафта имело и более темную сторону. Часто цитируется его письмо, датированное 1928 годом, в котором он описывает обитателей бедных кварталов Нью-Йорка. Эти строки пропитаны отвращением:

Очевидно, что расисту и антисемиту Лавкрафту глубоко противна идея смешения национальностей. В его произведениях странные существа, например Ктулху, пытаются обрести господство над людьми или, что еще хуже, незаметно с ними смешаться. Для Лавкрафта чужое не имеет права ни ассимилироваться, ни, тем более, победить.

Не только у него, но и у других авторов жанра ужасов смертельной слизи противопоставляются благородные персонажи, чаще всего ученые. Их безграничная научная пытливость раскрывает темные тайны природы и пробуждает ужасы, которым было бы лучше оставаться неизвестными. Именно так полярные исследователи в вечных льдах Антарктики сталкиваются с «нечто из иного мира», пребывающим в зимней спячке в своем космическом корабле. После его пробуждения становится очевидно, что это инопланетное существо, покрытое слизью, как и шогготы, может менять свой облик и обманом превращаться в самих ученых. Таким образом, ученые впредь должны сражаться с монстром, который под дружеской маской слоняется среди них.

Здесь можно увидеть параллель с другим рассказом Лавкрафта – «Зовом Ктулху». В нем лишь один норвежский офицер Густав Йохансен выживает после столкновения с древним богом. Сета Брандла в «Мухе» также губит его научная любознательность: ученый в результате неудачного эксперимента превращается в гротескное существо – получеловека-полунасекомое. Как и жители Инсмута, он проходит путь от личиночной стадии человека до перерождения в монстра. «Муха», однако, представляет собой «одну из самых “слизистых” романтических историй», – пишет исследователь медиа Ребекка Белл-Метеро в своем эссе о слизи, сексуальности и гротеске. Это заслуга подруги Брандла, которая, несмотря на всю отвратительность его превращения, остается с ним. Несмотря на успех «Мухи», популярность слизи в кинематографе к концу тысячелетия постепенно сошла на нет. Казалось, что поток слизи, так резко и бурно хлынувшей на экраны, прекратился так же внезапно, как и начался.

«Конец тысячелетия ознаменовал конец определенного цикла», – пишет Белл-Метеро в 2004 году.

С точки зрения сегодняшнего дня прогноз Белл-Метеро, сделанный в 2004 году, оказался совершенно правильным. «Чужой» так никогда и не ушел с экранов, планируются новые экранизации «Капли» и «Мухи», в то время как теперь уже женскому составу фильма «Охотники за привидениями» предстоит вновь сразиться с «Туманом класса 5».

Таким образом, слизь снова в моде, в связи с чем опять возникает вопрос, что же она в целом символизирует? Зачастую она представляет собой размытую линию, разделяющую нас и чужих, роль, которую она берет на себя и в реальности тоже. Это объясняется тем, что люди – биологические существа с аморфной натурой, и мы не можем долго сохранять ни нашу внешнюю телесную оболочку, ни внутреннюю культуру. «Цивилизация, контроль и безопасность – это лишь верхушка айсберга, – говорит писательница Никки Джеррард и добавляет: – Во всех нас, зачастую в уголках нашего разума, живет неприятное осознание того, насколько мала наша власть над нами самими, над нашей душой и телом».

Наши границы неточны даже без паразитирующих, жаждущих власти инопланетян. Эти границы обозначены именно слизью. Это вещество, символизирующее переход от здоровья к заболеванию. Это граница между мной и тобой в сексе, позволяющая, кроме того, осуществить более слаженный половой контакт. Наконец, слизь символизирует последний переход от жизни к свойственному смерти ослизнению, когда тело в процессе разложения теряет всякую форму. Тем не менее, несмотря на внешние сходства, слизь слизи рознь. Слизи, присущие живым существам, характеризуются крайней сложностью и многогранностью, в то время как слизь, свойственная разложению, представляет собой лишь отход, побочный продукт, не имеющий упорядоченной структуры.

Слизь, впрочем, может означать не только слабость тела, но и слабость духа. Это проявляется в разрыве между тем Я, которым мы являемся, и тем Я, которым мы хотим быть. Конфликт между двумя Я обусловлен нашей примитивной, животной природой, которая крайне тесно связана с нашими благородными помыслами. В повести Роберта Льюиса Стивенсона «Странная история доктора Джекила и мистера Хайда» (1886) с этим сталкивается доктор Джекил. Поддавшись научному порыву, он пытается отделить хорошее от плохого в своей душе. Вместо этого он невольно способствует появлению смертоносного существа – мистера Хайда. Мистер Хайд появляется «со дна слизистой ямы» и впервые принимает видимый облик. Монстр существовал всегда, однако был пленен в теле доброго доктора Джекила.

Слизь как выражение собственной слабости и подавленных воспоминаний занимала также философа Жан-Поля Сартра, который в своей книге «Бытие и ничто» уделяет некоторое внимание «вязкому». Именно текучий, вязкий, липкий материал, то есть слизь, должно быть, поспособствовал экзистенциальным страхам Сартра. Слизь как «агония воды»? Слизь как «дегенеративная жидкость»? Слизь как «сосущая кровь пиявка»? Если бы Сартр был женщиной, у него бы тут же диагностировали истерию, например, из-за подобных формулировок: «слизь похожа на воду ровно в той же степени, в которой полет курицы похож на полет ястреба». Сартр на этом не останавливается, превращает слизь в определенное женское свойство и характеризует его как «сладкую женскую месть».

Можно ли это считать хладнокровным взглядом философа на явления, происходящие в мире? «Эти примеры иллюстрируют идею особенностей, отличительных черт, которыми обладают, например, вязкость и слизистость», – пишет мне Сара Бейквелл в качестве объяснения этого феномена в одном из своих электронных писем. Или, быть может, отвращение сидит в нас так глубоко, что мешает смотреть на эту тему объективно? Когда философ боится затеряться в слизи, имеет ли он в виду себя и своего собственного мистера Хайда? В книге «Бытие и ничто» Сартр делает набросок прогрессивного мировоззрения, «засасываемого течением прошлого». Это вторжение тысячи паразитов. И снова нападает Капля.

Слизь делает монстра монстром? Выдающийся чешский писатель Карел Чапек родился в 1890 году, как и Г. Ф. Лавкрафт, которого он своими глубоко посаженными глазами на серьезном лице и гладко причесанными волосами отдаленно напоминает. Оба писателя в 1936 году опубликовали важные произведения с поразительными сходствами. Если в Инсмуте Лавкрафта монстры-амфибии обитают у дьявольского рифа где-то возле берегов Новой Англии, то в «Войне с саламандрами» Чапека они населяют дьявольскую бухту Суматры. Выбранный Чапеком вид слизистых монстров анатомически совпадает с вымершим видом исполинских саламандр Andrias scheuchzeri.

В XVIII веке ископаемые останки этих саламандр считались костями людей невысокого роста и жертв библейского потопа. В романе животные ведут войну против человечества и стремятся к мировому господству. Так по-лавкрафтовски!

В отличие от монстров Лавкрафта, монстры Чапека по природе миролюбивы – до тех пор, пока люди не начинают их эксплуатировать и порабощать. «Здесь их можно варить или тушить, по вкусу они получаются как говядина скверного качества. Мы приготовили и съели саламандру, которой до этого дали имя Ганс, – говорит один из ученых в книге. – Это было воспитанное, умное животное, особенно полезное для научных экспериментов. Порой мы целыми вечерами болтали с ним и удивлялись его ненасытной любознательности. К сожалению, нам пришлось заколоть Ганса после того, как он ослеп в результате одного из моих трепанационных экспериментов». Кто здесь кого уничтожает? Кто здесь монстр? Два писателя родились в одно время и стали свидетелями по меньшей мере одной мировой войны. В отличие от Лавкрафта в далекой Америке, Чапек не мог проигнорировать террор и вновь начинающуюся катастрофу в Европе. В своих произведениях он предупреждал о фашизме, в связи с чем в гестапо его считали одним из опаснейших людей в стране. К моменту смерти Чапека от воспаления легких в 1938 году на его имя уже был выписан ордер на арест.

Рисунок 4. Чешский писатель Карел Чапек (фотография 1936 года) считался в гестапо врагом народа номер два. Известность ему принес опубликованный в 1936 году роман «Война с саламандрами» (1). Иллюстрации Ганса Тиха, издание ГДР 1989 года (2)

Рисунок 5. Американская писательница Патриция Хайсмит (2) любила улиток (1). Французский философ Жан-Поль Сартр (3), напротив, ненавидел слизь. В романе Роберта Льюиса Стивенсона «Странная история доктора Джекила и мистера Хайда», 1886 (4), добро и зло борются в человеке, как показано на театральном плакате

Большая любовь Патриции Хайсмит к улиткам началась, когда она, будучи юной девушкой, на рыбном рынке Нью-Йорка нашла двух «странно обнявшихся» коричневых улиток и забрала их домой. Настолько сильно она была очарована парными ритуалами у животных, что сразу же придумала двух персонажей. В книге Хайсмит «Глубокие воды» есть некий Вик Ван Аллен, замечающий у животных те интимные проявления, которые отсутствуют в его собственном несчастливом браке. Также в книге присутствует Кнопперт, исследователь улиток, который вынужден заплатить высокую цену за свое увлечение зоологией. Столь же печальный конец ждет ученого, который в другой истории из тщеславных побуждений отправляется на остров, населенный гигантскими плотоядными улитками. Сама Хайсмит никаких слизистых существ не боялась: держала сотни улиток в качестве домашних животных и, если верить слухам, однажды даже принесла улиток на одну лондонскую коктейльную вечеринку.

Во время переезда во Францию Хайсмит не могла законно перевезти животных, поэтому она решилась на следующую аферу. Хайсмит совершила несколько поездок, в каждую из которых перевозила горсть улиток в бюстгальтере. Это – пример впечатляющей заботы со стороны писательницы, которая любила все гротескное и жуткое и вдохновлялась такими авторами, как Эдгар Аллан По.

Следующим, кто внес вклад в развитие темы слизи в литературе, стал Жан-Поль Сартр, который с содроганием относился к домашним животным Хайсмит и придуманной ею схеме их транспортировки. В книге «Бытие и ничто» он сравнил слизь с обвисшей грудью женщины, лежащей на спине. Образ Хайсмит с улитками, спрятанными под грудью, был для него, вероятно, сущим адом.

Слизь, отвращение и животные инстинкты: как пишет философ Марта Нуссбаум в своей книге «Королевство страха», животные порывы постоянно занимают наше внимание, и мы все время имеем дело со своими и чужими выделениями. Марта считала, что было бы заблуждением думать, что мы стоим выше животных по своему развитию. Тем не менее желание отделиться от животных продолжает существовать и приводит к катастрофическим последствиям. «Что было бы, если бы мы выделили группу людей, которых мы считаем более похожими на животных, нежели мы? Более потных, более резко пахнущих, более агрессивных, сильнее пропитанных запахом смерти, чем мы? – так Нуссбаум описывает подсознательный ход мыслей. – Могли бы мы идентифицировать этих людей и успешно подчинить их себе? Это бы вселило в нас спокойствие. Они животные, а не мы».

Во всех культурах с подобным предубеждением сталкиваются определенные безвластные меньшинства, а иногда и вся женская половина населения. «В Соединенных Штатах это проявляется в расизме, гомофобии и отвращении по отношению к стареющему телу, – пишет об этом Нуссбаум в The Washington Post. – В каждой культуре, однако, мужское отвращение направлено на женщин как на более схожих с животными существ». Согласно Нуссбаум, женщина воплощает в себе животные черты, поскольку в нее природой заложена способность к родам, к менструации и к принятию сексуальных выделений от мужчины.

Подобное разграничение имеет долгую, уходящую корнями в христианство историю. Как писал аббат Одон Клюнийский в 900 году, «красота тела целиком заключается в коже».

Основой этой своеобразной теории стало появившееся в античности и просуществовавшее поразительно долго учение о четырех телесных жидкостях. Согласно ему, здоровье любого организма зависит от баланса между желтой и черной желчью, кровью и флегмой, то есть слизью.

Даже Жан-Поля Сартра, известного своей любовью к женскому полу, беспокоили жидкости в организме женщины. Однажды он описал самого себя как «того, кто скорее не спит с женщинами, а помогает им мастурбировать». Сара Бейквелл в своей книге «В кафе с экзистенциалистами. Свобода, бытие и абрикосовый коктейль» пишет об этом следующее: «Сартр, если судить по ярким описаниям в его книгах, считал секс кошмарным процессом борьбы за то, чтобы не утонуть в слизи и грязи». Такие страхи могли бы терзать и Г. Ф. Лавкрафта, но он и без того объявил себя поздно родившимся пуританином.

В «Дагоне» моряк попадает на остров, покрытый черной слизью. Ему едва удается избежать встречи со страшным чудовищем. Вскоре после своего возвращения к людям одинокий герой узнает легенду о Дагоне, после чего бог рыб начинает являться ему в кошмарах. Героя повергают в ужас мысли об океане и о тех неизвестных существах, которые ползают по его дну. История заканчивается шумом, напоминающим удары «сильного слизистого тела» о дверь. Так кто же пытается вломиться? Бог рыб, женщина, или они оба в своем слизистом симбиозе? В мифологии есть многочисленные упоминания о неком Дагоне, боге филистимлян, которого всегда изображали как бесполого гибрида, получеловека-полурыбу.

Это существо могло бы стать идеальным воплощением всех глубинных страхов и антипатий Лавкрафта – на одну половину является человеком, да еще и живет в море: с детства Лавкрафт ненавидел рыб, море и все, что с ним связано. Кроме того, в произведении упоминается телесная близость.

На четвертом десятке он вступил в поспешный брак, не имея никакого любовного опыта. Все указывало на то, что отношения были обречены. Несмотря на то, что брак Лавкрафта не оказался полным провалом, было очевидно, что об искусстве любви он знал только по книгам. Впоследствии его бывшая супруга, Соня Грин, рассказывала, что он не проявлял достаточной заинтересованности и инициативы.

Биограф Лавкрафта, Сунанд Т. Джоши, считал писателя одним из наиболее асексуальных людей в истории человечества. В произведениях Лавкрафта ни женщины, ни секс не играют существенной роли. А если смотреть между строк? Секс упоминается лишь иногда, как, например, в случае с порожденным из лона Великим Ктулху. «После того как мы с помощью Лавкрафта увидели это слизистое, желеобразное, покрытое щупальцами существо, действительно ли нужно задаваться вопросом, почему Лавкрафт проявлял к сексу “недостаточный интерес”?» Такого мнения придерживался Стивен Кинг, за что, мягко говоря, не получил одобрения со стороны фанатов Лавкрафта.

Можно с уверенностью утверждать, что отношение Сартра и Лавкрафта к женскому полу было в лучшем случае неоднозначным. Помимо того, с их собственных слов, они оба испытывали глубокое отвращение к обитателям морских глубин. Когда Сартра в интервью спросили, что он ненавидит больше всего, он коротко ответил: «Моллюсков и помидоры». «Я все не могла понять, нужно ли мне в этом разговоре воспринимать Сартра всерьез или нет… – пишет мне Сара Бейквелл. – Я предполагаю, что он, анализируя свой страх перед помидорами, не только с охотой говорил о самом явлении, но и просто наслаждался форматом серьезного интервью».

Вот еще одно объяснение. Могла ли слизь быть связующим звеном между сексуальным воздержанием и морским отвращением? Для Сартра слизь была страшным явлением, которого он избегал во время секса. Для Лавкрафта слизь, вероятно, была отвратительной настолько, что он многократно использовал ее в качестве отличительной черты чудовищ. А отвращение обоих мужчин к слизистым животным? Некоторые продукты питания визуально напоминают человеческие гениталии, в связи с чем могут обладать некой возбуждающей функцией. Главный пример тому – влажно блестящая мясистая устрица, которая кажется похожей на женские гениталии, в том числе потому, что она источает разные жидкости. Еще со времен античности устрицы считались афродизиаком, как в Америке у Лавкрафта, так и во Франции у Сартра. Кстати говоря, во Франции и другой упругий плод с сочными внутренностями считался способным повышать либидо. Речь идет о помидоре, также известном как яблоко любви, или pomme d’amour. Разумеется, это не более чем предположение. Тем не менее вполне можно вообразить, что Г. Ф. Лавкрафт и Жан-Поль Сартр ненавидели вязкие жидкости как в постели, так и на тарелке.

Не только мужчинам свойственно испытывать некоторое отвращение к противоположному полу из-за слизистости. Задолго до того, как Патриция Хайсмит начала писать детективы про изворотливых психопатов и плотоядных улиток, у нее в шестнадцать лет произошел первый поцелуй. Мама писательницы нашла девушке компаньона на вечер, но Патриция, к разочарованию матери, не проявляла к мужскому полу особого интереса. Так утверждает биограф Хайсмит – Эндрю Уилсон. Тем не менее девушка согласилась, но, придя домой, описала поцелуй как «падение в ведро с устрицами». Она добавила, что это слишком высокая цена за приглашение в кафе, и что в дальнейшем она, пожалуй, будет платить за себя сама.

При этом Патриция хотела чувствовать сексуальное влечение к мужчинам. Она всю жизнь боролась со своей гомосексуальностью и пыталась избавиться от этой склонности даже медицинским путем. Ее отношения с партнерами обоих полов были чаще всего краткосрочны. В 1995 году Патриция умерла от рака в швейцарской клинике в Локарно. Тяжелый характер писательницы также поспособствовал ее одиночеству. Говорят, что Хайсмит зачастую разлучала чужие пары, а также писала антисемитские письма в газеты и местные органы власти.

Рисунок 6. В повести Г. Ф. Лавкрафта «Зов Ктулху» (1928) желеобразное существо угрожает человечеству (1). Тихоокеанская устрица (Crassostrea gigas), представленная здесь в открытом виде, является афродизиаком (2). Картина «Госпиталь Генри Форда (Летающая кровать)» мексиканской художницы Фриды Кало, 1932 (3)

Впрочем, она искала этого одиночества. Сама же она рассказывала, что любила писать рассказы и книги в постели, с пепельницей и крепким алкоголем под боком. Кровать была ее «лоном» (a womb of my own), ее исконным материнским телом. A womb of my own условно заимствовано от A Room of One’s Own – своей комнаты, которую Вирджиния Вульф, наряду с гарантированным доходом, считала необходимым условием для успешного творчества писательницы. Хайсмит, должно быть, чувствовала себя очень спокойно и уединенно в кровати, лежа в которой она придумывала убийц и смертоносных улиток. Уилсон рассказывает, что один из своих романов она воспринимала как девятимесячный плод в материнском теле литературного творчества. Настоящих детей Хайсмит, однако, не родила. В реальной жизни они были ей противны, а в творчестве выполняли лишь роль статистов.

Иначе дело обстоит с мексиканской художницей Фридой Кало, потому что отсутствие детей наложило серьезный отпечаток на ее творчество. Ее картины пронизаны кровавой пустотой и сильной болью, в том числе связанной со многими неудачными попытками стать матерью. Тема продолжения рода, если не считать почти порнографического изображения секса и мифически прославленного материнства, зачастую игнорируется в искусстве, что является большим упущением. Не уделяется внимание и роли крови и слизи в женском теле, будь то менструация или роды. В связи с чем формируется наше неоднозначное отношение к этим двум жидкостям. «Кровопролитие всегда считалось уделом мужчин и актом геройства, начиная с кулачных боев как обрядов посвящения и заканчивая контактными видами спорта и разными баталиями, – пишет Синеад Глисон. – Женская кровь считается банальной, обыденной, даже нелепой, хотя от нее напрямую зависит продолжение жизни».

Болезненная утрата способности к материнству у Кало отчасти заполняет эту нишу в искусстве, а в бестселлере Шарлотты Роше «Запретная территория» эта тема по-настоящему выходит на передний план. Слизь, кровь и другие выделения здесь скорее не прославляются, а детально рассматриваются, как будто под ярким светом прожектора. Есть лишь одно исключение: героиня спешит всем сообщить, что она в день своего совершеннолетия прошла процесс стерилизации. Здесь мы имеем дело с добровольным отказом от родов и материнства, в связи с чем подходим к следующей, еще более табуированной теме – климаксу. «Вероятно, менопауза – это наименее гламурная тема, которую только можно себе представить», – говорит американская писательница Урсула К. Ле Гуин.

Перерождение. В искусстве этот мотив, во многом благодаря христианской традиции, в основном принадлежит мужчинам. У них есть право перерождаться, причем зачастую в новую версию себя самих. К примеру, Нео в фильме «Матрица» глотает красную пилюлю реальности и просыпается голым и лысым в синтетической слизи, подключенным к матрице через странную пуповину. Когда узы разрываются, просветленный герой попадает на свободу через некий стерильный родовой канал. Очищение происходит не всегда. «Сумасшедшие боли» сопровождали превращение доброго доктора Джекила в злого мистера Хайда. «Тотчас я почувствовал мучительную боль, ломоту в костях, тягостную дурноту и такой ужас, какого человеку не дано испытать ни в час рождения, ни в час смерти».

Однако эксперимент Джекила должен был освободить людей, а точнее мужчин, от их низменных черт и проявить все самое благородное в них. Вместо этого из «слизи из ямы» возникло чудовище – неудача, которую сам Джекил объяснил отсутствием богобоязненности. Родись он под другой звездой, он вышел бы «из этой агонии жизни и смерти ангелом, а не дьяволом». А если роды все же остаются функцией женщины? В «Мухе» подруга мутирующего героя во сне рожает их совместное потомство – окровавленную извивающуюся личинку. Вылитый отец, или его внутренний Хайд, по меньшей мере.

Тем не менее не только в художественных произведениях мужчины стремятся избавиться от собственной слабости. В конце 1970-х годов немецкий социолог и писатель Клаус Тевеляйт проанализировал литературу, появившуюся между двумя мировыми войнами, для своей книги «Мужские фантазии» о женщинах, жидкостях, телах и истории. Он хотел понять психологию мужчин, поддерживающих идеи фашизма. Согласно Тевеляйту, их мужественность основывалась на отдалении от всего женского и женоподобного. Дух такого мужчины должен был твердо и неизменно поддерживать ценности немецкой культуры и менталитета. Такой мужчина должен защищаться от наводнений любого рода – в том числе «красного» наводнения с востока, а также от топи, грязи и слизи.

Как отмечает британский историк Сантану Дас, эти понятия зачастую были для солдатов взаимозаменяемыми, он также описывает опасные траншеи, окопы и долгие марши как «потоки слизи». Дас пишет, что не только влажная земля и «засасывающая грязь» была капканом, порой захватывающим людей. В вязкой податливой земле оставался металлический мусор, человеческие отходы и гнилая плоть. Складывается ощущение, что эта гибкая влажная почва жила своей, отдельной жизнью. Подобно огромному осьминогу, она выжидала, чтобы затем наброситься на своих жертв, окружить их и похоронить. «Мужчины умирают от грязи не меньше, чем от пуль, только мучительнее, – цитирует Дас одного из солдатов. – Грязь – это ад».

Клаус Тевеляйт цитирует писателя Эрнста Юнгера, бывшего тогда молодым солдатом, готовившимся к атаке: «Страх охватывает нас, будто тысячью конечностей пронизывая каждую клетку нашего организма». Путь к «вытянутому по струнке солдатскому телу» и непреклонному духу требовал забыть о собственной природе. Согласно Тевеляйту, любое проявление мягкости или эротики в таком мужчине считалось проявлением слабости. Было положено держать собственные чувства под замком. Однако сдерживать телесные побуждения не так-то просто. Телесные жидкости, которые с детства были табуированной темой, превратились в сущий ад. «Все эти смешанные выделения – в теле, на теле, из тела: слюни при поцелуях, влажность влагалища и его выделения, поток крови и слизи при менструации», – писал Тевеляйт. А женщина? Она заключена в оковы одной из трех вечных женских ролей: асексуальной матери, целомудренной жены или шлюхи.

Такой подход иллюстрирует экстремальную картину мужественности в крайне сложное время, в котором мужчины были вынуждены дистанцироваться от женщины и всего женственного. Подобное представление существует и сейчас и имеет катастрофические последствия. В якобы цивилизованном западном обществе мужчины все так же нападают на женщин, потому что те отказывают им в интимности, на которую мужчины, по их собственному мнению, имеют полное безусловное право. Сексуальная неудовлетворенность и отвращение к женщинам проявилась в деле Скотта Бейерле, который ворвался в студию йоги во Флориде, выстрелил в шестерых незнакомых женщин, две из которых скончались. Согласно The Washington Post, ненависть Скотта к женщинам началась еще в подростковом возрасте, когда он сочинял женоненавистнические стихи, песни и другие тексты. «Под их якобы невинным смехом скрывается самая что ни на есть ужасная и гнилая сущность», – пишет он. И на этом дело не заканчивается. Как рассказывал Клаус Тевеляйт в одном из интервью, один из американских серийных убийц писал, что от всех женщин нужно избавиться, желательно с помощью концлагерей.

Рисунок 7. «Заражение Темзы». Картинка 1850 года из сатирического журнала «Панч»: «чудесный эффект» капли лондонской воды (1). «Словно “безмолвный разбойник с большой дороги”, смерть ждет вас на реке», – так предупреждали людей газеты в 1858 году во время «великого зловония» (2). Возбудитель Vibrio cholerae (3)

Болезнь – это слабость, секс – это неловкость, а смерть – это наш самый большой страх. Все эти пограничные переживания между здоровьем и беспомощностью, мной и тобой, жизнью и смертью имеют непосредственное отношение к слизи. Если убрать мысли о слизи из нашего сознания, то может показаться, что и наше биологическое существование бесконечно. Тем не менее остается слепая зона, в которой как раз скрывается слизь. Она покрывает пограничные и контактные поверхности у многих живых организмов и в окружающей среде в целом, однако делает это так скромно, что мы легко забываем о ней. Это несправедливо, поскольку слизь не дает проникнуть в наш организм патогенным микробам, облегчает сексуальный контакт, а также защищает нас при контакте с больными и трупами.

Мы испытываем парадоксальное отношение к слизи – охраннику нашего тела, которого мы так легко игнорируем, хотя в кино продолжаем им наслаждаться как символом злодейства и возбудителем щекотливого отвращения. Почему же слизь так неприятна? Отвращение – это одна из базовых эмоций, причем очень гибкая. С помощью нее мы можем реагировать на неприятные вещества так же сильно, как и на неприемлемое поведение, идеи, слова. Если коротко, то на любые виды нарушения личных границ. Наш менталитет также накладывает отпечаток на то, что нам претит, поэтому представление об отвратительном сильно зависит от места проживания той или иной социальной группы.

«Отвращение – это очень сильное чувство, однако оно основано не на логике и разумности», – говорит мне в процессе беседы исследовательница из Лондона, Валери Кертис. Проведенный ею опрос об источниках отвращения показал, что для жительниц Британии это были в основном непристойные разговоры, жительниц Буркина-Фасо – свиньи, а для нидерландок – руки торговцев рыбой. Отвращение может касаться не только отдельных людей, но и целых меньшинств. «Дискриминация зачастую основана на риторике отвращения», – отмечает философ Марта Нуссбаум. В опросе Кертис молодые жительницы Индии в качестве фактора, провоцирующего отвращение, назвали контакт с людьми низших каст. Для представителей высших каст те являются «неприкасаемыми». Невидимая черта отделяет низшие касты от остального общества, зачастую заставляя заниматься самой черной и тяжелой работой – например, чисткой туалетов и работой с канализацией.

Замкнутый круг состоит в том, что социальное изгнание приводит к контакту с экскрементами, а это, в свою очередь, создает новые поводы для еще большего дистанцирования. Из романов Виктора Гюго мы знаем, что эта проблема существует в Европе уже очень давно. «Мы могли бы сказать, что клоака вот уже десять веков является язвой Парижа. Сточные воды – это отрава, которая засела в крови города», – говорится в «Отверженных», романе Виктора Гюго, опубликованном в 1862 году. В центре романа – история Жана Вальжана, осужденного и заклейменного за кражу хлеба. «Народное чутье никогда не обманывалось на этот счет. Ремесло золотаря в прежние времена считалось в народе столь же опасным и почти столь же омерзительным, как ремесло живодера, которое так долго внушало отвращение и предоставлялось палачу».

Таким образом, все сводится к социальной стигматизации и отвращению к выделениям тела, среди которых по всему миру на первом месте стоят слюни, пот и фекалии. Дальше идут трупы и испорченная еда. Кертис распределила возбудителей отвращения по шести категориям, среди которых плохая гигиена, беспорядочный секс, а также инфекции с видимыми проявлениями на теле. За ними следуют нарушения поведения и внешнего вида, такие как постоянный кашель или деформации разного рода, а также отклонения от социальных норм, например бездомность.

«Его наружность трудно описать», – говорится у Роберта Льюиса Стивенсона о мистере Хайде.

К пятой категории Кертис отнесла мышей, комаров и других животных, распространяющих болезни и тесно связанных с порчей пищи. К примеру, люди в Великобритании, Индии, Буркина-Фасо и Нидерландах считают мух отвратительными.

Выбор категорий может показаться несколько произвольным, однако очевидно то, что все они связаны с потенциальным заражением инфекциями. Секс с большим количеством партнеров увеличивает шансы заражения, так же как и контакт с больными людьми. Отвращение здесь играет существенную роль по той причине, что оно призвано нас оберегать прежде всего от микробов и других паразитов. Об этом свидетельствует тесная связь между самой эмоцией и реакцией тела, которая часто проявляется при сильном отвращении. Другие явления объяснить сложнее. Например, почему женщины испытывают отвращение чаще и быстрее, чем мужчины? Не исключено, что их особо чувствительная реакция помогает компенсировать временную слабость иммунитета, причем не только их собственного.

Беременность в этом смысле относится к сложным жизненным этапам, потому что защитная реакция материнского организма меняется так, чтобы ребенок, будучи биологически чужеродным телом, не стал жертвой иммунного ответа матери. Этот молекулярный противогаз, впрочем, появляется в тот момент, когда нужна более сильная защита, поскольку эмбрион в первые три месяца особенно уязвим. Таким образом, если реакция отторжения в материнском организме появляется легко, это не позволяет патогенам приблизиться к ребенку. К тому же в целом низкий порог отвращения у недавно родивших женщин помогает им ухаживать за детьми в первые годы жизни, пока у них не выработается самостоятельная зрелая иммунная система.

Отвращение – это человеческая эмоция с глубокими биологическими корнями. Другие виды – например, муравьи и ракообразные – держат дистанцию от больных собратьев, а приматы стараются избегать зараженных сородичей. Достаточным предупреждением для них служит то, что объект по ощущениям мягкий, теплый и влажный, как слизь и другие вязкие текучие выделения. Эта осторожность оправдана, потому что во всех видах секреций нас могут подстерегать потенциальные убийцы. У людей это прежде всего спирохеты сифилиса в сперме, микобактерии туберкулеза в слизи из носоглотки, ВИЧ в крови и вибрионы холеры в фекалиях. Бактерия Clostridium botulinum, в свою очередь, прежде всего размножает свой нейротоксин в плохо хранимой еде. А другой эффект ботулотоксина мы можем заметить, если посмотрим на голливудских актрис: какие красивые у всех лица, но как мало мимики на них! Небольшая доза ботокса, уколотая под кожу, может разгладить глубокие морщины, тогда как при отравлении испорченной едой существует угроза смертельного апноэ.

Следовательно, отвращение необходимо, но как оно может защищать от заболеваний, если мы никаким органом чувств не можем отследить проникновение микробов? Соответственно, наша система отторжения превентивно реагирует даже на те возбудители, которые впоследствии оказываются «ложной тревогой».

Впрочем, что общего имеют между собой широко распространенные опасности, связанные с болезнью, сексом, смертью и процессом гниения? Разумеется, слизь. Слизь часто ассоциируется с микробами, в связи с чем она вызывает отвращение. Тем не менее слизь помогает нам на раннем этапе выявить источник инфекции, поскольку слизь можно четко распознать по виду и при касании.

Слизь – это сигнал, на который мы незамедлительно реагируем. Вопрос в том, пугает ли нас одна лишь слизь или еще какой-то опасный элемент? В любом случае при наличии возможного заражения мы не можем себе позволить находиться в долгих раздумьях, поэтому мы предпочитаем, чтобы наша система отторжения учитывала и ложные сигналы тоже, на всякий случай. Когда речь идет о том, чтобы избежать заражения опасной инфекцией, это не такая уж большая жертва. Тем не менее отвращение как инструмент скорее похоже на тупой деревянный молоток, чем скальпель, потому что оно орудует против слизи любого рода вне зависимости от того риска, который отвращение предупреждает. Логичным последствием является то, что мы изгоняем слизь из нашего стерильного мира. В связи с этим она остается для нас незнакомкой, которую мы отказываемся замечать, хотя для организма и природы слизь – это жизненно необходимое вещество. Следовательно, если мы слизь не воспринимаем всерьез и толком не изучаем, то как мы можем ее оценить по достоинству и использовать в нужных нам целях?

Отвращение к слизи – это не строгое правило, такового и не должно быть. Абсолютная неприязнь парализовала бы все наши действия. Человечество бы уже давно вымерло, если бы мы все в сексе руководствовались брезгливыми принципами Сартра. Брезгливое отношение к слизи означает, что мы идем против природы. Аналогично и с подозрительной пищей, которая кажется нам все привлекательнее по мере усиления голода. Отвращение также идет на спад с нарастанием сексуального возбуждения, в связи с чем слюна, сперма и другие выделения чужого тела начинают казаться не такими уж противными. После полового контакта все может снова измениться, и желание дистанцироваться от чужих секреций может появиться снова. Это свидетельствует о том, что отвращение подстраивается под текущие потребности и, как ни странно, моду.

Мари Дюплесси имела славу одной из самых красивых женщин своего времени, однако благородная бледность, выразительные глаза и стройная фигура имели свою высокую цену. Третьего февраля 1847 года в возрасте всего лишь двадцати трех лет она умерла от туберкулеза, но была увековечена одним из своих поклонников, Александром Дюма, в образе «Дамы с камелиями», Маргариты Готье. «Как стало возможным, чтобы заболевание, сопровождающееся кашлем, истощением, неослабевающей диареей, лихорадкой и выделением мокроты и крови, считалось не только признаком красоты, но и модным недугом?» – Таким вопросом задается историк Каролин Дей в своей книге «Чахоточный шик. История красоты, моды и недуга» и тут же дает ответ: «Симптоматика укладывалась в рамки общепринятых параметров привлекательности. Румяные щеки и губы в сочетании с бледной кожей были качествами, имевшими давнюю генеалогию в истории красоты».

Что касается дам с более крепким здоровьем, то те придавали себе чахоточный вид с помощью корсетов и макияжа. Такая фатальная привлекательность начала выходить из моды только в конце XIX века, когда Роберт Кох выявил возбудитель туберкулеза и доказал, что болезнь заразна. Доказательство существования переносящих инфекцию микробов положило начало новой эпохе. До этого заразные болезни списывались на зловредные пары, так называемые миазмы. Они считались опасными испарениями в воздухе. Иногда даже определенные запахи считались факторами риска, однако их было не так просто избежать. «И вот здесь, в самом вонючем месте всего королевства, 17 июля 1738 года был произведен на свет Жан-Батист Гренуй, – говорится в „Парфюмере“ Патрика Зюскинда. – Это произошло в один из самых жарких дней года. Жара как свинец лежала над кладбищем, выдавливая в соседние переулки чад разложения, пропахший смесью гнилых арбузов и жженого рога».

Любое безветрие считалось риском для здоровья, пишет французский историк Ален Корбен в своем исследовании запаха «Миазм и нарцисс». «Все миазмы клоаки смешиваются с воздухом, которым дышит город; потому-то у него такое нездоровое дыхание, – пишет Виктор Гюго. – Воздух, взятый на пробу над навозной кучей, – это доказано наукой, – гораздо чище, чем воздух над Парижем». Как же избежать зловонных испарений, которые исходят не только от падали и навозной жижи, но и поднимаются от самой земли? От этой опасности жителей Парижа, а позже и других городов были призваны спасти тротуары. Идея, будучи первоначально английской, постепенно была заимствована во французской столице. По той же причине и ножки больничных кроватей становились все выше, тогда как куполообразные потолки не оставляли для миазмов места, кроме альковов и углов.

Слизь, однако, это не единственный показатель заражения. Сначала появляется вонь. В 1858 году поддерживаемое медициной суеверие и экстремальные погодные условия практически остановили жизнь в Лондоне. Граждане попрятались в своих домах, а правительство практически прекратило работать. Причиной такого чрезвычайного положения стали отнюдь не рекордные температуры того лета, достигавшие, правда, показателей выше 30 °C. Проблемой были горы фекалий, испарения от которых темным туманом окутывали город. Устаревшая и безнадежно перегруженная канализационная система города-миллионника направляла нечистоты в Темзу, о чем Чарльз Диккенс писал в своей «Крошке Доррит»: «Вместо чистой, благородной реки через сердце города протекает канализация со зловонными, смертоносными отходами». Когда уровень воды в Темзе на жаре снизился, фекалии и другие нечистоты были выброшены на берег и лежали кучами, достигавшими порой нескольких метров в высоту. Сена в Париже избежала подобной участи только по той причине, что человеческие экскременты стали считаться ценным удобрением. «Никакое гуано не сравнится по плодородию своему с отбросами столицы. Большой город – превосходная навозная куча. Использование города для удобрения полей принесло бы несомненный успех. Пусть наше золото – навоз, зато наш навоз – чистое золото».

В Лондоне, впрочем, появились страхи перед новой волной эпидемии холеры. Считалось, что ткани, вымоченные в обеззараживающей хлорной извести, должны предотвратить распространение миазмов от навозной жижи и, как следствие, предупредить эпидемию. Тем не менее стерильные занавески мало помогали против возбудителя холеры и от самой свирепствовавшей эпидемии, которая снова и снова обрушивалась на Лондон. Это было отчасти связано с тем, что во многие дома питьевая вода поступала напрямую из Темзы в виде «мутной бледно-коричневой жижи», как описывал ее известный физик Майкл Фарадей. Историк Розмари Эштон в своей книге о великом зловонии выдвигает гипотезу, что в какой-то момент люди все же прекратили пить эту отвратительную воду.

Доказательство соответствующей реакции отвращения отсутствует, поскольку сложные эмоции непросто выявить на основе исторических описаний. Куда больше бросается в глаза то, что на протяжении столетий, в том числе во время великого зловония, люди явно жаловались на миазмы, но при этом сами нечистоты едва ли воспринимали с отвращением. Возможно, жители Лондона не испытывали особого отторжения в отношении фекалий, потому что они, как и другие отходы, составляли очевидную часть их быта? Как иначе объяснить увеселительную поездку королевы Виктории к зараженной Темзе, а точнее, попытку такой поездки, внезапно прекращенной только из-за невыносимой вони?

В наше зацикленное на гигиене время сложно понять такую невозмутимость. Я это понимаю, потому что в начале 1970-х годов выросла на севере Мюнхена, в «заднице мира», по словам моей бабушки. Это, конечно, было преувеличением, но не было лишено истины, поскольку неподалеку от нашего дома находились очистные сооружения с тогда еще открытой канализацией. Из города сюда, в бетонированный желоб, поступали нечистоты всякого рода. Это была не поддающаяся описанию жижа, которая восхищала нас, детей (к вопросу о привлекательности всего запретного!). К счастью, у нас хватало ума не запускать по ней кораблики. Более того, из-за этого часто невозможно было пить кофе в саду: как только ветер начинал дуть и разносить запахи, все сразу бежали в дом.

Разумеется, никто не боялся заражения, но вонь была невыносимая, просто отвратительная. Это реакция, которой я не нахожу в рассказах о великом зловонии. В какой-то момент проблема со зловонием в Лондоне решилась, так как город приобрел современную на тот момент канализационную систему. С помощью нее от фекалий избавлялись незаметно и без запаха. Примерно через сто лет и на севере Мюнхена наконец закрыли канализацию, и маленькое зловоние моего детства кануло в Лету.

А что же с миазмами? В медицинской истории они отошли в сторону. Их смертоносный образ несколько угас, когда в обществе укрепилось представление об инфекционных микробах. Тогда же в викторианском обществе ушла и мода на истощение. Ее сменили модные веяния, целью которых была борьба с инфекционными заболеваниями, в том числе и с туберкулезом. Жесткие корсеты резко перестали использоваться. Теперь считалось, что кровь должна свободно циркулировать в организме и дыхание должно быть свободным в очищенном от миазмов воздухе. Отныне мода сфокусировалась на обуви, поскольку юбки до пола были заменены юбками с более высоким подолом. Это было сделано для того, чтобы микроскопические возбудители заболеваний с улицы не попадали в дом.

Мужчины также не могли избежать меняющихся тенденций. Густые бакенбарды, усы и бороды в прошлом должны были согревать лицо на поле битвы, а также избавлять их от необходимости бриться грязными бритвами.

Но поскольку бороды тогда были выставлены как опасность для широкой публики, мужчинам пришлось их сбрить. Каролин Дей в своей книге цитирует американского врача, который, сравнивая бороды с лесами Амазонии, жаловался на бесчисленное количество прячущихся в них бактерий и смертельных микробов. Корь, скарлатина, дифтерия, туберкулез, коклюш и другие болезни передавались «путем бакенбардов».

Исторически невидимые миазмы представляли собой совокупность заражения и зловония, которые до сих пор вызывают отвращение и выступают в роли предупредительного сигнала. Затхлый запах дома указывает на появление плесени, а трупный запах появляется в процессе гниения. Сами эти испарения в основном безвредны, однако могут свидетельствовать о заражении. Безвредные запахи перестали устрашать людей, а некоторые стали даже приятны. Такое разграничение имеет долгую историю в науке, потому что определенным ароматам приписывают терапевтическое действие. Считается, что они способны нейтрализовать вредные испарения. Это объясняет причину, почему разные цветы и травы раньше было принято постоянно нюхать. Они должны были предотвратить столкновение с миазмами.

«Химики и врачи сейчас работают над созданием понятийного аппарата, который помог бы им описывать наблюдения о запахе, – рассказывает Ален Корбен о химии конца XVIII века. – Внимание, уделяемое запахам, снижается в научной лексике, что ведет к впечатляющему учащению упоминаний запахов в художественной литературе». Испытанию подверглось и человеческое тело с его парами и выделениями. Согласно Корбену, обоняние должно выявлять скрытые возможности организма и контролировать изменение его выделений. «Сложность терминологии мешает соответствовать новым требованиям… Врачу приходится придумывать целое учение о запахах».

Честно говоря, слизь тоже требует внимания, несмотря на всеобщую незаслуженную антипатию. Тем не менее вместо внимания до сих пор существует одно лишь отвращение. Слизь часто вызывает подозрения из-за своей текстуры. Дело в том, что такую сложную тему трудно объяснить без четких формулировок и однозначных определений, то есть, опять же, дело в отсутствии понятийного аппарата. В бытовой лексике присутствует лишь слово «слизь», имеющее преимущественно негативный оттенок. Нейтральных понятий нет, а уж об аналогах «ароматов», то есть о положительно окрашенных терминах и говорить не стоит. Возможно, до сих пор это не казалось необходимым, так как слизь можно быстро распознать по его слегка липкой консистенции где-то между твердой и жидкой.

«Слизь – это не вещество, а свойство», – говорит микробиолог Ганс-Курт Флемминг из Университета Дуйсбурга-Эссена. Функцию возбудителя отвращения она легко выполняет и без точных слов и глубокого анализа разных случаев. Для мгновенного предотвращения заражения вполне достаточно распознать ее взглядом или касанием, а после тут же отпрянуть. Правда, этого недостаточно, чтобы разобраться со слизью как с явлением. В этом должна посодействовать наука, – как когда-то с восстановлением репутации запахов. Американский микробиолог Теодор Розбери выступил с аналогичным требованием еще полвека назад, но в отношении бактерий. «Если даже ученые далеки от темы, то все остальные – тем более. Иногда с накоплением знаний отвращение сменяется восхищением». В связи с этим полезные для нас микробы сейчас переживают определенную «смену имиджа». Может, пришел черед и слизи? Лежащая перед читателем книга призвана пролить свет на таинственный мир слизи, ее устройство, ее захватывающее богатство и чрезвычайно важное значение как биологического вещества. И все это без капли отвращения.

Слизь – это биологический материал, который сложно поддается объяснению. С точки зрения физики, вещества такого рода в большинстве своем относятся к водосодержащим гидрогелям, в которых трехмерная молекулярная ячейка удерживает жидкость. Тем не менее не каждая слизь – это гидрогель, и не каждый гидрогель – слизь. Характеристика консистенции слизи соответствует ее особенностям: слизи в основном вязкоупругие, то есть соединяют в себе свойства жидкостей и твердых тел. При этом они гибкие, что позволяет им подстраиваться под конкретные потребности. Следовательно, неудивительно, что они выполняют столько разных функций в природе, в том числе клея и смазки, как у улиток. Слизь также крайне необходима в качестве фильтрующего барьера, который пропускает воздух, питательные вещества и других желанных гостей, а возбудителей заболеваний и вредные вещества при этом останавливает.

Рисунок 8. Многообразие желеобразных существ на примере сцифоидных медуз (1–3,5). Надпись из номенклатуры цветов Вернера (1814), классификации цветов для деятелей искусства и ученых (4). Голова миксины (Eptatretus cirrhatus) с щупальцами и зубами в четыре ряда (6)

Когда Г. Ф. Лавкрафт задумывал свой вымышленный приморский город Инсмут, над которым сгущаются мрачные тени и у берега которого стоит грозный дьявольский риф, он взял за основу Ньюберипорт в Массачусетсе. Это один из многих прибрежных городов Америки, чьи славные дни, связанные с рыболовством, давно прошли. Конечно, рыбный промысел все еще существует, однако туризм намного прибыльнее. К тому же тем, кто ищет здесь устрашающие предзнаменования, придется довольствоваться лишь Морро – крупной скалой типа «вулканический купол», образованной из застывшей лавы и находящейся внутри давно утихшего вулкана. Она возвышается, словно пломба в давно гнилом зубе, и отбрасывает скромную тень, что, к разочарованию Лавкрафта, не вызывает особого ужаса.

Для этого в Морро-Бэй уж слишком солнечная погода и красочная береговая линия, а флора и фауна и вовсе как будто вышли из фильмов студии «Дисней». Морские выдры играют в воде со своим потомством, цапли гуляют по пляжу, а тюлени греют свои гладкие животики на солнце. Однако и в спокойном Морро-Бэй обитает слизистый монстр, соответствующий описаниям в книгах Лавкрафта и Сартра. Представьте себе существо, имеющее четыре сердца, щупальцы на голове, четыре ряда острых зубов, перевернутую вертикально улыбку (если это вообще улыбка) и не имеющее глаз. Примерно так выглядит миксина.

Это существо явно не всем по нраву. Писатель и лауреат Нобелевской премии Джон Стейнбек, к примеру, не переносил вид миксин, однако отмечал, что его друг, морской биолог Эд Рикеттс, восхищался определенными способностями этих созданий. Остается лишь догадываться, что именно имелось в виду. У миксины действительно есть некоторые особенности, и начинаются они с ее названия. Название вводит в заблуждение, так как, несмотря на корень aal в немецком названии миксин (Schleimaal), это длинное существо не относится ни к угрям, ни к настоящим рыбам[3].

Вместо этого миксины с паразитирующими и столь же очаровательными миногами являются последними существующими представителями первобытных круглоротых. Это имя лучше подходит миногам, поскольку те своим дискообразным ртом с несметным количеством зубов присасываются к рыбам и выдирают мясо с их боков. Не так давно одно сенсационное открытие подтвердило уникальную эволюцию круглоротых. Когда впервые были обнаружены отлично сохранившиеся останки миксины со следами слизи, которым было уже сто миллионов лет, это подчеркнуло родство миксин с миногами. Это открытие также доказало, что круглоротые начали развиваться примерно пятьсот миллионов лет назад, и только после того, как откололись от эволюционной ветви позвоночных. Ранее многие ученые ошибочно полагали, что круглоротые были примитивными предками позвоночных.

В отличие от миног, миксины кажутся почти безвредными, так как они прячутся в глубинах океана и питаются в основном трупами. На земле их может увидеть только тот, кто, как я, слоняется по улицам Морро-Бэй в поисках крупных торговцев рыбой. Один из таких – Сэнди Уинстон. Он сжалился надо мной и пригласил в это пасмурное декабрьское утро, почти перед Рождеством, к себе во двор. Там сотни миксин извивались в двух больших металлических контейнерах, в которые без остановки через толстые шланги текла свежая вода, которую животные быстро превращали в вязкое желе. Я это не только вижу, но и чувствую наощупь, потому что запускаю обе руки в эту прозрачную слизь и пытаюсь ухватить одну из миксин.

Их сложнее поймать, чем я думала, потому что они все время двигаются и выскальзывают из рук. Вдобавок там еще и слизь, такая плотная, что я могу ее поднять вверх, как ткань. Она такая вязкая, что оставляет паутину на моих пальцах, и такая липкая, что я не могу ее смыть, могу только оттереть старой жесткой тряпкой, ставшей твердой от слизи, которую мне молча протягивает коллега Сэнди – Бекки. Улыбчивая светловолосая американка стоит рядом со мной у контейнера и точно так же роется в слизи. Она несет ответственность за животных и сейчас ищет мертвую миксину.

– Я чувствую ее запах, – говорит она.

– Зачем изолировать мертвую миксину от остальных?

– Они друг друга не едят, – отвечает Бекки и добавляет: – Никто не ест миксин. Только корейцы.

Действительно, их подопечные готовятся попасть на азиатский рынок, где с них снимают кожу и зачастую начинают еще заживо жарить на гриле. В корейских водоемах они уже давно не водятся и поступают на рынок из-за границы, в том числе из Калифорнии, где почти никто не претендует на такой товар. Сэнди для себя оставляет миксин-альбиносов, которые тоже время от времени попадают в сеть, однако делает это не из соображений милосердия и любви к своим питомцам.

Причина в отвратительном вкусе. Сэнди однажды попробовал их под руководством своего корейского закупщика и пришел к выводу, что «такое проглотить трудно даже с большим количеством соуса». На морском дне неприятный вкус не играет никакой роли, потому что хищным рыбам не удается даже сделать первый укус. За мешковатую кожу миксин сложно уцепиться, и в целом они дают решительный отпор. Это, вероятно, и впечатлило Эда Рикеттса: при появлении угрозы миксины выпускают из своей кожи несколько литров вязкого вещества, состоящего из десятков тысяч крошечных протеиновых нитей высокой прочности. Выделяемое вещество превращает воду вокруг миксины в плотную гелеобразную слизь, в которой может задохнуться даже акула. Уникальные волокна миксин похожи на прочный шелк. Возможно, они проложат дорогу современному прочному эко-текстилю?

Давайте рассуждать дальше. Почему бы не использовать этот материал для гидрокостюмов, чтобы водолазы могли, подобно миксинам, не давать акулам приближаться? Проблема состоит в том, как потом избавиться от этой гелеобразной слизи. Способ, которым пользуются миксины, сложно применить нам. Они завязывают узел в своем теле и затем вытягивают его от хвоста до головы, снимая слизь через голову, как толстовку. Военно-морские силы США даже тестируют способы ареста кораблей с помощью слизи миксин. Сейчас ВМС США для принудительной остановки корабля катапультируют пластиковые тросы на приводы гребных винтов кораблей, где те должны зацепиться и замедлить ход судна. Впрочем, такой метод является неэффективным и опасным занятием по многим причинам. В связи с этим, военные лаборатории США надеятся использовать волокна миксины для разработки процесса выборочного затвердевания морской воды. Это было бы современное воплощение Morimarusa, мистического мертвого моря, которое упоминалось еще во времена античности. «Вот уже две тысячи лет в географических описаниях есть упоминание некоего “застывшего моря”, которое либо не дает сдвинуться, либо затрудняет ход тем кораблям, что туда попадают, – пишет историк Рихард Хенниг в 1926 году. – Уже в Средние века появлялись рассказы об этом “мертвом море”, или, как его также называли, “клейком море”, или по-латински Morimarusa».

Миксина, может, и королева слизи, но далеко не единственный профессиональный ее производитель. Более того, слизь действительно может дать ответы на многие эволюционные вопросы, ведь она крайне распространена в природе. Если и существует живое существо, полностью лишенное слизи, мне оно в ходе исследования ни разу не встречалось.

Большинство видов представляются мне очень многосторонними и креативными. Как писал Марк Денни, биомеханик из Стэнфордского университета, в своей прогрессивной публикации 1989 года: «Беспозвоночные используют слизь при передвижении, общении, продолжении рода, самозащите и даже питании, тогда как медузы, в том числе гребенчатые медузы (гребневики) и другие морские виды полностью состоят из желеобразной мезоглеи и подобных веществ».

Беспозвоночные, по сути бескостные, – это вовсе не тупик эволюции, а категория, к которой можно отнести до девяносто семи процентов видов. Наличие у них слизи, следовательно, не исключение, а необходимость, так как этот материал нужен для выживания. Во время тяжелой болезни Элизабет Това Бэйли держала у себя садовую улитку и наблюдала за ее поведением. «Слизь – это вязкая основа существа улитки, признак жизни брюхоногих моллюсков: с ней связано движение, защита, лечение, совокупление и защита яиц», – пишет журналистка. При этом и растения, и люди, будучи позвоночными, им в этом не уступают, так как тоже многофункционально используют слизь. Отличие в том, что мы это делаем более скромно. Задача по рациональному использованию слизи прежде всего стоит перед обитающими на земле животными, поскольку слизь, как водосодержащий материал, очень быстро высыхает. Тот, кто использует слизь в больших количествах, предпочитает хранить ее внутри тела, где расход воды легче контролировать. Но что именно представляет из себя слизь?

Данный вопрос является центральным для этой книги, однако на него, к моему удивлению, очень сложно найти ответ. Лишь отдельным вариациям слизи дано однозначное определение, а более широкого толкования этот крайне многогранный материал все время избегает. У слизи нет четкого прототипа, она, в зависимости от происхождения и функции, прячется за рядом псевдонимов, таких как гель, биопленка, растительный клей, гликокаликс, а также, в зависимости от среды обитания, называется биологической почвенной коркой или морским снегом. Легко ли здесь разобрать сходства и отличия? Даже в научных публикациях слизистые вещества огульно называются слизью без учета их внутреннего молекулярного строения.

Рисунок 9. Брюхоногие моллюски иглянки (Hexaplex trunculus) производят пурпурный краситель (1). Схема молекулы муцина в соединении с молекулой сахара. Изображение сильно увеличено (2). Самец миноги вида Geotria australis с увеличенным горловым мешком во время брачного сезона (3)

Какое же из определений должно лечь в основу этой книги? Этот вопрос долго занимал меня. В конце концов я решилась на обширное определение. Для конкретных гипотез и суждений некоторые биологические слизи слишком мало изучены. Однако в этой книге речь должна идти не столько о физических особенностях слизи, сколько о ее многогранности, ее разных функциях и ее колоссальном значении. Если коротко, то все, что выглядит как слизь, ведет себя как слизь и с точки зрения науки считается слизью, уместно упомянуть в этой книге. В ходе исследования, правда, проблема отсутствия единого определения слизи была вытеснена другой, не менее мучительной проблемой: как из огромного множества восхитительных слизей выбрать лишь несколько примеров для подробного рассмотрения?

В годы исследования мне казалось, что я попала в мир, придуманный Дж. К. Роулинг, не только для Гарри Поттера, но и для таких волшебников, как Ньют Саламандер, считающих, что существуют только ограниченные люди, но не странные существа. А если вы хотите познакомиться с кем-нибудь из милых зверушек поближе, то вы должны знать, где искать, и, например, заглянуть в потертый кожаный чемодан Саламандера. Чемодан оказывается порталом в другой мир. В его глубинах открываются разные среды обитания, от степи до пустыни. Эти места населены удивительными животными, такими как графорн – саблезубый тигр со слизистыми щупальцами, птица-фвупер розового цвета или большеглазый лунный теленок. Для меня проводником к моей собственной terra incognita был не старый чемодан, а слизь.

Определение слизи такое же непонятное, как и само вещество, однако название указывает на важные отличительные признаки. Слизь как вещество чаще всего встречается на пограничных пересекающихся поверхностях организма.

Слизь можно найти внутри нашего организма и организмов других живых существ, а также на контактных поверхностях организма с внешним миром. В окружающей среде она находится на пересечении таких сред обитания, как воздух, земля и вода. В этом случае слизь контролирует их взаимодействие и при этом выполняет три важнейшие функции. В качестве смазки она способствует наиболее легкому и беспрепятственному контакту. При этом в качестве склеивающего материала она этот контакт стабилизирует. Улитки, например, задействуют обе функции: они могут ползти вверх по стене, крепко к ней примыкая. Слизь также незаменима в качестве фильтрующего барьера на таких пограничных поверхностях, как, к примеру, стенка кишечника. Там слизь контролирует обмен между тканями и внешним миром. Как ей это удается?

«Слизь – это скорее свойство вещества, чем само вещество», – говорит микробиолог Ганс-Курт Флемминг. Слизи как свойству присуща вязкость, текучесть и клейкость. Такая характеристика основана на внутренней структуре слизи как гидрогеля. Само название дает подсказку: содержание воды в гидрогеле очень высокое и может достигать девяноста девяти процентов массы геля. «Таким образом, слизь – это просто твердая вода», – говорит Флемминг. Общее правило гласит: вне зависимости от (особенностей) консистенции, абсолютное большинство слизей являются гидрогелями. Мезоглея в теле медузы, например, превращается в некое желе за счет переплетающихся эластичных волокон. В данной книге слова «слизь» и «гидрогель» в основном синонимичны.

То, как проявляет себя отдельный вид слизи, зависит от строения и точного состава, особенно в двух основных компонентах: воды и трехмерной ячейки, которая эту воду укладывает в молекулярные цепочки. Цепочки состоят из полимеров – длинноцепочечных молекул, переплетающихся между собой. Особенной является их способность удерживать чрезвычайно много воды, образуя таким способом гидрогель. Если слизистый слой неполноценен, то здоровый организм может обеспечить пополнение, которое беспрепятственно присоединяется к уже имеющемуся гелю и тем самым заполняет дыру в барьере. Часто происходит так, что и без того многогранная слизь меняется в зависимости от потребности. В таком случае для лучшей защиты в ход пускаются антимикробные активные компоненты и иммунные клетки. Улитки, в свою очередь, оставляют в своем слизистом следе привлекательные компоненты для потенциальных партнеров для спаривания. Впрочем, сам материал тоже может быть изменчивым. К примеру, слизистые барьеры в женских половых путях в ходе менструального цикла становятся то тоньше, то толще, поэтому сперматозоидам нужно выбрать правильное время, чтобы проникнуть внутрь.

В природе слизь, несмотря на свое якобы хлипкое строение, может быть крайне стабильной. Следы отдельных видов улиток в зоне приливов можно обнаружить даже несколько недель спустя. Такая стабильность позволяет биологическим слизям создавать полноценные жизненные пространства на земле и в воде. Аналогично и для организма: особенность гидрогелей состоит в том, что они из-за высокого содержания воды и трехмерной клетки соединяют в себе свойства жидкостей и эластичных твердых материалов, которые, подобно резине, сразу после деформации принимают свой былой облик.

Эта так называемая вязкоупругость входит в характеристику слизистости, при которой вода течет, но сдерживается эластичными нитями в рамках молекулярной цепочки. Сам организм может регулировать такое поведение, делая гель более или менее вязким, то есть меняя толщину барьера. Подобная изменчивость, безусловно, вводит многих ученых в заблуждение, а способность слизи непредсказуемо реагировать под влиянием биологических стрессовых факторов и вовсе служит источником постоянной головной боли для специалистов.

Рисунок 10. Португальская галера, очень ядовитая медуза вида Physalia physalis (1). Классификация цветов Вернера для художников и ученых 1814 года (2). Моллюски обыкновенные камнеточцы (Pholas dactylus) прячутся в скалах (3)

Сравните: вода в своем поведении очень стабильна. Она не становится более плотной или жидкой от одного касания. Поведение гидрогелей, наоборот, зависит от того, как долго и интенсивно на них воздействуют определенные силы. Именно это делает их в качестве смазки, клея или барьера такими многогранными, хотя технически они в основном состоят из воды. Материаловеды были бы рады подробнее исследовать гидрогели и на их примере изобретать новые технологии, однако поведение вязких слизей зачастую оказывается слишком сложным. Почему бы нам в таком случае не рискнуть и не попробовать описать то, что едва ли поддается пониманию?

В октябре 1836 года Чарльз Дарвин вернулся из своего кругосветного путешествия обратно в Англию. Некоторые сокровища в его чемодане, например, препарированные рыбы и птичьи шкурки уже потеряли одно важное достоинство – свой цвет. На теле каракатицы можно увидеть радужные переливы, однако после смерти и консервации от нее остается лишь бледное желе с мутными глазами. Ученые-натуралисты сталкивались с проблемой того, что великолепие натурального окраса определенных существ нельзя было ни проанализировать, ни показать публике у себя на родине.

В связи с этим в начале XIX века немецкий геолог Абрахам Готтлоб Вернер впервые создал единую классификацию цветов, впоследствии дополненную шотландским художником Патриком Саймом. Для более точного сравнения цветá распределены по палитрам и тонам, а также дополнены примерами из мира природы. У Чарльза Дарвина также была эта книга, и он использовал ее, чтобы описать глаз мертвой акулы. Дарвин остановился на цвете verdegris – сине-зеленый цвет волнующегося моря, – что для науки не такое уж точное описание. Таким образом, лучше ориентироваться на классификацию Вернера, который описывал его как изумрудно-зеленый с большим содержанием берлинской лазури и легким касанием белого. Такой окрас характерен для длиннохвостых попугаев. И все же Дарвин по ошибке написал verdegris, или, возможно, просто не стал пользоваться номенклатурой цветов из книги?

Аналогичной классификации для слизи не существует. Даже если бы она и существовала, то представляла бы собой пятьдесят оттенков прозрачности, от молочно-белого до зеленовато-белого, если следовать Вернеру. Разумеется, существует ряд известных исключений. К примеру, желтая слизь пурпурных улиток становится при ярком солнечном свете темно-фиолетовой. Тысячи моллюсков были убиты в Древнем Риме, а затем и при европейских королевских дворах ради имперских пурпурных мантий (№ 40 у Вернера). Такая же участь постигла моллюсков вида обыкновенный камнеточец Pholas dactylus. Эти существа с помощью своей удлиненной ракушки проделывают дыры в камнях, чтобы скрываться в них на протяжении всей жизни. Тем не менее римляне нашли их и устроили пир, описанный Плинием. Рты, руки и одеяния гостей светились в темноте, потому что были испачканы биолюминесцентной слизью. Какое веселье!

Другие виды вырабатывают слизь, которая светится синим или зеленым цветом. Впрочем, хищная морская улитка Navanax inermis, тело которой украшено мерцающими полосами и точками, оставляет след из желтой слизи. Непонятным образом он отпугивает преследователей. В любом случае классификация Вернера в контексте слизи может помочь мало. Несмотря на то что с физической стороны биологические гидрогели непроницаемы, нам могла бы помочь классификация вязких липких веществ. Подобно Дарвину, использовавшему книгу Вернера, современные ученые должны опираться на стандартные гидрогели. В таком случае впервые обнаруженное вещество можно будет описать как комбинацию «слизи наземных стебельчатоглазых легочных улиток и катара (воспаление слизистой) с щепоткой Pholas», вместо того чтобы обходиться общим термином «слизь».

Рисунок 11. Хищная улитка Navanax inermis ползет по следу из слизи (1). Разрез кишечной ворсинки с производящими слизь бокаловидными клетками (е) (2). Обыкновенная пателла (Patella vulgata) с защитными углублениями в камне (Home Scars) (3). Виноградная улитка (Cornu aspersum) (4)

Свадьба состоялась 20 сентября 1881 года. Виктория Баденская, немецкая принцесса, вышла замуж за кронпринца Швеции и Норвегии Густава V, а спустя годы стала королевой. Тем не менее, несмотря на трех родившихся у пары сыновей, брак существовал лишь на бумаге. Густав был гомосексуалом, а Виктория вплоть до своей смерти была в любовной связи со своим личным врачом, Акселем Мунте. Врач стал всемирно известен после публикации книги «Легенда о Сан-Микеле» – автобиографии, обильно снабженной выдумками. Большая часть книги посвящена постройке его виллы на Капри, белого здания с видом на море, в котором Виктория часто бывала во время их многолетнего романа.

Вероятно, она скучала по этим видам у себя дома в Швеции, поэтому велела построить дворец Соллиден на острове Эланд, напоминавший ей о вилле Мунте. Соллиден стал летней резиденцией королевской семьи. Виктория обращала внимание на каждую деталь как во дворце, так и в парке, в котором она хранила разные диковинки. В качестве украшения для сада Виктория выпустила на газон привезенную из Бадена Arion rufus – крупную красную улитку, – хотя похожий родственный вид тогда уже обитал и в самой Швеции. Речь идет о черном слизне вида Arion ater, который в доиндустриальной Швеции и вплоть до ХХ века использовался в качестве смазки для карет.

Как пишет этнолог Ингвар Сванберг, в то время на дорогах было полно расплющенных лягушек, дождевых червей и прежде всего черных слизней. Дети собирали моллюсков, которых потом в специальных контейнерах держали в каретах. Когда сухое колесо начинало трещать, под него клали улитку, которую карета благополучно перемалывала, продолжая движение. Вероятно, такая практика была широко распространенной, ведь немецкий писатель Герман Лёнс также писал, что перевозчики грузов использовали улиток как смазку для карет. В Англии была традиция, когда дети продавали вдоль железнодорожных путей улиток, которых использовали для смазывания колес поездов.

Однако избыток такой смазки может повлечь последствия. Так летом 2016 года в Германии, на мототрассе на окраине Падерборна, произошел неприятный инцидент. Автомобиль марки Trabant заскользил и перевернулся на широкой полосе слизи, которую оставили улитки в результате своей массовой ночной миграции. Сами же улитки не поскальзываются ни на влажном асфальте, ни на рассыпчатом песке, ни на склизкой грязи, а, напротив, остаются в крепкой связи с поверхностью, по которой ползут. Это позволяет им покорять любые пространства на земле и в воде.

Механизм их движения основан на трении между вязким гидрогелем и поверхностью, по которой они передвигаются. Две параллельные силы с противоположным направлением.

В обычной жизни это явление встречается при заносе автомобиля. Как и при движении улитки, машина стремится вперед, а дорога оттормаживает ее назад. Ценой этого противостояния являются шины, постепенно приходящие в негодность из-за конкурирующих сил.

Тот же принцип, но другой материал: улитки не производят резину, но оставляют после себя след из слизи. Такой вид ползания – это умелое использование вязкоупругости, которое улитки довели до совершенства, потому что разработали собственный вид слизи для покорения разных поверхностей. За счет сокращений под их телами начинают течь волны слизи. Это можно заметить у домашней улитки Элизабет Това Бэйли: «Моя улитка выделяет особый вид слизи – слизь для ползания. Когда она двигается по мху, это выглядит так, как будто она вообще не прилагает усилий. Однако, когда она ползет вверх по стеклу террариума, можно заметить, как небольшие волны слизи текут из-под ее тела». Что при этом происходит? Тело улитки при подъеме по вертикальной поверхности давит на слизь. В том случае, если давление достаточно сильное, молекулярная структура слизи рушится. В результате улитка может скользить по разжиженной слизи. Когда волна слизи проходит, давление ослабевает, и молекулярная структура восстанавливается. Слизь затвердевает, и улитка останавливается до появления следующей волны.

Специальные цепкие слизи помогают животным оставаться на месте при сильном прибое или, например, висеть на ветках вниз головой. Слизень Arion subfuscus, к примеру, так крепко цепляется за землю, что его не может от нее оторвать даже голодная птица. Американские ученые взяли эту цепкую слизь за основу для создания нового, более эффективного клея. Этот материал также функционирует во влажной и мокрой среде. Он мог бы, например, закупорить полость в кровоточащем сердце свиньи. Один из ученых сказал мне в личном разговоре, что одной из целей дальнейших разработок является создание такого клея, который мог бы впоследствии рассасываться в человеческом организме.

У австралийского слизня Triboniophorus graeffei на спине есть красный треугольник, из-за которого мне при первой встрече ошибочно показалось, что какой-то негодяй поцарапал его бритвой. Для таких улиток опаснее всего древесные лягушки, правда, первые знают, как с ними бороться. Вместо того чтобы цепляться самим, слизни предпочитают приклеить противника к поверхности. Ученые пришли к этому выводу, найдя одну несчастную лягушку, которая завязла в клее, пытаясь забраться на ветку дерева вблизи от такой улитки.

Рисунок 12. Улитки оставляют за собой след слизи при движении (1). Улитка двигается (2), а почва под ней за счет трения оказывает сопротивление. Под давлением тела улитки слизь к тому же становится более жидкой и позволяет легче осуществлять движение

На протяжении нескольких дней лягушка находилась в клейкой слизи, словно окаменелая, и ученым лишь силой удалось ее освободить. Без помощи она бы либо совершенно высохла, либо была бы съедена другим животным. Этому агрессивному биологическому клею можно было бы найти новое применение, поскольку он легко восстанавливается за счет контакта с водой. Как функционируют эти липкие материалы? К примеру, клейкая защитная слизь светло-коричневых лесных слизней содержит одиннадцать специальных протеинов (т. е. белков), которые обеспечивают особо крепкую молекулярную структуру геля, имеющего принципиальную важность для силы сцепления. Тем не менее мы лишь в самом начале полноценного исследования этих веществ. Полное понимание наступит тогда, когда они будут лабораторно воспроизведены и использованы человеком в зависимости от целей и потребностей.

«Как животное с одной лишь конечностью может передвигаться по клейкому веществу?» – таким вопросом задавался Марк Дэнни в одной из публикаций. Стоит отметить, что известная по поговоркам и анекдотам медлительность улиток связана как раз со слизью для ползания. Эта слизь обладает такой степенью липкости, что улитка от слизи, а слизь от поверхности едва ли может открепиться. При таком виде передвижения улитка как будто увязает в жевательной резинке, ползти по которой непросто. Из-за этого снижается скорость, тратятся время, сила и энергия, потому что ценный ресурс – слизь – остается позади, на уже пройденной дистанции. На ползание по слизи в целом у улиток уходит треть всей энергии. В сравнении с этим все другие виды передвижения в животном мире – прыжки, бег, плавание и змеиное извивание – совсем не энергозатратны. Даже летать легче.

Улитки стараются экономить энергию, запас которой часто становится жизненно необходимым – так, к примеру, садовые улитки Cornu aspersum при прохождении пористых почв вынуждены производить больше слизи для движения, и, соответственно, тратить на это больше энергии. Определенные приемы позволяют избежать такого расточительства. Улитки поднимают свое тело над землей и толкают себя, как гусеницы. Некоторые ученые называют это прыжками, хотя улитки не двигаются быстрее. Это вопрос не скорости, а равновесия и разумного расходования энергии, поэтому некоторые улитки оставляют точки слизи вместо целого длинного следа. Другие улитки, экономящие энергию, не могут или не хотят заниматься подобной гимнастикой. Вместо этого они следуют по слизистым следам других улиток и генерируют гель для передвижения только при крайней необходимости.

Такая экономия помогает улиткам при определенных обстоятельствах еще и налаживать личную жизнь в пути, если они нападают на интересный след. Мужские особи некоторых видов береговых улиток распознают потенциальных партнерш с помощью следов из слизи, которые содержат все необходимые данные, словно профиль на сайте знакомств. Вид, пол, направление и даже степень привлекательности женских особей можно узнать по слизи. Судя по всему, наибольшей популярностью пользуются хорошо питающиеся улитки, оставляющие за собой широкий след из слизи, не содержащий паразитов. Такое знакомство по слизи помогает улиткам, потому что они редко пересекаются случайно, а о быстрых свиданиях и речи быть не может.

Такой механизм работает, если не применяется обманная слизь. Для вида Littorina saxatilis характерен существенный численный перевес в сторону мужских особей. Таким образом, яйца, отложенные самкой этого вида, могут быть оплодотворены двадцатью самцами. Если заинтересованные самцы чересчур настойчиво преследуют самку, она начинает оставлять гендерно-нейтральный слизистый след. Это подмена с непредсказуемыми последствиями, поскольку самцы идут по совершенно ложному следу. Ни у какого другого вида улиток ученые не замечали попыток совокупления между самцами из-за возникшей путаницы.

Тем не менее дело может доходить и до серьезных конфликтов. Розовая улитка вида Euglandina rosea[4] сжирает других брюхоногих, присутствие которых она чует по слизи. Для этого у нее есть подвижный отросток на губе, соединенный со специальным органом чувств, что представляет в своем роде сканер для слизи. Этот хищный моллюск идет по всем следам и съедает наземных улиток любого вида. Чуть легче приходится особям ее вида, с которыми она спаривается, если только они не запачкались слизью улиток-приманок. Остерегаться неприятного визита нужно и морским моллюскам. Например, некоторые физиды безостановочно производят слизь, которая, подобно тонкой ткани, покрывает их и их панцирь. Слизь помогает им легко погрузиться в осадочные породы, но может также привлечь хищников, к примеру, улитку Navanax inermis. Да, и эта большая улитка с элегантным названием идет по слизистым следам своей добычи, в том числе физидов. Интересно, что хищник в том числе бродит в своей собственной слизи, к которой Navanax, например, в случае опасности примешивает ярко-желтый защитный материал.

Иногда и родственные связи становятся проблемой. Жизнь моллюсков вида Lottia gigantea делится на два этапа: все особи в молодости имеют мужской пол, а затем превращаются в особей женского пола, при этом их поведение меняется соответствующим образом. Таким образом, строптивые юноши могут становиться проблемой, которую впоследствии пожилые дамы решают силой. Они не могут позволить себе ностальгировать по бурной молодости, слишком много стоит на кону. Особи женского пола живут отшельниками и, подобно другим моллюскам – морским блюдечкам (или пателлам), обитающим в приливной зоне, имеют собственный дом, который нужно защищать. Он представляет собой незаметное на первый взгляд углубление в камне, так называемый home scar.

Подобное углубление прекрасно подходит для проживания улитки, которая там защищена от высыхания во время отлива. Для этого ей нужно, правда, сначала найти путь обратно в раковину во время приливов и отливов. Собственный след от слизи при этом выполняет функцию внешней пространственной памяти, ведя улитку сквозь лабиринт зоны прилива, словно нить Ариадны. Калифорнийский ученый Уиллис Г. Хьюватт еще в 1940-е годы исследовал их таинственное поведение. Он изучил маршрут, по которому улитка возвращается домой. Как отмечает Рейчел Карсон в своей замечательной трилогии, посвященной озерам: «…обыкновенная пателла на какое-то время остановилась у края углубления, борясь с дилеммой. Однако при следующем отливе она повернула за угол и вернулась домой».

Для взрослых пателл углубления – больше, чем просто укрытие во время отлива. Вокруг ямки скапливается слой слизи, в которой самки улиток выращивают питательные микроводоросли, возможно даже удобряя их своей слизью. При этом из-за конкуренции сдерживается рост водорослей и они остаются мелкими. У молодых самцов нет никаких амбиций к подобному садоводству, поэтому они предпочитают охотиться на чужих территориях. Правда, если такие охотники встречаются с законными хозяевами, то их поджидает опасность, поскольку последние всеми способами борются с прожорливыми вороватыми соседями. На практике они словно проходятся бульдозером по незваным гостям и при необходимости нападают на их дома. Мой дом – моя крепость.

Таким образом, в качестве смазки и клейкого вещества слизь чрезвычайно многогранна и ценна, однако не менее важна и функция фильтрующего барьера. Всем организмам нужен барьер из слизи, а многоклеточные организмы и вовсе не могли бы развиться без защиты этих высокоспециализированных гидрогелей. Один только человеческий организм оберегают четыре системы гидрогелей. Они контролируют доступ ко всем важным частям тела, начиная от клеточного ядра, тканей, органов и заканчивая пищеварительным трактом. В конце концов, наше здоровье и вся наша жизнь зависят от того, как этот тончайший материал, состоящий в основном из воды, подстроится под каждую отдельно взятую потребность. Питательное или вредное вещество? Опасный патоген или полезный микроб? Сперма, иммунокомпетентная или раковая клетка? Кто имеет право пройти, а кто должен остаться снаружи?

Рисунок 13. Кровеносные сосуды, защищенные гликокаликсом (в разрезе) (1). Принц и кустарник в сцене силуэтного мультфильма Лотте Райнигера «Спящая красавица», 1945 (2). Удлиненные клеточные отростки с гликокаликсом (3)

Операция «Оверлорд» началась ранним утром 6 июня 1944 года высадкой союзников в Нормандии, после которой они в ожесточенных боях с немецкими отрядами отвоевывали путь внутрь Франции, где столкнулись с неожиданным противником. «Американцы не ожидали, что заросли бокажа окажутся такими густыми, что среди кустов растут высокие деревья, да еще и высаженные на высоких насыпях вдоль дорог. В ходе подготовки к высадке они привыкли думать, что кустарник в Нормандии будет таким же, как в Южной Англии. Командир 7-го корпуса генерал Коллинз говорил О. Брэдли, что бокаж ничем не уступает джунглям, в которых ему пришлось повоевать на Гуадалканале», – пишет историк Энтони Бивор. Союзникам спешно понадобилась помощь танков М4 «Шерман», оснащенных острыми стальными пластинами, которые за несколько минут могли срезать живые изгороди (бокажи), посаженные столетия назад местными крестьянами.

Неожиданно много усилий для барьера, который создан не из камня и цемента, а переплетен из живых ветвей. «Кустарник – это рубеж, пограничная область, – пишет литературовед Иан Родвелл в своем блоге Liminal Narratives. – Он очерчивает, маркирует и разделяет. Он создает границу между полями, лугами и дорогами». В природе кустарник не создает препятствий для воздуха, воды, птиц и других мелких животных. Одновременно он не пропускает диких животных и домашний скот, а также людей, в том числе и принцев, к Спящей красавице.

По сути, они представляют собой скорее барьер, но не абсолютную границу. Иными словами, некую пороговую зону перехода. В этом состоит их сходство с барьерами из слизи, которые тоже выполняют функцию выборочного фильтра.

Писатель Джон Райт в своей «Истории живых изгородей» предполагает, что подобные кустарники имеют древнюю историю. Вероятно, они использовались еще в раннесредневековой Британии для ограждения пасущегося скота от посаженных зерновых культур, а также для защиты полей от оленей, волков и других диких животных. Если не отходить от темы, то наши собственные ткани – это возделанная земля, которую надо защищать как от внешних возбудителей, так и от живущих внутри микробов. Совсем плотными гидрогели никогда не бывают, потому что они содержат слишком много воды, которая сдерживается лишь за счет трехмерной структуры вещества. Обе составляющие, водная и гелевая, играют важную роль для барьерной функции и процесса фильтрации, который происходит на разных уровнях. Об этом нам известно в основном благодаря работам Катарины Риббек из Массачусетского технологического института (Кембридж, США).

Может ли какая-то частица проникнуть сквозь гидрогель? Это зависит в первую очередь от объема самого геля и размера ячейки слизи. Крошечные частицы растворяются в геле в большинстве случаев так же незаметно, как насекомые пролетают сквозь живую изгородь. Крупные частицы, в свою очередь, застревают вне зависимости от того, имеет ли преграда ботанический характер, как в случае с кустарниками, или молекулярный, если речь идет о гидрогеле. Таким образом, слизь, словно сито, просто, эффективно и чисто механически осуществляет фильтрацию, в результате которой многие крупные вредные вещества и патогены без специального механизма действия остаются снаружи.

Методы отбора, которые использует барьер из гидрогеля, не всегда полезны для нас, так как иногда он не может отличить друга от врага, в связи с чем перехватывает полезные медицинские компоненты. Тем не менее, если при разработке новых лекарств не учитывать наличие барьера, то на достижение медикаментами своей конечной цели в организме будет уходить непозволительно много времени. Это значит, что любое лекарство, которому предстоит встретиться с барьером из слизи, должно, фигурально выражаясь, иметь при себе правильный билет. Грубая сила вроде той, что использовали танки-носороги, принесет в таких обстоятельствах больше ущерба, чем пользы, поскольку прорехи в барьере чреваты тем, что в организм попадут опасные патогены. Следовательно, биомедицина работает над созданием механизмов, функционирующих по принципу «Сезам, откройся!». Такие механизмы позволяют полезным активным компонентам проникнуть через гидрогель, после чего он тут же снова становится непроницаемым.

Тем не менее не всегда решение принимает один лишь гидрогель – у молекулярной структуры тоже есть право голоса. Иногда случается так, что барьер пропускает частицу, но она застревает внутри гидрогеля. Частица, таким образом, оказывается внутри электростатического взаимодействия ее собственной поверхности и слоя геля. Выбраться оттуда так же сложно, как принцам из кустарника, чтобы добраться к Спящей красавице. Однако бывает и обратное: если крупной частице удается пробраться сквозь гель, то ее взаимодействие с ним открывает проход для остальных. Некоторые патогены в ходе своей эволюции к этому приспособились и стали приносить с собой специальные энзимы (ферменты) типа молекулярных ножниц, способные прорезать дыру в геле. Другие действуют элегантнее, копируя код, открывающий проход в некоторые гели. Человеческие сперматозоиды также должны прорвать гелевый слой в шейке матки. В их случае успех операции зависит от консистенции слизи, которая меняется в зависимости от потребности организма. Иными словами, нужно подобрать правильное время!

«Я не хочу наружу, кто знает, что нас там ждет», – говорит Вуди Аллен в роли сперматозоида-очкарика в знаменитой комедии «Все, что вы всегда хотели знать о сексе, но боялись спросить». Он боится не без оснований. Дорога сперматозоидов в сторону яйцеклетки проходит непросто. Они, будучи не очень желанными чужеродными частицами, сначала проходят через чрезвычайно кислую среду влагалища, а затем через слизистую пробку, охраняющую доступ к матке. Этот барьер почти всегда толстый и плотный настолько, что патогены и сперматозоиды не могут пробраться внутрь. Ситуация меняется во время овуляции, когда созревает новая, готовая к оплодотворению яйцеклетка. Решающим фактором является значение водородного показателя (pH), в отношении которого действует следующий принцип: чем кислее среда, тем плотнее гелевая преграда.

При овуляции растет значение pH. Гидрогель в шейке матки размягчается, так как впитывает больше воды, следовательно, начинает легче пропускать входящие частицы. Тогда и только тогда отдельные сперматозоиды получают разрешение войти. Однако не только женское тело способно на подобные манипуляции. Мужская семенная жидкость также способна повышать значение pH во влагалище, тем самым создавая для себя более комфортные условия. В противном случае сперматозоиды долго бы не выдержали в условиях агрессивной кислой вагинальной среды. Нерасторопные и дефектные частицы, подобно микробам, быстро отфильтровываются. В ходе дальнейшего изучения работы Риббек становится очевидно, что значимость барьеров из слизи ощущается больше всего тогда, когда этот защитный механизм перестает работать.

Недоношенность до сих пор является самой частой причиной смерти новорожденных, а также причиной осложнений у выживших младенцев. Известно, что в этом важную роль играют инфекции, живущие в утробе матери. Впрочем, в течение долгого времени было загадкой, как возбудители заболеваний попадают в утробу, если путь в матку защищен пробкой из слизи, которая должна оставаться непроницаемой на протяжении всей беременности. Одно исследование показало, что у многих женщин, склонных к преждевременным родам, слизистый барьер недостаточно плотный, и даже такой же пористый, как в период овуляции. Инфекциям, таким образом, даже не нужно напрягаться, чтобы попасть в организм матери. Средством защиты ребенка в таком случае могла бы быть синтетическая слизь, которая укрепила бы слабый барьер.

Значение pH в желудке, который долгое время считался стерильным органом, так же судьбоносно, как и в половых путях. Какой патоген может поселиться в органе с крайне кислой средой, чьи стенки защищены двойным слоем слизи? Бактерии Helicobacter pylori это удается. Она нейтрализует желудочную кислоту, что делает среду желудка более восприимчивой и гостеприимной. В результате изменения pH бактерия легче проходит через слизистый барьер. Таким способом возбудитель быстро добирается до стенки желудка и поселяется там. Helicobacter pylori уже давно приспособилась к жизни в нашем организме, поскольку ее следы были обнаружены еще у ледяной мумии Этци.

Как и многие биологические гидрогели, слизь в желудке состоит из муцина. Это невероятно большие, сложные и в эволюционном плане очень старые молекулы. В теле человека они проявляются очень разнообразно, они также встречаются у других организмов. Из четырех систем гидрогелей, которые защищают человека от вредных воздействий извне, две основаны на муцинах. Первая система гидрогелей создает обширные гели, которые в первую очередь покрывают внутренние поверхности в дыхательных и половых путях, а также в пищеварительном тракте. Мы называем их слизистыми оболочками. Важнейшими структурными элементами являются гелеобразующие муцины. Они продуцируются бокаловидными клетками слизистых оболочек и хранятся до тех пор, пока не высвобождаются, когда это необходимо.

Вторая система гидрогелей, основанная как на муцинах, так и на других компонентах, называется гликокаликсом. Это специальное гелевое покрытие, которое обволакивает каждую клетку в организме. Долгое время оно считалось лишь механической защитой, некой буферной зоной. Тем не менее оно имеет крайне сложное строение и выполняет жизненно важные функции. Муцины гликокаликса характеризуются тем, что, в отличие от их гелеобразующих коллег, высвобождаются из бокаловидных клеток не полностью. Они одним концом цепляются за клеточную мембрану. Эти муцины играют решающую роль при создании гелевого покрытия, однако так же важны для взаимодействия клетки и окружающей среды.

Вне зависимости от того, свободны они или закреплены, существуют ли они в человеке, в рыбе, в амфибии, в моллюске, в насекомом, в птице или в другом организме, все муцины имеют схожую структуру, напоминающую бутылочный ерш. Его основу всегда составляет отдельно взятый протеин, к которому присоединяются сотни гликанов. Эти длинные и разветвленные сахарные цепочки, оттопыренные, словно щетинки, могут составлять вплоть до восьмидесяти процентов массы молекулы.

Гликаны делают и без того большие муцины такими массивными, что наличие этих гигантских молекул в организме долго было предметом споров. Недавно была подробнее изучена молекула MUC-2, главный производитель слизи в пищеварительном тракте. Так как же бокаловидные клетки справляются с этой нагрузкой в слизистых оболочках? Запасенные муцины объединяются в группы по три и в специальной среде бокаловидных клеток временно подавляют свою молекулярную антипатию.

Оказавшись на свободе, в какой-то момент муцины внезапно распускаются, словно автоматические зонтики. За миллисекунды они могут разбухнуть в три тысячи раз, чтобы образовать гидрогель, который беспрепятственно войдет в состав существующей слизи.

Окончательно это еще не доказано, да и роль гликанов в организме изучена не полностью. Безусловно, они играют решающую роль в гелеобразовании, однако их функции выходят далеко за пределы генерирования слизи. Этот полисахарид имеет ключевое значение в организме. Более того, наряду с протеинами, жирами и нуклеиновыми кислотами он является одним из четырех структурных элементов жизни. Однако долгое время отсутствовали методы расшифровки этих сложных структур. Гликаны млекопитающих основаны всего на девяти простых моносахаридах. Те в одном лишь человеческом теле укладываются в десятки тысяч гликановых цепей, которые присоединяются к различным муцинам, протеинам и жирам, чтобы повлиять на их поведение, свойства и стабильность.

Клеточное гелевое покрытие, к примеру, содержит миллионы гликанов, благодаря многообразию которых оно имеет индивидуальную неповторимую структуру. Это делает гликокаликс определенным прикрытием для клеток, которые идентифицируют себя с помощью этого молекулярного штрих-кода. Он защищает ее и от врагов, поскольку патогены распознают нужные им клетки по их гликанам и пристраиваются к ним. Этому мешает сам организм, так как он снабжает гели слизистой оболочки не только антимикробными веществами, но и определенными приманками. Это такие молекулы, как муцины, несущие гликаны, которые настолько привлекательны, что можно надеяться, что патогены попадутся на их удочку и будут быстро уничтожены.

Рисунок 14. Бокаловидная клетка со своими клеточными отростками (1) плотно наполнена пузырьками, которые сохраняют муцины до их высвобождения (2). Эндоплазматическая сеть (ЭПС, 3) – это место синтеза протеинов, в то время как аппарат Гольджи (4) производит пузырьки. Ядро клетки (5) является центром управления

Тем не менее многие патогены использовали эволюцию, чтобы правильно вооружиться и принять соответствующие контрмеры. Вирус гриппа, к примеру, имеет две важные молекулы на своей оболочке. Одна из них примыкает к специальным муциновым гликанам, желательно – в той клетке, которая является пунктом конечного назначения. Если вирус из-за успешной приманки застревает в слизи, как в колючих зарослях, вторая молекула стремится ее освободить, действуя как молекулярные ножницы.

Распознаванием с помощью сахаридов пользуется и иммунная система, которая различает клетки организма и патогены с помощью гликокода. Опасные стрептококки группы В притворяются гликанами, чтобы избежать разоблачения в организме. По «фальшивым паспортам» в определенной степени пытаются пройти и опухолевые клетки, которые специально меняют свои муцины, и даже получается так, что при онкологических заболеваниях гликокаликс помогает им распространяться по организму и уклоняться от лечения.

Насколько обширно влияние гликокаликса и его сахаридов, становится очевидно на примере таких смертельных заболеваний, как муковисцидоз. При нем во многих органах скапливается особенно вязкая и клейкая слизь. В легких она создает идеальную питательную почву для патогенных бактерий, что наносит безвозвратный ущерб дыхательным путям. Слизистый барьер недостаточно увлажняется, причиной этому может быть сильно измененный вид муцина. Такая особенная комбинация сахаридов была найдена пока что только при этой болезни. Играет ли это какую-то роль и, если да, то какую, предстоит прояснить еще молодой науке – гликобиологии, исследующей гликомы – все сахариды в составе клетки, органа или организма, причем как в здоровом, так и в больном состоянии организма. Подобное знание проложило бы путь к всеобъемлющей теории биологии и наступлению новой эры современной медицины.

А как же принцы, спешащие к Шиповничку? Сперматозоиды окружены особенно толстыми гелевыми оболочками, которые помогают им пробраться через женские половые пути, доказывая состоятельность самих кандидатов. Предполагается, что обладающая таким же плотным гелевым покрытием яйцеклетка с помощью гликокаликса спермы может распознать возможные дефекты и выбрать правильного кандидата, то есть настоящего принца, а не замаскированную под него лягушку.

Вероятно, не существует живых существ, которые бы вовсе не содержали слизи. Человек в этом отношении не является исключением, однако он изучен лучше других. Барьеры из четырех разных гидрогелей охраняют наши тела так, чтобы патогены на пути в наш организм на каждом уровне оказывались перед слизистым барьером. Эти гидрогели – высокоспециализированные, адаптированные к соответствующим потребностям и взаимодействующие с иммунной системой. Обширные слизистые барьеры на контактных поверхностях организма – например, в дыхательных путях и пищеварительном тракте – взаимодействуют с миллиардами резидентных микробов, которые живут в нас и с нами, и тем самым способствуют нашему благополучию. Взаимодействие настолько тесное и непрерывное, что высшие организмы уже сложно воспринимать как отдельных индивидов. Со своим микробиомом они образуют так называемые холобионты, то есть совокупность многоклеточного организма и бесчисленного множества микроорганизмов.

Рисунок 15. Человеческая кожа со слоем ороговевших клеток в разрезе (1). Альбрехт Дюрер, отрывок из произведения «Наставление к укреплению городов», 1527 (2). Патогенная бактерия Streptococcus pneumoniae приводит к воспалению легких у человека (3)

«Я за всю свою жизнь не видел ничего, что так бы порадовало мое сердце», – писал Альбрехт Дюрер в своем дневнике о «замечательных вещах для использования человеком», которые он обнаружил в Брюсселе в августе 1520 года. Это были добытые испанскими завоевателями сокровища Монтесумы II, последнего правителя ацтеков. Изысканное общество Брюсселя увидело золотые солнца, серебряные луны и другие филигранные произведения искусства, а также оружие и дорогие одежды. Возможно, так и зародился интерес Дюрера к ацтекам, потому что годы спустя он изучал изображение великолепного города-государства ацтеков Теночтитлана, элементы которого прослеживались даже в его родном городе – Нюрнберге – и которое он впоследствии позаимствовал для собственной работы.

Это был век создания проектов на будущее. Примером тому служит «Утопия» Томаса Мора, лорда-канцлера при английском короле. Создав свой вымышленный остров, Мор дал название идеальному обществу. Именно в таком и Дюрер хотел проверить свое многогранное образование и множественные способности, будучи homo universalis. Военная безопасность была необходима, однако одного лишь строительства крепостей уже было недостаточно. Более того, оборона и гражданское общество теперь должны были существовать в идеальной гармонии и взаимодействовать по строгим принципам эстетики. Дюрер описал свою продуманную до малейших деталей каменную утопию наряду со всевозможными укреплениями в своем учении «Наставление к укреплению городов».

Человеческий организм похож на город, продуманный до мелочей, словно поле для настольной игры «Мельница», и в той же степени скучный. Ему, как и многим другим утопичным проектам, не хватает очарования органически развивающейся структуры. Как говорил Мор, «кто узнает хотя бы один город, тот узнает все города». Что же общего у идеального города и человеческого организма с его слизью? Сходство связано со сложностями, которые нужно преодолевать как в камне, так и в плоти, крови и слизи. Как можно защитить объект, на который постоянно нападают чужие армии и полчища микробов, одновременно не прерывая жизненно важные, необходимые для выживания процессы, такие как снабжение продовольствием?

Город-крепость Дюрера имеет четкую иерархическую структуру. Замок – центр управления – расположен в центре и надежно защищен. Тот, кто хотел бы узурпировать власть в таком городе, должен был бы преодолеть много улиц и оборонительных сооружений или найти черный ход. Жилые и рабочие здания, торговые лавки и конюшни – определенные функциональные единицы для Дюрера. Это отражает социальный порядок и обеспечивает эффективное разделение труда, при котором, например, кузнецы живут рядом с литейщиками, духовенство – рядом с церковью, а дворянство – рядом с ратушей и замком. Оборона, тем не менее, остается превыше всего: постоянная борьба с захватчиками накладывает отпечаток на город и людей.

Нормальное функционирование организма обеспечивают клетки как мельчайшие единицы. В зависимости от их функций они объединяются в ткани и органы, которые, в свою очередь, группируются в целые системы, например, пищеварительный тракт. Тем не менее строгий порядок распространяется не только на четкое расположение органов. К примеру, кишечник сочетает в себе две противоположные функции – защиту от патогенов и прием питательных веществ, причем делает это очень филигранно. На первый взгляд однородная ткань пищеварительного тракта поделена на сегменты. Изначально акцент делается на приеме внутрь питательных веществ, в то время как иммунная система ведет себя более сдержанно. Активная борьба с патогенами ведется в задних отделах кишечника, где она уже не может повредить пищеварению.

Там, где важнее сохранить и защитить организм, мы отчасти закрываем глаза на патогены. Тем не менее действует общий принцип: все жизненно важные процессы могут беспрепятственно протекать только тогда, когда вход, как в городе-крепости, надежно защищен и готов выдержать как внутренний мятеж, так и внешнюю агрессию. Дюрер предлагал отражать нападение противников с помощью многочисленных стен и рвов. В нашем случае первая линия сопротивления не видна, однако в организме человека происходят определенные процессы, которые помогают избавиться от патогенов. Некоторые исследователи говорят о поведенческом иммунном ответе, при котором ключевую роль играет эмоция отвращения. Тем не менее не всегда удается избежать контакта с возбудителями заболеваний, в результате чего в игру вступает физическая защита организма.

Наша кожа – наш бастион, постоянно напоминающий нам о единстве нашего организма. Стивен Коннор в своей «Книге о коже» рассказывает о сложных ритуалах бальзамирования в Древнем Египте. Первый надрез на теле считался таким чудовищным, что ответственный за процесс человек должен был тут же покинуть место бальзамирования, потому что его закидывали камнями и осыпали проклятиями. Это лицемерно, ведь надрез был совершенно необходим, поскольку бальзамировщику разрешалось работать только с уже вскрытым телом. Внешняя оболочка человека считалась неприкосновенной также и в Древней Греции.

Кожа – это очень плотный барьер, поскольку ее задача – ограничивать путешествия нежеланных гостей внутрь организма и, что еще важнее, регулировать потери воды. Будучи биологической стеной, кожа и сама защищена толстым слоем склеенных вместе клеток. Это сухая, малопитательная и кислая среда, в которой патогенам сложно поселиться. Более того, кожа и так уже заселена полезными микробами, которые приспособились к этой среде и не желают делить ее с соперниками. Попасть в организм через кожу зачастую можно только через рану. Не бывает полностью непроницаемых стен, как не бывает и крепостей без связи с внешним миром. Так и с кожей: патогены могут попробовать пробраться через одну из брешей в этой биологической стене.

К таким слабым местам относятся рот и нос, которые к тому же хуже охраняются. Структурно они обозначают переходы от плотной кожи к пористым слизистым оболочкам, которые снабжают все внутренние контактные поверхности гидрогелем, например, поверхность глаз и внутреннее ухо. Они не могут отгородиться от внешнего мира, например, с помощью кожи, в связи с чем эти зоны и сам организм становятся уязвимыми. Захватчики стремятся туда несметными полчищами. Согласно исследованию Стэнфордского университета, только во время приема пищи в организм ежедневно попадают миллиарды микробов.

Не все микробы несут опасность, но те, которые появляются в испорченной еде, а также их токсины, – однозначно. Каждый кусочек строго оценивается стражами – нашими органами чувств. Есть ли слизь? На вкус или на запах подозрительно? Если да, объект отторгается, по меньшей мере так должно быть. Существует ряд национальных деликатесов – например, японское блюдо натто, ферментированное и сброженное настолько, что оно имеет длинные вязкие нити слизи. Тот, кто с детства не привык к аромату и текстуре таких блюд, едва ли во взрослом возрасте сможет справиться с отвращением. Такой же привычки требует специфический вкус или запах, как, например, у экзотического азиатского фрукта дуриана, который можно учуять с большой дистанции.

Молекулы запаха и вкуса мы воспринимаем тогда, когда они попадают на рецепторы носа и языка, однако на этом этапе им предстоит раствориться в гелесодержащей слюне или слизи из носа. Это первая важная преграда на входе в крепость под названием «человек». «Таким образом, орган обоняния приобретает новую защитную функцию в нашем организме, – пишет Ален Корбен. – Нос, предшественник вкуса, предупреждает нас о ядовитых веществах». Ценность этой функции проявляется еще и в том, что эффективные рецепторы обоняния расположены не только в носу, но и на языке. Органы чувств в данном случае работают сообща, что объясняет, почему молекулы запаха изменяют восприятие вкуса. Этот пример также доказывает, что информация о вкусе и запахе поступает в мозг порознь – по разным каналам.

Разумеется, не стоит злоупотреблять сравнениями с городом Дюрера, однако в нем, как и в организме, оборона расставлена на разных уровнях. В случае каменных крепостей это означает, что врагам нужно сначала преодолеть ров, затем штурмовать огромные стены, а в конце сразиться с защитниками крепости или выманить их хитростью. В нашем организме четыре системы гидрогелей, тесно связанные между собой, выполняют как «гражданские», так и «военные» функции, поскольку они защищают и те поверхности, которые одновременно являются для нас спасательными кругами. Гидрогели должны останавливать врагов, снабжать организм воздухом и питательными веществами, а также следить за внутренним порядком. Тому, кто не вносит своего вклада, нет места ни в организме, ни в городе Дюрера: «Не бесполезный король должен жить в этом замке, а талантливые, мудрые, мужественные, умелые люди, способные держать замок в порядке, а также опытные воины».

Патогенам и паразитам не дозволено проходить в наш организм, однако и опухолевые клетки, к примеру, играют не по правилам. Напротив, они выходят из-под контроля, растут и распространяются без нашего согласия, да еще и с эксплуатацией ценных ресурсов. «Наемники», наоборот, желанные гости, но и с них нельзя спускать глаз. Это – микробиом, триллионная армия микроорганизмов разного рода, среди которых бактерии, археи и грибы, обитающие в основном в слизистых слоях и непременно следящие за благополучием нашего организма. Исследования сосредоточены прежде всего на бактериях, однако по численности вирусы их опережают.

Виром[5], или фагеом, для нас не опасен, поскольку он состоит из так называемых бактериофагов. Эти вирусы-хищники нападают исключительно на бактерии. Они находят своих жертв, потому что те прилипают к нашим муцинам и накапливаются в слоях слизи. Бактериофаги ограничивают число бактерий, населяющих наш организм, тем самым поддерживая здоровый и разнообразный микробиом. Попутно они борются с патогенами, которые движутся внутрь организма.

Но обо всем по порядку: первый уровень нашей физической защиты состоит из больших слоев геля, своего рода крепостных рвов, заполненных слизью перед входами в организм. Микробы попадают внутрь с пищей, воздухом или иным образом, застывают в геле, отфильтровываются, а затем либо вымываются из организма, либо погружаются в глубокий сон. Тем не менее вышеописанный алгоритм не всегда срабатывает. Отдельный микроб может прорваться в пищеварительном тракте через гель, однако затем попадает в слизистую оболочку под ним. Ее клетки сомкнуты плотно, просто так проскользнуть через них не получится. На этом этапе наши защитники выстраивают стену из щитов – чрезвычайно толстый гликокаликс клеток, то есть их внешнее гелевое покрытие, в молекулярной среде которого застревают многие патогены. Такие бывалые вояки как Streptococcus pneumoniae приносят с собой специальные молекулярные ножницы и прорезают дыру, тем самым поражая определенные муцины.

Рисунок 16. Гликокаликс как оболочка клетки: клетка в разрезе (а), с ядром (b), а также гликокаликсом (d), чьи молекулы (с) закреплены в мембране клетки. В зависимости от плотности муцина и других составляющих меняется внешняя форма клетки (A – D)

Энзим[6] такого типа может быть использован и в медицине. Все клетки тела одеты в гликокаликс, как в созданные индивидуально под них рыцарские доспехи. В таком случае защитные силы организма могут отличить своего от чужого, идентифицировать патогены, а также отреагировать на пересаженную ткань или неправильное переливание крови с несовместимой группой. В последних случаях защитная реакция нежелательна и может составлять угрозу жизни. В связи с этим американские ученые используют разрезающий муцины энзим кишечной палочки, чтобы создать в определенной степени безличные, универсальные клетки крови, подходящие для любого переливания. С другой стороны, важно восстановить гликокаликс. Известно, к примеру, что клеткам стенок вен необходима плотная гелевая оболочка, иначе они будут разрушены кровотоком. Дегенерация этой оболочки характерна для таких распространенных явлений как повышенное кровяное давление и апоплексический удар. Впрочем, пока остается вопросом, является ли эта дегенерация причиной или следствием болезни. Восстановление гликокаликса в любом случае важно для защиты уязвимых стенок сосудов и предотвращения дальнейшего ущерба.

Обращаясь еще раз к облику города-крепости: в нем был заложен определенный радиус, внутрь которого не разрешалось заходить конюхам и простому люду, однако стражи могли перемещаться по всей площади. Аналогично и с иммунитетом, который патрулирует весь наш организм. Все остальные, желающие свободно перемещаться по телу, должны иметь действующий билет в форме подходящего гликокаликса или подделать его, как это делают опухолевые клетки. Как правило, клетки в тканях объединяются за счет гелевых оболочек и крепятся друг к другу с помощью специального клея, еще одного гидрогеля в организме.

Внеклеточный матрикс буквально скрепляет нас подобно соединительной ткани и создает трехмерные ткани из отдельных клеток. Без него не было бы ни органов, ни мышечных волокон, ни кровеносных сосудов, ни костей, ни связок, ни сухожилий, ни хрящей, ни кожи. «Многие болезни – возможно, даже большинство болезней – это нарушение работы внеклеточного матрикса», – говорит Зена Верб, на протяжении десятилетий исследовавшая этот гидрогель и его роль при раке молочной железы. Внеклеточный матрикс, несомненно, играет роль при различных инфекциях и онкологии, поскольку он контролирует внешние и внутренние границы. Если опухолевые клетки хотят слоняться по организму и размножаться в другом месте, то они должны высвободиться из собственной соединительной ткани и встроиться в среду нового матрикса.

Для современной биомедицины очень важно изучить подобные перемещения, потому что большинство летальных исходов от онкологии наступает именно из-за метастазов. До этого ученые делали акцент на изменениях опухолевых клеток, однако теперь в центре исследования оказывается новая ткань, которая принимает опухолевые клетки в ходе миграции. Еще в 1889 году английский врач Стивен Пейджет разработал теорию «семени и почвы», согласно которой метастазирующие раковые клетки нуждаются в подходящей среде так же, как и семена нуждаются в плодородной почве. Такой подход объясняет, почему метастазы появляются не случайно и не своевольно, а, в зависимости от первоначальной опухоли, поражают конкретные органы и ткани. Также есть основания полагать, что мигрирующие раковые клетки предпочитают не случайные новые места обитания, а готовые к заселению, в том числе с соответствующим внеклеточным матриксом.

Рисунок 17. Кровеносные сосуды в разрезе, здесь в разрезе с эритроцитами (b), оснащены плотным слоем гликокаликса (1а), который, правда, разрушается при ряде болезней (2а). В таком случае клетки крови (с) и иммунокомпетентные клетки (d) могут беспрепятственно присоединяться друг к другу и провоцировать воспаления

Микробам сначала приходится преодолеть гликокаликс слизистой оболочки, чтобы попасть в матрикс. Матрикс представлен базальной мембраной, которая создает вязкий гель под поверхностью органов и тканей, то есть определенную неприступную стену в крепости под названием «человек». Все это похоже на замок Спящей красавицы, однако клетки иммунитета там не спят вековым сном, а безостановочно патрулируют наш организм, эффективно сражаясь с патогенами. Внеклеточный матрикс очень многогранен, так как он предлагает попавшим в соединительную ткань клеткам подходящую для них трехмерную среду.

Матрикс регулирует рост клеток и их объединение в функциональные ткани. Когда эти процессы будут полностью изучены, можно будет выращивать ткани, печатать их на 3D-принтере или регенерировать их в организме самостоятельно. Уже есть первые попытки и успехи в этой области. В любом случае важен каркас, окружающий клетку. Внеклеточный матрикс млекопитающих существует в комбинациях, состоящих из трехсот компонентов. Таким образом, он слишком сложен, чтобы подлежать полной замене.

Впрочем, это и не потребуется, поскольку в будущем регенеративная медицина позволит выращивать у пациентов определенный орган, который сделает трансплантации излишними. Уже сейчас существуют гидрогели нового вида: их добывают из морских водорослей и оснащают специальным сигнальным веществом по примеру внеклеточного матрикса. Это сигнальное вещество способствует созданию кровеносных сосудов. В ходе первых экспериментов этот гидрогель вводили в мышцы, чтобы привлечь нужные аутогенные клетки и создать сосуды. Другие сигнальные вещества внеклеточного матрикса, в зависимости от потребности, управляют развитием различных типов клеток, что сегодня также является важной темой в биомедицине.

Крепостные рвы, рыцарские доспехи и неприступные стены: лишь немногие патогены могут выдержать такую защитную реакцию. Но даже тот, кому удается прорваться, не сразу оказывается прямо у цели. Вирусы, к примеру, должны сперва захватить ядро клетки, чтобы подстроить этот пункт управления под себя, в частности, под процесс размножения. Правда, для этого нужно преодолеть четвертый, последний гидрогель. В отличие от замка Дюрера, управление нашим организмом хоть и скоординировано, но децентрализовано. Ядро каждой клетки содержит собственный генетический материал и отдает собственные команды, будучи отделенным от остальной части клетки специальной оболочкой. Своеобразный «импорт» и «экспорт» осуществляется через тысячи пор, каждая из которых выполняет до тысячи поставок ежесекундно. Несмотря на поразительную скорость, обмен происходит через неупорядоченный гидрогель внутри поры – зону повышенного контроля.

Через нее сложно пробраться, но есть определенные вооруженные умельцы, которые только и ждут хорошего момента для нападения. Среди микробов есть один под названием «истребитель» – слишком большой для ядра клетки и потому проделывающий дыру в ядерной мембране. Более терпеливые захватчики ждут специальной фазы жизни клетки, при которой оболочка ядра сама распадается и освобождает путь к генетическому материалу. Наконец, существуют еще и откровенные мошенники, например, вирус герпеса, показывающий фальшивый «паспорт», чтобы попасть в организм элегантно, как в троянском коне. Они способствуют локальному растворению гидрогеля, после чего пропускают внутрь своих товарищей, как будто они добросовестные путешественники.

Этот процесс – буквальная гонка вооружений между защитными силами нашего организма и чужеродными захватчиками. Впрочем, поведение каждого паразита индивидуально. Все они зависят от помощи хозяина, который для этого даже готов заглушить защитную реакцию организма. Так, например, человеческий эмбрион, по сути, являющийся чужеродным организмом, получает не только защиту, но и снабжение всем необходимым от материнского организма через пуповину. Питание происходит с помощью особой слизи: сосуды внутри пуповины не могут сгибаться, потому что они находятся в специальной соединительной ткани. Слизь, получившая название «Вартонов студень», имеет важное значение на протяжении всего срока развития плода, которое постепенно ослабевает к моменту родов и обрывает связь между матерью и ребенком.

Рисунок 18. Флюоресцирующие голубым огнетелки (Pyrosoma) состоят из сотен и тысяч отдельных организмов, объединенных в своеобразное желе (1). Эта морская улитка охотится с помощью слизистой сети (2). Спиралевидный патоген Campylobacter jejuni (3). Морское ракообразное Phronima съедает внутренности желеобразной сальпы, затем откладывает в образованную полость яйца и использует оболочку от сальпы как выводковую камеру (4)

Королевские комнаты обставлены в темном стиле ар-нуво. Черные стены блестят, как рубцовая ткань со слизью, разворачивается металлический вихрь – это Ксеноморф, инопланетянин из фильма «Чужой». Королева занята – она откладывает еще одно скользкое яйцо. Тот, кто видел темную королеву во второй части «Чужого» режиссера Ридли Скотта, не скоро сможет забыть такую картину. Чего стоят ее тощие веретенообразные руки, костлявый хвост и щит на шее… Ее импозантный образ придумал швейцарский иллюстратор Х. Р. Гигер, вдохновляясь при этом схожими персонажами из других работ.

Г. Ф. Лавкрафт, мастер космического ужаса и, как следствие, косвенно духовный отец «Чужого», создал в своих историях вымышленный Некрономикон – мифическую книгу мертвых, своего рода книгу волшебства, состоящую из наполненных магическим знанием каракулей. Мрачные иллюстрации Гигера к фрагментам «Некрономикона» положили начало образу первого Ксеноморфа. Тем не менее королеву Гигеру пришлось придумать самому. Существуют споры о ее происхождении и о том, где Гигер черпал вдохновение, однако снова и снова говорят о Phronima – ее, бродящую по просторам бесконечной черноты со своим выводком, едва ли можно назвать хорошей матерью. Паучьи руки, глубоко посаженные глаза под великолепным щитом: вне всякого сомнения, она похожа на королеву ксеноморфов. Тем не менее не до конца известно, послужила ли она вдохновением для Гигера или нет.

Стоит добавить, что Phronima всего несколько сантиметров длиной, и, словно прозрачная сестра Диогена, плавает в прозрачной бочке в беспросветном открытом океане. Ее пристанищем является внешняя оболочка и последние останки сальпы – животного, которого Phronima выбирает в качестве объекта паразитирования. Она превращает останки сальпы в гнездовую полость для своего выводка.

Сальпы – представители класса оболочников (туникатов), которые, несмотря на простоту облика, нам, позвоночным, очень близки. Во многих ситуациях они помогают лучше понять нашу собственную эволюцию. Многие туникаты выглядят как гелеобразные бочонки и функционируют по простому принципу: морская вода затекает внутрь через одно отверстие, а через другое выходит. Планктон при этом остается внутри, там организм сальпы его фильтрует и переваривает, используя при этом сеть из слизи.

Жизненные циклы большинства туникатов невероятно сложные, поскольку они включают как одиночные, так и колониальные этапы. Во время колониальной фазы тысячи сальп объединяются в цепочки в несколько метров длиной. Другие туникаты объединяются в гелеобразный матрикс и таким образом превращаются в пиросомы, или, как их еще называют, огнетелки. Они могут достигать двадцати метров в длину, сияя при этом невероятно ярким светом. Этот свет голубыми волнами распространяется по площади цилиндра, как отмечал биолог-эволюционист Томас Генри Гексли. Когда этот цилиндр открывается, в него легко может поместиться человек, однако ныряльщикам не рекомендуется проплывать внутри этой трубы, потому что матрикс очень вязкий и неподатливый. В пиросомах уже запутывались рыбы и даже, по слухам, как-то был обнаружен один утонувший пингвин.

Элегантные аппендикулярии, или ларвацеи, выглядят как головастики. Они носят с собой слизистый фильтр, похожий на изысканное жабо. Хвосты этих существ волнообразно изгибаются и образуют ток воды через камеры фильтра, проходящий в более крупную слизистую полость – домик, где накапливаются питательные частицы в настолько высокой концентрации, насколько это возможно. Туникаты – одни из многих морских животных, использующих вязкую слизистую сеть. Она эластична настолько, что может фильтровать улов в зависимости от его величины и формы. Правда, туникатам приходится обходиться без таких бактерий, как Pelagibacter ubique, поскольку они, в силу своей особой внешней поверхности, легко проскальзывают сквозь слизистую сеть.

Однако домики быстро засоряются и сбрасываются до того, как животное произведет новый слизневый домик – у некоторых аппендикулярий может быть до сорока домиков в сутки. Эти домики опускаются на дно моря и служат важным источником питания для других видов. Это объясняет, почему пелагические туникаты, живущие в открытом океане, – в частности, сальпы, пиросомы и аппендикулярии – так важны для морских пищевых цепочек. Это очень распространенные организмы, однако в необъятной среде обитания их сложно обнаружить, а также они слишком хрупки для многих методов анализа. Поэтому исследователи зачастую фокусируются на более крепких туникатах, поскольку их проще обнаружить.

К ним относится оседлая и вездесущая Ciona intestinalis, уже давно выбранная учеными для исследования в лаборатории. При этом целью изучения этого представителя оболочников является исследование не только секретов загадочной группы организмов, но и развития нашего собственного пищеварительного тракта. В эволюционном плане наш пищеварительный тракт уникален, поскольку только млекопитающие покрывают свой кишечник одной лишь слизью. Беспозвоночные организмы в качестве барьера используют хитин, тогда как Ciona intestinalis использует и то, и другое. Она покрывает попадающие из морской воды частицы слизью, которая скручивается в жгут и в таком виде попадает в кишечник.

Рисунок 19. Оседлая Ciona intestinalis относится к оболочникам (1). Ларвацеи, такие как Barthochordaeus charon, используют фильтры из слизи, чтобы отбирать питательные частицы, поступающие из воды (2)

Микробы при этом похожи на безбилетных пассажиров, которые, тем не менее, сталкиваются со слоем хитина[7], который отделяет ткани, как физический барьер. Без этого материала туникаты бы погибли. Волокна хитина находятся в слизистом матриксе, основанном, как и гели в нашем кишечнике, на муцине. На этом сходство заканчивается, поскольку наша слизь, в отличие от слизи оболочников, имеет более сложную структуру, что необходимо в борьбе против патогенов. Наша слизь привлекает микробов с помощью специальной молекулярной приманки, схожей с их стыковочными пунктами в тканях, а затем быстро их перерабатывает. Более того, в слизи млекопитающих находятся полезные микробы, так называемый микробиом, не оставляющий места патогенам. Микробы помогают нашей иммунной системе созреть и работают с ней сообща. К тому же наш пищеварительный тракт, в отличие от тракта Ciona, разделен на специальные секции с урегулированным комплексом питательных веществ и необходимой степенью защиты.

Рот – это обманчиво благоприятная среда для микробов. Муцины в слюне совершенно по-разному обращаются с захватчиками. MUC5B, к примеру, отправляет Streptococcus mutans в сон, как Спящую красавицу, и делает этого возбудителя кариеса безвредным, поскольку он, будучи в «спящем» состоянии не сможет прикрепиться к поверхности зуба. Существует предположение, что оборонная тактика муцинов рассчитана на то, что возбудители, всегда нападающие вместе, будут находиться порознь. Другие муцины, напротив, собирают микробов вместе и избавляются от них с помощью соляной кислоты в желудке, представляющей собой некий биологический шредер.

В кислоте микробы растворяются, да и с самой желудочной тканью произошло бы то же самое, если бы она не была защищена двойным слоем слизи. Внутренний слой желудка – это невероятно плотный и вязкий гель, расположенный под вторым слоем из менее плотного геля. Как было упомянуто, только опытные лазутчики могут преодолеть такой барьер. Бактерия Helicobacter pylori нейтрализует желудочную кислоту вокруг себя, что помогает бактерии проделывать дыры в слизистом барьере. Таким образом она получает доступ к ткани, а значит, может там поселиться, что может являться причиной язвы желудка и даже рака.

Следующая остановка – это тонкий кишечник, который должен справляться как с кислой средой желудка, так и с агрессивными пищеварительными выделениями поджелудочной железы. Однако он обходится одним лишь тонким слоем гидрогеля. Если этот барьер прекращает работу, то начинается самопереваривание, которое всего через несколько часов может привести к летальному отказу всех органов. Слизь, впрочем, оснащена для борьбы с микробами – она содержит мощные защитные вещества, а также обеспечивает непременную отправку опасного груза дальше. В таком случае возбудители должны поторопиться, чтобы противостоять клейкости геля и плыть по слизи против течения. Vibrio cholerae, к примеру, движется против течения при помощи дополнительного геля и к тому же разрушает препятствия из муцина.

Другие патогены – например, возбудитель диареи Campylobacter jejuni – справляются без применения грубой силы. Если слизь все-таки смывает его своим потоком, он пытает счастья в толстом кишечнике, что говорит о высокой приспособляемости микробов. На первый взгляд оболочка толстого кишечника схожа с желудком, окутанным изнутри двумя слоями слизи. У обоих органов на ткани присутствует слой вязкой слизи, покрытый другим, менее компактным гелем. Почему же возбудитель может атаковать оба отдела кишечника, несмотря на такую защиту? Общность заключается в составе гелей, в обоих случаях основанных на муцине MUC2.

То, насколько эта молекула многогранна, становится очевидно по меньшей мере в толстом кишечнике – органе, которому, как и слепой кишке, долго не придавали значения. В Викторианской Англии толстый кишечник считался банальной трубкой, от которой можно было легко отказаться. Считалось, что он выполнял свою функцию только тогда, когда человеку грозили большие опасности. Согласно этой теории, при появлении угрозы выделения человеческого организма автоматически скапливались в прямой кишке, так как лишь подобным образом можно было избежать беды. Более того, Арбутнот Лейн, в остальном блестящий хирург, высказывал даже гипотезу о том, что ферментированная переваренная еда может отравить организм изнутри, в связи с чем решительно вырезал толстые кишечники.

В одном Арбутнот Лейн был прав: толстый кишечник – это своего рода реактор, в котором микробы собирают и ферментируют непереваренные остатки еды. Это микробиом, пристанище для триллионов бактерий, грибков и других микроорганизмов, населяющих весь наш организм, но проявляющих особую активность в толстом кишечнике. Они помогают нам в защите от патогенов, попросту не оставляя места для колонизации, подобно агрессивным наседкам в романе Найджела Хинтона «В сердце равнины». Потому что там, где все хорошие или хотя бы свободные места уже заняты, новичкам приходится покидать ботаническую и молекулярную чащу, ничего не добившись. Более того, старожилы поддерживают друг друга. Подобно птицам в зарослях, предупреждающим друг друга о лисах и котах, разные виды микробов в микробиоме заботятся друг о друге. В связи с этим некоторые бактерии снабжают своих соседей-микробов, а также весь организм в целом важными продуктами обмена веществ – например, витаминами и богатыми энергией жирными кислотами. В конце концов, микробиом действительно влияет на развитие и благополучие нашего организма. В ответ толстый кишечник дает полезным бактериям пищу и пристанище, покровительствует этому мини-зоопарку и, пользуясь слизями, удерживает контроль.

Логистически это достаточно сложная задача – удерживать патогены на расстоянии и при этом давать ограниченный доступ полезным микробам. Только в одном месте к ним относятся одинаково. Непроницаемый, содержащий антимикробные вещества слизистый слой на стенке кишечника не допускает к ткани всех микробов без исключения. А вот второй – верхний – слой более пористый, поэтому через него триллионный микробиом легко может просачиваться. Чем выше биоразнообразие в естественных экосистемах, тем эффективнее они, как правило, могут реагировать на различные помехи и вторжения. Это распространяется и на наш организм, разнообразие микробов в котором снижено в развитых странах. В то время как не все виды микробов важны и незаменимы, некоторые из них имеют ключевое значение для организма.

Бактерия Akkermansia muciniphila, к примеру, обеспечивает воспроизводство наших гидрогелей, являясь при этом хранителем кишечника и строгим распорядителем происходящих в нем заселений. Этот микроб съедает сахарные цепочки муцина в кишечной слизи, что ведет к созданию нового гидрогеля. Это стабилизирует барьер, равно как и регулярная стрижка укрепляет кусты. «Естественная склонность кустарника – превратиться в лес, – пишет Джон Райт. – Без какого-либо контроля кустарник будет просто расти дальше, с каждым днем больше и больше теряя упорядоченность».

Akkermansia muciniphila в кишечнике в том числе пополняет собственные ресурсы, что позволяет ей распространяться и дальше сражаться с патогенами, в то время как оставшаяся часть микробиома пользуется продуктами ее обмена веществ. Если эта бактерия страдает, то страдает весь микробиом, а вместе с ним и наш организм. В качестве последствий такого нарушения называют лишний вес, хроническое воспаление кишечника и острое воспаление слепой кишки. Итак, значит, многострадальный толстый кишечник – все-таки важный орган? Теперь нужно восстановить репутацию аппендикса – червеобразного отростка, выходящего из слепой кишки. Есть сведения о том, что в нем хранится аварийный запас крайне разнообразного микробиома для повторного заселения кишечника, что необходимо, к примеру, после тяжелой диареи.

Теперь мы знаем ответ и на вопрос о двух структурно разных гелях в толстом кишечнике. Существует лишь одна слизь, проходящая, впрочем, две жизненные фазы. Все начинается с триплетов [8]MUC2. Вне бокаловидных клеток они резко набухают и превращают воду в настолько плотный гель, что такие паразиты, как Entamoeba histolytica, могут пройти внутрь только с помощью своих молекулярных ножниц. Ими она разрезает муцины и, как следствие, сам барьер, создавая в нем прорехи. Организм сам может утончать этот барьер, однако вместо садовых ножниц он предпочитает использовать скальпель. Наш собственный энзим так аккуратно разрезает поверхность плотной слизи, что сеть из муцинов сохраняется, но приобретает форму более тонкого геля.

Здесь возникает совершенно новая среда обитания: в то время как в верхнем геле может и должен селиться целый микробиом, на нижний слой микробы попадают только в порядке исключения. Карантин работает, пока плотный слой слизи внизу, экипированный антимикробными компонентами, остается нетронутым. Если в оболочке появляются зазоры, то микробы всех видов стремятся к стенке кишечника, на что организм дает сильный иммунный ответ. Если конфликт затягивается, то появляется угроза хронических воспалений кишечника, таких как язвенный колит и болезнь Крона, которые наносят длительный ущерб ткани и повышают риск рака. Столь же разрушительным является излишний иммунный ответ на продукты питания.

Гели этих обширных пограничных областей должны не подпускать патогены, а также держать наш собственный микробиом на подконтрольной дистанции. В этом деле они получают поддержку, так как входят в состав мукозального иммунитета, той области защитных сил организма, которая ассоциируется исключительно со слизистыми оболочками. Например, бокаловидные клетки кишечника вырабатывают муцины, которые выполняют функцию сторожевого поста для частиц переваренной пищи. Но перед тем, как эти частицы будут поглощены тканями кишечника, в вязкой базальной мембране внеклеточного матрикса их ждут иммунные клетки. Они проверяют поступивший материал и, в зависимости от потребности, принимают решение активизироваться самим, попросить помощи или увеличить производство слизи.

Возникает вопрос, является ли защитная сила организма беспощадным убийцей или эффективным менеджером. Ответ: и тем, и другим. Дело в том, что мукозальный иммунитет должен не только защищать организм, но и терпеть присутствие дружелюбных врагов в виде микробиома. Это возможно только в том случае, если фундамент заложен с раннего детства. По сути, недоразвитый организм новорожденного созревает лишь в момент поселения в нем микробов, то есть в момент, когда микробиом, ткани и защитные силы организма налаживают сотрудничество.

Столь тонкое взаимодействие многоклеточных организмов с микробами все еще недостаточно изучено, однако все свидетельствует о долгой совместной эволюции. Все многоклеточные организмы населены микробиомом. Это накладывает на первых столь сильный отпечаток, что едва ли есть смысл говорить об индивидуальных организмах. Мы с нашими микробами образуем тесное и неразрывное сообщество, в котором на каждую клетку человеческого тела приходится хотя бы один микроб. Мы холобионты.

Рисунок 20. Головоногий моллюск Euprymna scolopes разрешает светящимся бактериям селиться в своей мантии (1). Одноклеточные хоанофлагелляты могут образовывать колонии (2). Класс Hydrozoa объединяет различных представителей, таких как медуза Aglantha digitalis (3) и гидра (4)

Жизнь головоногого моллюска Euprymna scolopes омрачают некоторые трудности: у берегов Гавайев при лунном свете он слишком заметен для хищников, проплывающих под и над ним. Вскоре после появления на свет эти моллюски собирают светящиеся бактерии вида Aliivibrio fischeri и позволяют им поселиться в покрытой слизью специальной сумке, которая полностью созревает лишь после взаимодействия с микробами. По ночам микробы светятся так ярко, что оптически их хозяин безопасно сливается с поверхностью. Днем, однако, их нерегулируемая яркость – это фактор риска. В связи с этим моллюск днем выпускает бактерии, оставляя внутри только дежурный отряд, который к ночи снова размножается до полноценной армии микробов.

Такого рода взаимодействие между многоклеточными и микробами встречается часто, однако динамичный морской дуэт, описанный выше, представляет собой особенно удачный пример для изучения. Как правило, многоклеточные хозяева сращиваются с сотнями видов микробов, образуя так называемый холобионт. Иными словами, хозяева образуют тесное единство с живущим внутри микробиомом, который населяет все аутогенные экосистемы высших организмов. Это взаимодействие настолько близкое, что сложно до конца понять, разрешаем ли мы поселиться микробам или это они выбирают для себя многоклеточных.

Долой индивида, слава холобионту! Еще не поставлена точка в вопросе соотношения сил внутри холобионта, однако концепция автономности многоклеточного организма уже считается устаревшей. Понять столь крепкие взаимосвязи в сообществе живых организмов можно только с точки зрения всего микробиома, и в качестве модели здесь напрашивается полип – пресноводная гидра. Дело упрощается тем, что ее уже исследуют в лабораториях, в первую очередь из-за ее выдающихся способностей к регенерации. С помощью нее полипы могут восстановить свое тело полностью из отдельных фрагментов. Гидра в некоторых аспектах похожа на человеческий кишечник. Она может пролить свет на процесс нашего превращения в холобионта.

Равно как и ткань в толстом кишечнике, полип снаружи покрыт многослойным гелем, в котором выделяются два явных слоя. У него рядом с тканью также расположена запретная зона для микробов, однако те все равно находят убежище во внешнем слое. Четкое разделение слизи на разные барьеры и среды обитания можно найти как в кишечнике, так и у полипов, но гидра их применяет по-своему. Вспомним: патогены в кишечнике сталкиваются с двухслойным гелем слизистой оболочки, под которой у стенки кишечника их ждет гликокаликс – плотное гелевое покрытие клеток. У гидр, напротив, есть лишь гликокаликс, крепко связанный с клетками и в одиночку создающий двухслойный барьер.

Иными словами, эволюция вынуждает многоклеточные организмы защищаться от патогенов с помощью слизи, при этом позволяя микробиому находиться рядом, но на определенной дистанции. То, какой именно гель производит слизистый барьер, не так уж важно, хотя он представляет собой самую значимую пограничную поверхность между организмом и окружающей средой. Этот барьер символизирует нашу разборчивость во взаимоотношениях с микробами, которых мы делим на заклятых врагов и старых друзей, хотя и те, и другие при идеальном раскладе должны находиться от нас на безопасном расстоянии. Все это заставляет задуматься о том, какое тесное и строго контролируемое взаимодействие между нами и микробами развилось в ходе эволюции.

Покрытые слизью поверхности свойственны высшим организмам вот уже на протяжении пятисот шестидесяти миллионов лет. Многие ученые считают их появление серьезным рубежом в эволюции настоящей многоклеточности, а может, даже ее предпосылкой. Настоящий многоклеточный организм – это не только совокупность клеток, но и различные органы и ткани. Ранние представители и пионеры обширных слизей – это гребневики (Ctenophora), стрекающие (книдарии – Cnidaria), то есть кораллы, медузы и актинии (морские анемоны) с настоящими тканями. Тогда как у губок отсутствуют слои геля, ткани, органы, а также явная граница с окружающей средой. Клетки губок просто находятся в желеобразном матриксе.

Эволюция губок – предмет спора. Есть основания полагать, что они произошли от морских одноклеточных. Эти предполагаемые предшественники, должно быть, схожи с сегодняшними хоанофлагеллятами или воротничковыми жгутиконосцами, обитающими в море. Тот, кто хочет увидеть связь между губкой и одноклеточным организмом, должен к ним присмотреться. Важнейший вид губок – это хоаноцит, как две капли воды похожий на хоанофлагеллята. Более того, он также вылавливает из воды органические частицы со слизью. Одноклеточные организмы, впрочем, тоже могут присоединиться к команде. Хоанофлагелляты ведут себя характерным образом, когда чувствуют в воде сигнальное вещество нужной им добычи. В таком случае клетка делится, однако дочерние клетки остаются связанными молекулярным клеем внеклеточного матрикса и собственными гелевыми оболочками. Вместе они принимают форму розетки, что позволяет им эффективно охотиться.

Все это может свидетельствовать об общем происхождении, из которого выделились две ветви: одна ведет к одноклеточным хоанофлагеллятам, способным к колониальному существованию, а другая – к многоклеточным губкам, не имеющим возможности стать одноклеточными. Это связано с тем, что их хоаноциты не могут своевольно отделиться от организма губки. И снова мы видим ключевую роль микробов, проявляющуюся как в том, что они способствуют образованию розетки, так и в том, что они составляют вплоть до половины массы у губок. В этом можно найти ответ на вопрос об эволюционном значении обширных слизей.

Хотя губки обладают муциноподобными свойствами, у них отсутствует граница с окружающим миром в виде гидрогеля. Это означает, что с морской водой в их организм беспрепятственно могут попасть микробы. При постоянной угрозе нападения организм не может создать органы и ткани. Более того, ему приходится использовать агрессивные вещества, чтобы обороняться от захватчиков, а этот момент уже давно интересует ученых. Столь же ранние организмы, такие как гребневики и стрекающие, напротив, контролируют контакты их поверхностей с океаном с помощью обширных слизей. Это создает достаточно закрытую среду, что позволяет им впускать микробов в очень ограниченном количестве, а также придирчиво подбирать микробиом самостоятельно.

Итак, слизистому барьеру мы обязаны своим существованием, а если точнее, то наличием кишечника и, что неожиданно, легких. Выступ кишечной трубки превратился в респираторную поверхность для дыхания. Это дало нам возможность жить на земле и создало в процессе эволюции наши легкие. Этому есть свидетели-современники: двоякодышащие – это самые старые ныне живущие предшественники четвероногих позвоночных. Они дышат воздухом и имеют клетки с волосовидными отростками. Это так называемые реснички: они передвигаются все вместе и переносят слизь. У двоякодышащих Protopterus aethiopicus они находятся как в кишечнике, так и в передней части легких, что подчеркивает эволюционное родство этих органов.

Это наследие, которое мы до сих пор храним в себе. Хотя реснички и отсутствуют в человеческом кишечнике, они есть в дыхательных путях, где они помогают избавиться от слизи, наполненной микробами и вредными веществами. Это напоминает зубную пасту на щетке, поскольку сами реснички находятся в специальной антимикробной жидкости, покрытой двухслойным гелем. Нижний слой более проницаем, тогда как вязкая слизь, в которой как в клее застревают патогены и вредные частицы, находится сверху. Реснички должны свободно передвигаться в этой водянистой среде, но при этом им нужно иметь точный доступ к слизи, которую им придется уносить. Если гель слишком сильно давит на реснички, этого не получится.

При многих заболеваниях дыхательных путей и при хронических заболеваниях, таких как муковисцидоз, невозможно избавиться от нездоровой вязкой и клейкой слизи. Следствием этого является воспалительная реакция, при которой высвобождаются молекулы, притягивающие опасных возбудителей, таких как Pseudomonas aeruginosa. Они предпочитают селиться в геле, при этом повреждая ткани. Между тем есть указания на то, что производимая в избытке особо плотная слизь может вести к рубцеванию легкого и частичной потере им своей функции.

Все обширные гидрогелевые оболочки должны препятствовать попаданию патогенов в организм, приманивая и обманывая их. Одновременно они должны давать приют микробиому. Если задачи так похожи, то почему же гидрогели такие разные? Потому что они покрывают различные пограничные поверхности, выполняя помимо защиты еще и другие функции. Гидрогели к этому приспособлены. Гелевая оболочка на внешней поверхности наших глаз, к примеру, тонкая и прозрачная, чтобы не создавать помех зрению. Она в качестве смазывающего средства помогает веку подниматься при моргании и не приклеиваться к влажному глазу. На противоположном конце спектра находится слизистая пробка маточного зева, которая в ходе менструального цикла, в зависимости от фертильных дней, либо уменьшается, либо увеличивается, а также меняет степень пористости.

Полезные микробы непреклонны по отношению к патогенам и благожелательны по отношению к заселившимся соседям, и только при их потере становится очевидно, насколько важные функции они выполняют для человека. Без микробиома полип гидра погибает, как правило, от грибковой инфекции, даже если в него заселяются новые бактерии. Состав микробов должен быть полным, однако какая комбинация подходит? Никакой микробиом не заложен заранее и не статичен. На его состав влияет индивидуальное строение хозяина, его иммунная система, слизистые барьеры, диета, болезни, а также контакты с представителями того же вида. Следовательно, микробиом – явление исключительно индивидуальное и может меняться до пожилого возраста.

Едва ли можно определить идеальный микробиом или состав микробов с наиболее широким спектром действия. Многообразие экосистемы человека делает его более устойчивым к различным угрозам. Подобное многообразие, правда, характерно лишь для доиндустриальных обществ. Сейчас же мы приносим микробное разнообразие в жертву очередной жесткой диете, чрезмерной гигиене и антибиотикам. Также дополнительными разрушающими факторами являются стресс и инфекции. Дисбактериоз – это систематическое отсутствие разнообразия бактерий, имеющее значение при многих заболеваниях, таких как астма и аутизм, а также аутоиммунных заболеваниях и диабете второго типа.

Если в кишечнике нарушается баланс, это может быть на руку таким опасным микроорганизмам, как бактерия Clostridium difficile. Антибиотики – это незаменимые вещества, но их надо употреблять с умом, поскольку они наносят ущерб нашему микробиому. Именно при таких обстоятельствах активизируются патогены, с которыми многие ошибочно пытаются справиться с помощью новых антибиотиков. В противовес этому существует иной, достаточно нестандартный метод – трансплантация фекальной микробиоты. В этом случае пациенту пересаживается фекальный материал здорового родственника, что закладывает основу нового, здорового микробиома. При таких возбудителях, как Clostridium difficile, шансы на успех этого метода очень высоки. Этот способ в будущем должен быть использован и при других видах дисбактериоза.

Развитие микробиома подвержено опасностям с самого начала. Многие матери дают своему потомству первичный запас микробов. Аналогично поступают растения со своими семенами и животные со своими яйцами. Микробное нападение на человеческого детеныша начинается в момент рождения. Кесарево сечение меняет порядок заселения ребенка микробами, потому что он сталкивается с микроорганизмами кожи матери, а не кишечника и влагалища. Насколько это влияет на здоровье ребенка в дальнейшем и влияет ли вообще, остается неясным. По крайней мере, молоко матери снабжает ребенка бактериями кишечника и муцинами для защиты от патогенов. После получения первичной дозы микробов ребенку нужно поддерживать свой микробиом самостоятельно. При этом на состав микробиома человеку можно повлиять лишь в ограниченной степени.

Дежурная группа микробов необходима, в том числе потому, что они выполняют определенные фундаментальные функции. При необходимости на помощь приходят специалисты. В кишечнике такая необходимость определяется прежде всего диетой. Одно исследование показало, что в кишечниках контрольной группы людей из Америки предпочтение отдавалось бактериям, помогающим переваривать продукты как с высоким содержанием жиров, так и протеинов. У группы испытуемых из сельских частей Африки, наоборот, предпочтение было в сторону бактерий, разлагающих углеводы, содержащиеся в бобах и других сортах овощей. Через две недели после зеркальной смены диеты американцы стали показывать «африканские» результаты в микробиоме кишечника, в целом также улучшив показатели по здоровью.

Одновременно представители из Малави благодаря картошке, бургерам и хот-догам впервые показали «американские» характеристики в плане микробов, в том числе слегка повышенные показатели риска диабета и рака толстого кишечника.

Микробиом без устали дежурит на посту у всего организма. Почему же мы сами не выполняем эти задачи? Согласно одной теории, ранние многоклеточные, возможно, были перегружены растущими требованиями своего сложного организма. Следовательно, в пищеварении, например, они переложили часть задач на микробов – отдали, так сказать, на аутсорсинг. Взамен они предложили микробам поверхности своего организма в качестве жизненного пространства, а с ним защиту и пропитание вдобавок. Возникает вопрос, был ли у многоклеточных выбор вовсе. Первые животные появились в мире, в котором к тому моменту уже три миллиарда лет доминировали бактерии. Бактерии были центральной составляющей нашей окружающей среды и использовали новичков как гостеприимную среду обитания. Есть вероятность того, что микробы и вовсе дали первоначальный толчок нашему развитию.

Мы считаем слизь такой отвратительной, хотя ее роль в науке на протяжении последних веков, если не последних тысячелетий, была значительна и незаменима. Еще в Древнем Египте слизь считалась дарителем жизни, а затем, много-много лет спустя, когда теория эволюции Чарльза Дарвина опровергла роль Бога как создателя, она была признана связующим звеном между неодушевленным миром и жизнью. В результате началось исследование слизи как источника жизни и материализовавшейся жизненной силы. Это была так называемая протоплазма, клеточная слизь, призванная принимать сигналы из окружающей среды, сохранять их как шаблоны и передавать их потомкам. Это исследование было настолько революционным, что нашло отражение даже в современном искусстве, например, в работах художника Эдварда Мунка. Что же говорит эволюционная биология сегодня? Удивительно, но слизь переживает некую эпоху возрождения, правда, не в роли дарителя жизни, а в качестве возможного безопасного пространства для первых биологических молекул и ранних клеток, которые бы не выжили без нее в экстремальных условиях окружающей среды.

Рисунок 21. «Челленджер» впервые исследовал океан (1), а глубоководная медуза Tiburonio granrojo (7) была обнаружена недавно. Гребневики Ctenophora составляют отдельный тип (2, 3). Защитные слои (4) сохраняют кабель в целости на трансатлантическом маршруте (5). «Я думаю»: эскиз Чарльза Дарвина (6)

А вдруг море пошлет к моим ногам слезы маленькой русалочки? Слезы словно прозрачные жемчужины, мерцают в воде, преломляя свет во всех цветах. Я беру одну слезинку в руку, но она тут же исчезает, превращается в капельку желе и возвращается в прежнюю форму лишь снова в воде. Правда, быть может, это гребневик-чужестранец, отдаленно похожий на сцифоидных медуз, но относящийся к отдельному типу Ctenophora. Эволюционно они настолько древние, что могут составить конкуренцию губкам. Этот вопрос является предметом яростных научных дебатов уже много десятилетий.

Кто же они – самые древние животные? Многие факты указывают на то, что это примитивные губки, клетки которых без особой ткани и органов просто находятся в слизистом матриксе. Желеобразные гребневики с их кишечником и нервной системой, в отличие от губок, имеют более сложную структуру. Радуга цветов, светящаяся на их теле, возникает из-за преломления света. Это происходит благодаря организованному движению волосовидных ресничек, расположенных на гребнях животного. Реснички также направляют ко рту добычу, прилипающую к слизистой поверхности животного. Тем не менее об истории развития конкретного организма не всегда можно так легко судить по внешним признакам.

Победа за гребневиками? Неожиданно, но одно крупное исследование объявило гребневиков Ctenophora самыми древними животными на Земле. Простые по структуре губки, вероятно, произошли от предков, имевших более сложное строение. Такое бывает: иногда эволюция делает шаг вперед, а затем два назад. На примере животных, появившихся более шестисот миллионов лет назад, становится очевидно, как тяжело объяснить эволюционные взаимосвязи, даже пользуясь современными методами.

Таким образом, вряд ли когда-нибудь удастся однозначно ответить на вопрос о точной структуре древа жизни, ведь у него есть столько возможных вариантов. Уже давно существует традиция использовать древо как метафору для отслеживания истории отдельных семей. Примером тому в церкви служит Древо Иессеево, где из мертвого Иессея произрастает дерево, на ветвях которого аллегорически изображена родословная Иисуса Христа. Помимо этого, многие королевские семьи и другие высокопоставленные династии таким способом фиксируют свою историю. А ботаническая традиция наложила отпечаток на наш язык. Откуда пошло слово «отпрыск»? Слово Stammhalter означает продолжатель рода, буквально – удерживающий корень. Может ли фигурально засохнуть одна из ветвей семьи?

Столь же часто древо жизни использовалось в натурфилософии, обозначая жизнь, правда, застывшую в определенном состоянии, status quo. Любое изменение – например, вымирание вида или, наоборот, его развитие – ставило под сомнение процесс творения и, как следствие, самого Творца. По этой причине губки, гребневики и другие группы животных, словно елочные игрушки, оказывались на концах веток древа жизни в несколько неорганизованном виде, без явной связи с другими группами. После того как Чарльз Дарвин в середине XIX века представил миру свою эволюционную теорию, подход принципиально изменился.

Отныне можно проследить развитие истории жизни за миллионы лет, поскольку Дарвину удалось показать, что биологические виды появляются, развиваются и прекращают существовать посредством изменений и естественного отбора. Таким образом, природа – это пронизанная различными взаимосвязями саморазвивающаяся система. В поисках подходящей метафоры Дарвин выбирал между такими выражениями, как река жизни, легкие жизни и коралл жизни. В конце концов выбор пал на традиционное «древо жизни», упомянутое в записной книжке Дарвина.

Летом 1837 года он сделал набросок деревца, скорее даже хиленького кустарника, наклоненного в сторону, подписал I think сбоку и в итоге сделал выбор в пользу метафоры «древо жизни». Это деревце – единственная иллюстрация в «Происхождении видов», революционном произведении Дарвина. Правда, в книге растение имеет уже более солидный вид: оно стоит прямо и имеет четкое деление на следующие друг за другом поколения видов. Детали отсутствуют, так как Дарвин стремился в целом обрисовать процесс эволюции. В «Книге о деревьях» Мануэль Лима отмечает, что в качестве новинки Дарвин показал изменения с течением времени, создав, таким образом, первое эволюционное древо жизни. В науке до сих пор ведутся ожесточенные споры о его конкретной структуре.

Томас Генри Гексли вошел в историю как «бульдог Чарльза Дарвина», поскольку он яростно защищал его тогда еще молодую теорию эволюции. При необходимости Гексли заступался и за других философов-натуралистов. «Я назвал это вещество [первичную слизь] Bathybius haeckelii и надеюсь, что ты не будешь стыдиться своего крестника», – писал он в 1868 году натуралисту, философу и художнику Эрнсту Геккелю, который столь же упорно продвигал дарвинизм в Германии. «Разумеется, я очень рад появлению Bathybius haeckelii и горд быть его крестным отцом!» – писал Геккель в ответ.

Bathybius haeckelii подтверждал центральную гипотезу натурфилософии Геккеля и объяснял происхождение жизни. Вопрос происхождения жизни – это пробел, который стало сложно заполнить с того момента, как теория эволюции Дарвина опровергла библейскую теорию творения и объявила человека потомком обезьяны и других животных. Кто же тогда, если не Бог, совершил первое изобретение? Как впервые из неопределенной материи появилась жизнь? Эрнст Геккель попробовал осмыслить этот вопрос и назвал первичную слизь источником происхождения всей жизни. Эта слизь, по его представлению, покрывала большую часть морского дна, а может, и всю его поверхность. Это вещество представляет собой границу между живым и мертвым, а также непрестанно производит новые виды.

Таким образом, все живое на Земле произошло от толстого слоя слизи. Проблема состояла в том, что у Геккеля не было возможностей это доказать. Как натуралист, он активно занимался морскими видами. Он вылавливал их из моря, а затем описывал и обрисовывал так идеально и детально, что его изображения послужили вдохновением для творцов в стиле модерн. Правда, с помощью весельной лодки и рыболовной сети он не мог достать со дна моря первичную слизь. Внезапно ему на помощь пришел технический прогресс и «бульдог Дарвина». В середине XIX века начались глубоководные исследования, пусть и не под научной эгидой. Задачей было измерить дно, глубину и другие свойства Атлантики, чтобы найти подходящий маршрут для подводных телеграфных кабелей.

До этого сообщения между Европой и Америкой передавались с помощью кораблей. Отчего же теперь было не воспользоваться телеграфом? Необходимая техника уже существовала. Самуэль Морзе установил соединение между Балтимором и Вашингтоном. Также в проливе Ла-Манш уже был кабель. Установка трансатлантического соединения, разумеется, была гораздо сложнее, в том числе потому, что не хватало одного корабля для транспортировки кабеля. Первому разговору американского президента Джеймса Бьюкенена и королевы Виктории предшествовали многие ошибки и неполадки. Правда, вскоре после этого, в 1858 году, общение было разорвано, поскольку Лондон погрузился в туман «великого зловония», когда вообще вся жизнь в городе была парализована.

Прошло много лет, прежде чем было установлено надежное, длительное соединение, сохранившееся на долгие годы. Его отчасти предугадал Жюль Верн в своем романе «Двадцать тысяч лье под водой». «Он [кабель] имел вид длинной змеи, обросшей раковинами и водорослями, облепленной каменистой коркой, предохраняющей его от сверлящих моллюсков, – говорится там в вымышленном воспоминании современника. – Кабель лежал плотно, не раскачиваясь, давление на него было благоприятное. Время действия этого кабеля бесконечно, так как резиновая оболочка становится прочнее от пребывания в морской воде». Разумеется, электрическая «морская змея» не была бессмертной, но изобретение можно было считать успешным, во многом благодаря кораблям, предварительно долгие годы исследовавшим океан. Корабль «Циклоп» сыграл при этом большую роль при первичных измерениях, при этом один из членов экипажа находился там по поручению старого друга – Томаса Гексли. Он должен был обеспечить ему свежий материал для научных исследований. Более точные инструкции моряк получил уже в пути, в частности, какие именно пробы желательно было бы найти и как их сохранить. Кажется, во всем этом немалую роль сыграл крепкий алкоголь.

По непонятным причинам Гексли долго ждал и начал свое исследование лишь через десять лет после возвращения «Циклопа». Его ждал сюрприз: консервированная морская вода содержала кусочки желеобразной слизи, похожей на яичный белок с фрагментами мела. Гексли не сомневался: эта бесцветная и бесструктурная масса была первичной слизью, о которой говорил Геккель. В честь автора идеи Гексли назвал находку Bathybius haeckelii. Другие биологи-эволюционисты также поддались «слизистой лихорадке» и имели успех.

С морских глубин достали различные варианты Bathybius, в том числе очевидно примитивную форму из арктических вод, которую тут же объявили предшественником всех первичных слизей, так как древа жизни в тот момент были в моде. Всех сомневающихся убеждали тем, что Bathybius демонстрировал движения, свойственные организму. Правда, особенно они были заметны в минуты морской качки. Геккель чувствовал себя польщенным, Гексли писал о вопросе с чрезвычайным увлечением, и лишь осторожный Чарльз Дарвин, подобно нескольким другим философам-натуралистам, относился к находке скептически.

Таким образом, не все были однозначно убеждены феноменом Bathybius. Впрочем, внезапно пришла поддержка из Канады, правда, не из моря, а со Скалистых гор. Там были обнаружены каменные артефакты, получившие статус самых старых организмов, а вместе с тем и очень поэтические имена. Их назвали Eozoon canadense, то есть животные красной зари, поскольку они символизировали зарождение, рассвет жизни. Сложно было не заметить сходство между Eozoon и первичной слизью Bathybius.

«Это явление проливает свет на устройство первичных организмов и показывает нам простоту жизненных функций и их субстратов», – говорил немецкий зоолог и писатель Альфред Брэм о канадской находке, одновременно указывая на ее незащищенную органическую природу.

В пыльных архивах Музея Хантера в Глазго можно найти кусочки Eozoon, которые мне было разрешено более внимательно рассмотреть под микроскопом. «Животное красной зари» я своими неопытными глазами не могу распознать – нет никаких указаний на этот примитивный организм, лишь тонкие полосы в камне.

Впрочем, родство с канадской находкой в итоге не спасло Bathybius. Предполагаемые окаменелости представляли собой просто минеральные псевдофоссилии. Первичной слизи при этом тоже была уготована очень короткая слава, так как современная наука признала теорию первичной слизи ошибочной гипотезой. Во второй половине XIX века наряду с техническим прогрессом началось исследование новых побережий. Установщики кабеля достали осадочные пробы из морских глубин. Затем, с 1872 по 1876 годы, происходила экспедиция «Челленджера», положившая начало океанографии.

Вначале нужно было убрать пушки с борта и установить вместо них лаборатории. После этого команда корабля смогла измерить море, а также исследовать его обитателей при помощи тысячи проб. До сих пор этот материал до конца не собран воедино, а, напротив, разбросан по разным музеям и учреждениям. Несомненным прогрессом было использование исключительно научных критериев для изучения таинственного и неизвестного жизненного пространства, скрытого под волнами. Это – новый мир c мириадами неизведанных живых существ. Лишь первичная слизь остается загадкой. На самом деле, «Челленджер» должен был найти и установить среду обитания и облик Bathybius haeckelii, однако поиски остались безрезультатными.

Емкости для проб вернулись на борт пустыми. Лишь когда они, по инструкции Гексли для «Циклопа», были законсервированы в спирте, в морской воде появилось давно знакомое желе. Никаких сомнений: первичная слизь была продуктом консервации, а точнее – сульфатом кальция, отделившимся от морского ила в результате химической реакции со спиртом. К сожалению, со временем проба первичной слизи, сделанная Гексли, затерялась. «Искусственный» Bathybius экспедиции «Челленджера», в свою очередь, до сих пор находится в Музее Хантера в Глазго вместе с кусочками Eozoon.

Коллекция переезжает в более новое и современное здание. Надеемся, что от этого не пострадает атмосфера старого музея, напоминавшего кабинет антиквара; не потеряется дуновение из той эпохи, в которой природа не была сильно отграничена от антропогенных артефактов, а ископаемые были выставлены рядом с резными изделиями. Предполагаемая первичная слизь, занимавшая несколько промежуточное положение, появилась, чтобы заполнить пробел, оставленный революционной теорией эволюции Дарвина. Здесь, в Музее Хантера, баночка с первичной слизью стоит так высоко, что о ней можно только догадываться, а не то, чтобы увидеть среди других экспонатов. Это невольная метафора для ее краткосрочной славы в качестве жизненного начала.

Для сторонников теории о первичной слизи смерть Bathybius была тяжелым ударом. Гексли сразу отступил, а вот Геккель еще десять лет держался за своего «крестника». Bathybius был фундаментом его философии, которая теперь могла распасться на куски. Историк науки Филип Рейбок задался в 1975 году вопросом, почему даже выдающиеся ученые поддались обманчивому образу первичной слизи. Он пришел к выводу, что Bathybius давал универсальный ответ на многие ключевые вопросы в разных научных дисциплинах. К примеру, первичная слизь дала объяснение происхождению жизни, а еще и предложила себя в качестве кандидата на статус самого старого и примитивного организма на Земле. Во второй функции слизь даже послужила доказательством загадочной протоплазмы, слизи внутри клеток – их души и сути жизни как таковой.

Bathybius мертв – да здравствует морской снег? Несколько лет назад одна публикация снова коснулась истории первичной слизи, представив альтернативное объяснение. Проба Гексли, вопреки ожиданиям, могла оказаться биологической слизью, если точнее – органическим мусором в море. К нему относится выделяемая многими организмами слизь, микробные гели и другие останки, которые в форме больших хлопьев так называемого морского снега опускаются на дно океана с более высоких слоев воды. Такой снег может образовывать осадок метром в высоту. Не первичная слизь, но все же чрезвычайно интересное явление.

Рисунок 22. Гидротермальные источники срединно-океанических хребтов, также известные как «черные курильщики», выпускают высокоминерализованную горячую воду (1). Изображение предполагаемой первичной слизи Эрнста Геккеля под названием Bathybius haeckelii, 1870 (2). Маточная труба амфибий с набухшим гелем, которую иногда сравнивают со «звездчатым желе» (3)

Если звезда замерзает, отсоединяется ли ее слизистая оболочка и пытается ли попасть на Землю? В один весенний день я заметила, как у маленького пруда лежат молочные комочки, разбросанные по траве. Они были жесткими, но эластичными, при этом самый большой из них размером почти в мою ладонь. На протяжении сотен лет такие находки называли «небесной слизью», или Sputum astrotum, реже – звездчатое желе, или метеорологическое желе. Научное объяснение носит гораздо более приземленный характер. Весной амфибии женского пола до предела наполнены тысячами яиц, которые находятся в специальном желе. Если на лягушек и жаб в это время нападают лисы или другие хищники, они преждевременно выделяют часть икры, которая при соприкосновении с влажной травой увеличивается в размере и вызывает отторжение у нападающего.

Так, значит, от звездной слизи мы спасены. Правда, по мнению некоторых ученых, четыре миллиарда лет назад молодая еще Земля могла заразиться чем-то, в лучших традициях Лавкрафта. И заразилась она самой жизнью. Это попытка пролить свет на ту темноту и неизвестность, которая окружает тему происхождения жизни. Земля сформировалась четыре миллиарда шестьсот миллионов лет назад в виде сияющего огненного шара из космической пыли и газа. Чуть спустя она столкнулась с другим небесным телом. В результате столкновения от Земли отделилось вещество, которое уплотнилось и, вероятно, стало Луной.

Чудовищное время: Земля вращалась в восьмичасовых днях, постоянно бушевали массивные штормы. Вулканы извергали ядовитые газы, а Луна, в свою очередь, находилась так близко, что создавала огромные волны в палеоокеане. Эта эра называется Катархеем, что заимствовано от названия Гадес – подземного мира в греческой мифологии. Несмотря на все сложности, где-то здесь, в безопасном уголке, зарождалась жизнь. Что мы найдем, если ненадолго оставим венец древа жизни и спустимся к корням? На этом пути есть много развилок, например, появление эукариотической клетки, возникшей из слияния микробов. Любопытно, что у нее первой было обнаружено ядро с оболочкой. Таким образом, эукариотическая клетка, будучи источником происхождения всех высших организмов, положила конец единоличному верховенству микробов.

В поиске ответа на вопрос о происхождении жизни мы также сталкиваемся с LUCA, последним общим предком (Last Universal Common Ancestor) всех живых существ. Еще Чарльз Дарвин, проявив великолепную интуицию, предположил, что все существующие сегодня виды имеют общего предка. Последний общий предок, впрочем, несмотря на все современные анализы, может быть лишь теоретическим конструктом. Для его выработки изучаются гены распространенных и глобально не поменявшихся видов до момента их пересечения в определенной точке. Эта точка – LUCA, сумма искусственно измененных, или скорее омоложенных, сущностей. LUCA обозначает не старейшего микроба, а прародителя, от которого, благодаря генетическому превосходству, недостатку конкуренции или простому совпадению, произошла сегодняшняя жизнь во всем ее разнообразии.

Несмотря на загадочность LUCA, он, благодаря своим точно подсчитанным характеристикам, может рассказать нам некоторые детали. Итак, согласно ему, наш последний общий предок жил по меньшей мере три с половиной миллиарда лет назад в глубине океана, на морском дне, рядом с гидротермальными источниками, выпускавшими высокоминерализованную воду и снабжавшими микробов энергией. LUCA – это ранний, но все же сложноустроенный фундамент нашей истории. Что же мы найдем, если, пропустив его, дойдем до основания Древа Жизни? Эрнст Геккель в качестве объяснения предлагал первичную слизь Bathybius, находящуюся между неживым и живым миром. И все же где и как зародилась жизнь?

Эти процессы так сложно отследить, поскольку они происходили невообразимо давно на планете, сильно отличавшейся от нашей нынешней своим крайне бурным темпераментом. Здесь больше вопросов, чем ответов, но мы можем попытаться дать хотя бы одно объяснение. Что такое жизнь? Достаточно ли одной органической молекулы или нужно объединиться нескольким? А может, требуется целая клетка? По этому вопросу в науке нет единого мнения, но при этом ученые сходятся в части тех условий и предпосылок, которые должны присутствовать, чтобы сделать жизнь возможной в принципе.

Необходимо самовоспроизводство, чтобы передавать собственные свойства следующим поколениям. Также крайне важна самоорганизация, поскольку она превращает биологические структуры в единство, представляющее собой нечто большее, чем просто сумму отдельных частей. Следующий ключевой момент – это обмен веществ, способствующий выработке энергии. А окружающая среда? У ранней жизни на Земле даже скоординированные и организованные процессы не могли происходить без защиты от хаотичного внешнего мира.

Первым организмам приходилось ограждаться, равно как и сегодняшним клеткам с их биологической мембраной. Как это было возможно на ранней Земле? Когда? Где?

Ответ на вопрос «как» берет свое начало в предбиологической эволюции, когда химия начала распространять свое действие на биологию, в результате чего стали появляться простые компоненты, впоследствии объединившиеся в более сложные структуры. Это были протеины и РНК, хранитель информации, родственный ДНК нашей клетки, но представляющий собой более простую нуклеиновую кислоту. Вместе они, вероятно, образовали простую клетку. При этом, как станет известно позднее, решающую роль в этом играли гидрогели. На вопрос «когда» также есть ответ: канадские ученые обнаружили определенные следы, указывающие на присутствие микробов в камне, насчитывавшем четыре миллиарда лет. Таким образом, это свидетельство присутствия сложноустроенного живого организма. Это подтверждено не до конца, но многие находки и открытия указывают на то, что жизнь появилась удивительно быстро после возникновения самой Земли, и столь же стремительно начала развиваться.

Самый сложный вопрос – «где?». Мы все инопланетяне? Астробиологи считают, что происхождение жизни отчасти произошло в космосе, откуда, как говорят, молекулы, поспособствовавшие зарождению жизни, попали на Землю с помощью астероида. Космический импульс мог бы объяснить, как жизнь на Земле, несмотря на столь сложные внешние обстоятельства, быстро укрепила свои позиции. Кроме того, на астероидах были найдены биомолекулы – к примеру, аминокислоты, – составляющие основу протеинов. В любом случае описанный выше сценарий не дает точного ответа на вопрос о происхождении жизни, а скорее просто отодвигает его еще дальше – в космическую плоскость.

Земные сценарии тоже имеют место – например, гипотеза о зоне прибоя палеоокеана или о водных резервуарах во льдах, в которых ранние молекулы могли долго продержаться из-за низких температур. Чарльз Дарвин, в свою очередь, высказал гипотезу о дарящем жизнь болоте, о чем и писал ботанику Джозефу Далтону Хукеру: «Но если (ах, это очень большое “если”) мы могли бы представить, что в маленьком теплом болотце со всеми видами аммонийных солей фосфатида и фосфорных солей, светом, теплом, электричеством и т. д. химическим образом могло получиться протеиновое соединение». Правда, великий Дарвин не осмелился публично защищать этот тезис. По его словам, вопрос о происхождении жизни был ultra vires (то есть за пределами полномочий) для ученых того времени. Тем не менее идея спокойного происхождения жизни также присутствовала и, более того, нашла отражение в стихотворении Готфрида Бенна 1913 года «Напевы». В нем поэт в виде «кусочка слизи» мечтает вернуться в бытие наших предков, в теплое болотце, что, правда, больше говорит об усталости от жизни, чем выражает научную позицию. После долгого затишья теплое болотце Дарвина снова становится темой для обсуждения среди ученых. Правда, теперь речь идет скорее о горячем вулканическом солевом озере, а не о теплом болоте, которое Дарвин, вероятно, наблюдал в идиллическом Кенте на юго-востоке Англии.

Впрочем, еще популярнее теория о том, что жизнь началась у гидротермальных источников в вечной темноте глубокого моря. В 1977 году у морского дна были обнаружены так называемые «черные курильщики», из которых в океан поступает насыщенная минералами вода температурой до 400 °C под давлением в сотни атмосфер. Плотный бактериальный газон был расположен по краям этих источников и создавал основу для экосистемы, самыми узнаваемыми представителями которой являются ярко-красные черви Riftia, которые при необходимости могут прятаться в своих белых оболочках. В тканях этих червей обитают бактерии, получающие энергию от минеральных источников и снабжающие ею своего хозяина.

Именно так в первый раз было доказано присутствие жизни в столь экстремальной среде без солнечного света и под высоким давлением. Поскольку эта среда отчасти напоминала Катархей, «черные курильщики» долго оставались фаворитами в вопросе о происхождении жизни. Тем не менее они, вероятно, имели слишком высокую температуру для хрупких биомолекул. Таким уязвимым структурам было бы легче выжить рядом с более мягкими подводными гидротермальными источниками. Примером таковых являются достигающие шестидесяти метров в высоту щелочные «белые курильщики», которые находятся в зоне под названием «Потерянный город» в Атлантическом океане.

Они уходят глубоко в морское дно, где, согласно одной современной теории, сформировались, обогащались, взаимодействовали между собой и конкурировали первые биомолекулы. Гидротермальные источники чрезвычайно пористые, со множеством маленьких ниш, в которых, вероятно, как в каменных дырах, могли параллельно происходить многочисленные эволюционные эксперименты. Можно назвать эти явления неким мозговым штурмом, тест-драйвом жизни, происходившим в безопасности от разрушительной окружающей среды, но все же в тесном с ней контакте. Свидетельством тому является еще и тот факт, что при взаимодействии кислой морской воды с щелочными источниками выделяется энергия, способствующая ускорению биологических процессов. В этом состоит данная теория, но доказательства ей, как и всем остальным, найти практически невозможно.

С 1940-х годов в качестве колыбели тогда еще уязвимой и нежной жизни рассматриваются глинистые минералы, поскольку биологические структурные элементы могут поселиться и закрепиться на их пористых поверхностях. Эта идея всегда была на втором плане, но сейчас набрала популярность в актуализированной форме. Согласно ей, глинистые минералы на раннем этапе были альтернативой защитной клеточной мембране. В морской воде и в условиях, которые были свойственны палеоокеану, минералы могли создавать гидрогель, на котором биомолекулы охотно селились и от которого обогащались. Впрочем, эта желеобразная масса способна на большее: она защищает нуклеиновые кислоты, такие как ДНК, дает им возможность осуществлять функции по дублированию и передаче генов в протеинах, а также даже ускоряет воспроизводственные процессы.

Итак, разрушительные энзимы были вынуждены держаться на дистанции, а продуктивные энзиматические реакции, наоборот, получили импульс. Ученые предполагают, что определенные энзимы, особенно хорошо функционирующие в глинистом гидрогеле, могли развиться в ходе эволюции. Кроме того, тут скрывается ответ на вопрос, как протоклетки могли изолироваться без современных сложных мембран. Дело в том, что им это было и не нужно, потому что гидрогель сам создавал защищающее от окружающей среды пространство.

Возможно, не было необходимости и в глинистом матриксе. Если структурные компоненты нуклеиновых кислот накапливаются в большом количестве, то, например, при перепаде температуры, они могут объединиться в более длинные молекулы. Правда, часто они вскоре снова отделяются. Как показали мюнхенские физики Дитер Браун и Кристоф Маст, многие цепочки ДНК и РНК при определенных обстоятельствах все же остаются стабильными и, даже объединившись с аналогичными молекулами, образуют более крупные комплексы.

С этим связано одно интересное наблюдение: нуклеиновые кислоты сами создавали гидрогели толщиной в несколько миллиметров. Подобное поведение было также замечено у протеинов. Иными словами, центральные биомолекулы клетки могут создавать слизи для себя одних.

Сыграли ли гидрогели роль в развитии первых клеток? Не существует однозначного доказательства, однако в современных клетках чувствуется определенное эхо. Клетки – это не гидрогели, но имеют с ними много сходств. Наконец, они за счет трехмерной структуры пронизаны полимерами, скрепляющими жидкость внутри клетки. В результате получается определенный вязкоупругий гель, в котором отдельные молекулы и структуры могут свободно передвигаться. В любом случае органеллы, такие как ядро клетки и митохондрии, имеют свои собственные оболочки.

Рисунок 23. Многометровые «белые курильщики» (1) создают гидротермальную среду в глубинах Атлантики. Она носит название «Потерянный город» и представляет собой экстремальную окружающую среду, в которой микробы выживают благодаря тому, что окружены слизистыми биопленками (2)

В предприятии под названием «клетка» органеллы представляют собой отделы, к которым требуется код доступа. Например, тот, кто хочет попасть в ядро клетки, должен сначала пообщаться с очень придирчивым гидрогелем в одной из пор ее гелевой оболочки. Остальные молекулы делят пространство внутри клетки как общую рабочую зону без четко закрепленных мест. В целом царит некий хаос, однако при необходимости молекулы объединяются в команды и начинают работать над отдельными проектами. Протеины в таком случае объединяются в собственный гель в и без того желеобразном пространстве внутри клетки. Эти структуры называются немембранными органеллами. Они могут образовываться также и в ядре клетки. Здесь речь идет о жидких капельках, которые взаимодействуют друг с другом, но при этом не смешиваются с остальным содержимым клетки. Таким образом, это открытое, но разделенное на зоны пространство, предназначенное для конкретных функций. Речь идет об активности генов, производстве протеинов, клеточной реакции на стресс и других важных процессах, протекающих здесь под контролем и без отвлекающих факторов.

Впрочем, опять же, это временное явление, поскольку немембранные органеллы вскоре снова распадаются. Если же они остаются в подобной форме, последствия могут быть серьезными. Иными словами, четко отлаженный процесс выходит из-под контроля, а жидкие капли застывают и становятся жестким материалом. Ученые связывают такие нарушения с тяжелыми заболеваниями, например с болезнью Альцгеймера. При данной форме деменции в мозге откладываются нерастворимые клубки, которые разрушают нервные клетки.

Тем не менее все еще мало известно о строении, функции и растворении этого геля. Правда, есть указания на то, что чрезмерно застывшие немембранные структуры могут играть роль и при других видах деменции, при болезни Паркинсона, а также при диабете второго типа и боковом амиотрофическом склерозе. Эти процессы исследуются медленно, потому что сама цитоплазма – это очень сложная жидкость, и немембранные органеллы сохраняются только в этой среде. Несмотря на это, эти вопросы могли бы развить совершенно новые отрасли клеточной биологии, выводы которой пригодились бы как здоровым, так и больным организмам.

Рисунок 24. Слизевики растут в форме токийской сети железных дорог (1). Томас Генри Гексли, «бульдог Чарльза Дарвина» (2). В «Путешествиях Гулливера» Джонатана Свифта (1726) герой встречает Гуигнгнмов (4) в одноименном месте (3). Плодовое тело слизевика Physarum psittacinum (5)

Если дети попадают в плохую компанию, родители часто начинают обвинять друг друга. Похожая ситуация произошла и с крестными отцами Bathybius haeckelii, первичной слизи, предположительно пульсирующей на морском дне. Как только стало очевидно, что экспедиция «Челленджера» не увенчалась успехом и Bathybius не был обнаружен, Томас Генри Гексли сразу же признал свою вину. В качестве объяснения он сознался, что сам окрестил эту находку и надеялся ею гордиться, однако Bathybius не оправдал ожиданий. Таким образом, Гексли извинился перед всеми участниками исследования, но повторил, что в полной мере берет вину на себя.

Эрнст Геккель, в свою очередь, еще целое десятилетие продолжал защищать свою слизистую гипотезу, ослепленный любовью к своему непутевому «крестному сыну». Что же тогда случилось с экспедицией «Челленджера»? Не удалась, потому что Bathybius обитает не везде. А что же с профессором Гексли? Он поставил на всем жирный крест. «Настоящий отец так легко не отказывается от разочаровавшего его ребенка», – язвил Геккель. Его настойчивость объяснима, так как Bathybius был основанием древа жизни природы в его представлении.

Эта широко разветвленная система основывалась на так называемых монерах, примитивных живых существах, которые представляли собой просто капельки слизи, наиболее ярким представителем которых был Bathybius. Без первичной слизи существование монер, а вместе с тем и основа идеи Геккеля были бы поставлены под угрозу. Впрочем, Геккель был не единственным ученым, которого отсутствие Bathybius ставило в тупик. Первичная слизь, очевидно, создавала необходимую основу для нескольких научных дисциплин одновременно. Она выступала в качестве посредника между мертвой материей и жизнью, самой маленькой клеточной единицы, фундамента жизни, а также источника питания в поразительно густонаселенном, но беспросветном море.

Следовательно, Bathybius сделал внешнюю, достаточно враждебную среду доступной для проживания, создал жизнь и был самым маленьким общим предком высших организмов. Но откуда появился сам Bathybius? Согласно представлениям Геккеля, первичная слизь должна была генерировать жизнь из себя самой, и, возможно, подобным образом появилась и она сама.

Это отсылка к спонтанному зарождению, теории с долгой традицией, которая еще в Древнем Египте давала объяснение, почему живые существа внезапно появляются из слизи, ила и продуктов гнилостного распада. Гнилое мясо сразу начинает кишеть личинками, а гнилые фрукты – мухами. Спонтанное зарождение представляет собой постоянный процесс, в котором по мере необходимости меняется лишь состав участников.

В отличие от системы мира Птолемея, которую в XVII веке опроверг Коперник, идея спонтанного зарождения пережила научные революции в начале Нового времени и продержалась бы еще тысячелетия. Она пережила не только один эксперимент за другим, не только одного радикального мыслителя за другим, но и изобретение двигателя внутреннего сгорания, что, как отмечает исследователь в области гуманитарных наук Дарин Легу, заслуживает особого упоминания. «Спонтанное зарождение в этом смысле представляет собой последнюю веху античного научного мировоззрения», – добавляет он.

Долголетию этой теории, безусловно, поспособствовала поддержка идей Аристотеля, выдвинутых философом еще в IV веке до н. э. Его труды накладывали отпечаток на европейскую науку многие столетия, хотя работы самого Аристотеля зачастую основывались на более старых представлениях. Таким образом, он также коснулся темы спонтанного зарождения и дал теории квазинаучное объяснение. Он изучал природу, а также возникновение и воспроизводство различных организмов, которых он по собственным критериям классифицировал как более или менее совершенных. Несовершенными, по его мнению, были насекомые, улитки, угри и все другие живые существа, у которых нельзя было наблюдать ни спаривания, ни откладки яиц. Из этого Аристотель делал вывод, что такие организмы должны были появиться в результате спонтанного зарождения. В XIII веке богослов Альберт Великий назвал Солнце и звезды источниками спонтанного зарождения, поскольку те могли с помощью своего сияния придать мертвой материи форму целого бестиария. Эта сила оплодотворения была столь сильна и всепоглощающа, что в результате из камней получились жабы, черви и другие животные. Правда, некоторые из них никогда не были жизнеспособны и вынуждены были существовать в виде полезных ископаемых.

Идея спонтанного зарождения была настолько потрясающей, что нашла отражение даже в культуре, например, в опубликованных в 1726 году сатирических «Путешествиях Гулливера» Джонатана Свифта. В книге гуигнгнмы, благородные лошади, обсуждают, нужно ли стереть злых и порочных йеху с лица земли, поскольку «не будь за ними постоянного надзора, они тайком сосали бы молоко у коров, принадлежащих гуигнгнмам, убивали бы и пожирали их кошек, вытаптывали бы овес и траву и совершали тысячу других безобразий». Кроме того, ни один из йеху не знает, «были ли они порождены действием солнечного тепла на разлагающуюся тину или грязь или образовались из ила и морской пены».

Сомнительное происхождение йеху символизирует скорее отсутствие в них христианской веры, а не неблагородность их родословной. Тем не менее спонтанное зарождение охотно использовалось в качестве метафоры и научного объяснения происхождения жизни на Земле. Даже человек одно время считался спонтанно рожденным, иначе как объяснить повторное заселение Земли после всемирного потопа? В основном все же теория спонтанного зарождения относилась к низшим существам, а в XIX веке, незадолго до окончательного опровержения, уже только к микробам.

Впрочем, не только возникновение и воспроизводство видов вызывали разногласия, но и сама природа зоофитов[9]. Они считались гибридами и уклонялись от любого однозначного упорядочивания. Следовательно, не являются ли каменистые кораллы минеральными растениями, а росянки – плотоядными? Дискуссия о зоофитах усилилась с XVIII века, по мере того как в Европу завозили все больше загадочных существ, ну, или фантастических рассказов о таковых. Взять, к примеру, легенду о ягнёнке у стебля. Это был скифский ягненок, который рос у гибкого стебля удивительного дерева, пасся на поле вокруг него, но впоследствии погиб – то ли от голода, то ли от нападения волков. По легенде именно так, возможно, появился хлопок (нем. Baumwolle), название которого с немецкого дословно переводится как «древесная шерсть», отражая двойственную природу этого материала[10].

Гексли, в свою очередь, поражался еще более странному существу, которое, словно гриб, питается отмершими растениями, но может превратиться в животное, способное к движению. «Это растение или животное?[11] И то, и другое, или ни одно из них? – спрашивал он публику во время доклада в 1868 году и добавлял: – Многие склонны ко второму, предполагая, что это отдельное царство, terra nullius для всех этих видов». Сегодня мы знаем, что гибридное существо, заинтересовавшее Гексли, относится к грибоподобным организмам (слизевикам), которые, правда, не являются грибами. Эти эукариотические одноклеточные существа живут в одиночку, как и амебы, однако при определенных обстоятельствах могут объединяться в многоклеточные организмы.

Существует два варианта: если говорить о клеточных слизевиках, то в условиях недостатка пищи вплоть до двух миллионов амеб объединяются в общий слизистый матрикс. Этот так называемый грекс выглядит как бесформенный и полупрозрачный слизняк длиной всего в несколько миллиметров, который при ползании оставляет след из слизи. Грекс, правда, представляет собой лишь промежуточную стадию. После нее наконец развивается подставка с плодовым телом, из которого, в свою очередь, появляются споры для создания нового поколения амеб. Плазмодиальные слизевики, напротив, сливаются и объединяют тысячи клеточных ядер в общей цитоплазме. Этот огромный мешок, многоядерная амеба, покрытая общей оболочкой, называется плазмодием.

Physarum polycephalum («многоголовый») в лаборатории может показать, как такая своевольная многоклеточность проявляется среди, по сути, независимых амеб. Иными словами, проверяются их интеллектуальные способности, которые, учитывая отсутствие мозга, нервных узлов и нейронов, имеют почти математически точный характер. Французская исследовательница Одри Дюссютур в своей книге «Капля» описывает эксперименты, которые она провела со слизевиками. Приманкой выступали в основном овсяные хлопья, а вот горький кофеин амебы сначала обходили стороной. Затем отторжение сошло на нет, что означает, что плазмодий привык к кофеину. Более того, подобное новое поведение и отношение подопытный теперь сможет передать другим слизевикам, если будет с ними объединяться.

Что за беспощадно голодные слизистые существа, которые обмениваются опытом и информацией посредством простого смешения? Тот, кто подумал про Г. Ф. Лавкрафта и его монстров, почти угадал. Впрочем, выдуманные родственники слизевиков – это, скорее, аморфные симбиоты из вселенной Marvel, которые паразитируют на беспомощном хозяине, передавая ему свои чудовищные силы и темные желания. Сами симбиоты при этом держат ухо востро и преследуют собственные цели. Благодаря фильму «Веном» инопланетные многоклеточные существа, по собственному желанию меняющие облик, были увековечены в кинематографе.

Земные плазмодии ползут вперед достаточно медленно: они дают возможность своей слизистой цитоплазме течь, а клеточной мембране – расползаться по сторонам в форме длинных пальцев. Именно так они передвигаются в нужном направлении. Вопрос в том, как это коллективное существо ориентируется в пространстве? Плазмодий состоит из множества маленьких единств, которые под сильным влиянием окружающей среды учащенно колеблются. Эти колебания постепенно передаются соседям, и, в конце концов, появляется коллективное поведение. В таком случае плазмодий ползет к источнику питания, наличие которого он учуял, либо, наоборот, избегает света, а также различные неприятные вещества, такие как соль.

Этот суперорганизм легко и эффективно захватывает новые территории во многом благодаря несложному принципу принятия решений. В результате он может охватить площадь размером вплоть до двух квадратных метров.

Подобное распространение происходит не с целью захвата территории, а с целью поиска пищи. Слизевик всегда старается быстро покинуть тупики или неплодородные места, причем навсегда. Это возможно потому, что эти организмы оставляют после себя прозрачную слизь на земле, что служит почти невидимой пометкой о том, что на эти территории снова приходить не стоит. Гель в данном случае используется как внешняя пространственная память. Улитки тоже используют такой механизм, когда им нужно с помощью собственного слизистого следа заново найти дорогу домой в непроглядной приливной зоне.

Анализ эффективности такие организмы проводят максимально точно. Даже в запутанных лабиринтах лаборатории они легко находят свою цель. В ходе другого эксперимента японские ученые поместили плазмодий на точку, обозначающую Токио на карте, и положили еду на точки, обозначающие маленькие города вокруг него. Вскоре многоголовый и многоликий организм выработал наиболее короткий и тем самым наименее трудозатратный маршрут между этими точками. Таким образом, созданная им слизистая сеть почти полностью повторяла железнодорожную схему Токио, вырабатывавшуюся годами. Наш собственный мозг – это сеть из нейронов, имеющая определенную структуру. Другие системы, среди которых и упомянутый выше слизевик, склонны меняться, функционируя, как следствие, без четких соединений. Многие ученые в этой связи используют термин «жидкий мозг». Physarum представляет собой биологический компьютер, что делает его интересным предметом исследования для ученых, занимающихся искусственным интеллектом и его новыми алгоритмами.

Рисунок 25. Диалог из культового комикса Дэвида Микелайни «Веном: Планета симбиотов» из серии «Человек-паук», 1995

Можно предположить, что теперь мы знаем гораздо больше о слизевиках, но остается одна проблема: их сложно классифицировать. В том же докладе, в котором Гексли жаловался на противоречивость странного гибрида, он отвергал идею разделения растений и животных, поскольку, по его мнению, все существа на фундаментальном уровне равны. А что же собой представляет сама жизнь? Без Бога и души остается лишь чисто механическое взаимодействие составных частей клетки. Этого Гексли было мало.

Он искал то загадочное качество, которое помогало бы отличать мертвую материю от живой. Эти размышления возобновили давно начавшуюся дискуссию о том, что жизнь, должно быть, появилась посредством протоплазмы. Это – то слизистое вещество, которое вязко течет внутри клетки и легко поддается наблюдению. Согласно теории о появлении жизни из протоплазмы, оно даже содержит жизненную силу, vis vitalis. Сама клетка в данном случае играет лишь неблагодарную роль резервуара или простейшей единицы протоплазмы с ядром. А вот «живой гель» играет, скорее, роль настоящего кукловода, управляющего организмом как марионеткой через слизистые нити вплоть до смерти.

Таким образом, самые маленькие единицы протоплазмы – это примитивные живые существа, такие как бактерии и амебы. По принципу лего они объединяются в более крупные организмы, а после их смерти снова распадаются на составные части для нового раунда переработки слизи. Эти вопросы довольно неожиданным образом фигурируют в романах Нобелевского лауреата Томаса Манна, прежде всего в «Волшебной горе». Иными словами, то, что было актуально в медицине и науке в период с 1912 по 1924 годы, нашло отражение и в романе.

В этом «Волшебной горе» не уступает и другое произведение – «Признания авантюриста Феликса Круля», во многом благодаря разъяснениям профессора Кукука, который разбирается в превратностях природы: «Так, уже создав млекопитающих, она [природа] допустила такую избыточность жизни, как кит величиной с два десятка слонов, – чудовище, которое не продержишь и не пропитаешь на земле, – и отослала его обратно в море, где оно теперь, гигант с недоразвитыми задними конечностями, плавниками и маслянистыми глазками, вряд ли себе на радость служит добычей китобойной промышленности».

Акцент ранней эволюционной биологии был в любом случае скорее на протоплазме как мельчайшей единице жизни; идее, на которой основывалось существование монер Геккеля, таких как Bathybius.

Все они представляли собой просто живые комочки слизи, у которых отсутствовала даже мембрана, свойственная современным клеткам. Биологи-эволюционисты, таким образом, единодушно определили их в давно существующую категорию дарящей жизнь слизи.

Существенное значение в этой теме имели работы немецкого натурфилософа Лоренца Окена (1779–1851), поскольку он соединил идею спонтанного зарождения с первобытной слизью. «Любой органический объект произошел из первичной слизи и представляет собой не что иное, как слизь в различных формах», – писал Окен в своем «Учебнике натурфилософии». Там же он утверждал: «Все органическое когда-то снова растворяется и превращается в слизь, и называется это явление так: слизь в определенной форме становится бесформенной слизью». Откуда же в таком случае появляется сама первичная слизь, из которой рождается все органическое? Согласно Окену, это морская слизь:

В Англии Окена обвинили в ереси, поскольку спонтанное зарождение жизни из морской слизи противоречит основам теологии. Но представление о живой слизи осталось как о протоплазме. Золотой эрой для изучения таинственной клеточной слизи, которую Геккель считал частью природной системы, стали 1860-е годы. Особенно актуальным это стало весной 1864 года, когда Геккель выловил крохотные шарики слизи из Средиземного моря близ Ниццы. Вероятно, ученый выловил некий амебовидный организм, который сегодня уже нельзя однозначно идентифицировать. Геккель окрестил его Protogenes primordialis, то есть «первенцем глубокой древности», и объявил его первым представителем монер, которые, будучи «голой протоплазмой» без мембраны и внутренней структуры, представляют собой жизненный минимум.

Гексли взял пример с Геккеля и описал протоплазму как гончарную глину, которая и при обжиге, и при покраске все равно остается глиной, объединяющей всю жизнь на Земле. Эта идея была опровергнута только тогда, когда появились однозначные доказательства того, что функции клетки основываются на ее структуре и могут выполняться без загадочной жизненной силы. Правда, идея существования протоплазмы оставалась актуальной в науке и искусстве вплоть до начала Первой мировой войны.

Рисунок 26. Изобретатель Томас Эдисон с фонографом (1). «Эктоплазмы» со спиритических сеансов оказались подделкой (2). Писатель и спиритист Артур Конан Дойл (3). «Младенец» Генри Мура, 1930 (4). Древо жизни Эрнста Геккеля, на ветвях которого расположены протоплазмические монеры, 1866 (5). «Крик» Эдварда Мунка, 1893 (6)

Эволюция и энергия – это две темы, определившие науку XIX века. В его последние десятилетия эти области знания связывала между собой тема клеточной слизи. К тому моменту протоплазма уже давно воспринималась как медленно пульсирующая внутренность клетки. Тогда это живое вещество считалось выражением жизни, своего рода душой клетки. Согласно представлениям того времени, без силы протоплазмы клетки были бы похожи на Франкенштейна, так как имели бы большое количество теоретически активных компонентов, но не имели бы настоящей жизни внутри. Кроме того, протоплазма, должно быть, могла, словно грампластинка, записывать и сохранять физические импульсы, на которых основываются жизненные процессы. Потрясающий карьерный рост для скромной клеточной слизи, внезапно и вплоть до начала Первой мировой войны ставшей вдохновением, манией для науки, искусства и общественности. Этому явлению историк Роберт Майкл Брэйн из Университета Британской Колумбии в Ванкувере, на трудах которого я основываю мое повествование, дал название «протоплазмания».

Первичная слизь Bathybius в то время воспринималась с энтузиазмом, поскольку она разом давала ответы на многие научные вопросы. Аналогично и с клеточной слизью: она оказалась правильным веществом в правильном месте в правильное время, так как давала разумное объяснение самой жизни, памяти и наследственности. Более того, вскоре нашелся отличный эквивалент и во внешнем мире. Физике в тот момент нужно было дать объяснение распространению света и электромагнитных волн, невозможному в вакууме. Для этого потребовался некий посредник, а вот твердый или желеобразный – на этот вопрос никто тогда не мог дать точный ответ.

В любом случае было очевидно, что тонкие нити этого эфира заполняли все пространство и вибрировали, чтобы распространять волны. Идея загадочного посредника как носителя света принадлежала еще Аристотелю, который считал его квинтэссенцией, пятым элементом. Клеточная слизь – это чувствительная среда, которая сжимается и волнообразно двигается. Таким образом, представлялось совершенно обоснованным признать вибрации в протоплазме основой всех жизненных процессов.

Это был максимально растяжимый отправной пункт теорий протоплазмы, дававший им большой потенциал для развития. Помимо всего прочего, клеточной слизи нужно было принимать из внешнего мира сенсорные ощущения в форме волн и удерживать своего рода эхо этих вибраций, ведь при частом повторении они как будто бы записываются на внутреннюю карту памяти. Данной теории поспособствовало и то, что Зигмунд Фрейд, выдающийся невролог и психолог, сравнил контактные точки между нейронами с протоплазмическими нитями. К тому же тогда уже был известен принцип работы фонографа, изобретенного Томасом Алвой Эдисоном в конце 1877 года: аппарат мог сохранять и впоследствии воспроизводить музыку и речь. Для этого игла переносила звук на тонкую металлическую пластинку в форме определенной комбинации волн. С помощью этого механизма можно было объяснить все что угодно.

Одним из примеров является наследственность. Физика XIX века пыталась разгадать природу света, который, как известно, представляет собой и частицы, и волны одновременно. Этому достаточно миролюбивому открытию предшествовал долгий ожесточенный конфликт, который, впрочем, в похожей форме разворачивался и в области биологии. Речь шла о наследственности и о том, как поколение родителей может передать конкретные свойства своим потомкам. Чарльз Дарвин предполагал, что малейшие частицы всех клеток организма – своего рода пробы родителей – скапливаются в репродуктивных органах, чтобы совместно перейти потомкам по наследству. Эрнст Геккель, напротив, отстаивал теорию о том, что следующим поколениям передаются воспоминания, закрепленные в протоплазме с помощью вибраций, то есть характерные комбинации волн в сперме и яйцеклетке. Интересным образом выяснилось, что обе теории отчасти правдивы. По наследству передается наследственная молекула ДНК, являющаяся материальным носителем всех генов и, следовательно, задатков и свойств родителей. На наследственный материал, правда, накладывают отпечаток эпигенетические модификации[12], которые мать и отец приобретают в ходе жизни в результате личного опыта.

Следующим примером была эволюция. По мнению Геккеля, все организмы были связаны между собой благодаря передающейся из поколения в поколение комбинации волн. В 1866 году он представил публике детальное и наглядное древо жизни. С его помощью Геккель пытался показать, что зарождение и эволюция одноклеточных организмов-протистов, растений и животных произошли от одного протоплазматического предка. При этом упомянутое выше растение с чрезвычайно коротким корнем было похоже не столько на дерево, сколько на водоросль, чьи длинные листья качаются на волнах журчащей реки.

Таким образом, согласно теории Геккеля, жизнь – это существующая уже на протяжении многих миллионов лет комбинация волн, многогранно меняющаяся, но тем не менее неизменно стабилизирующаяся в разных видах и организмах. В первую очередь она создает связь и фундаментальное родство всех видов жизни на Земле.

Рисунок 27. Художественные формы природы Эрнста Геккеля (1904), такие как сцифоидные медузы и слизевики, повлияли на стиль модерн, служивший источником эстетического вдохновения для деятелей искусства

Средневековый ученый Альберт Великий утверждал, что звезды и Солнце в процессе спонтанного зарождения формировали живых существ из слизи и ила. Эрнст Геккель, в свою очередь, говорил о том, что по меньшей мере внешние импульсы могут записываться в органическую ткань при условии, что протоплазма сохраняет активные вибрации из окружающей среды в своих структурах. Характерный для того времени научный прогресс предоставил этой теории реальное техническое выражение. Сегодня экспериментальная физиология подчинена другим дисциплинам, однако столетие назад она была чрезвычайно прогрессивной и инновационной, в том числе в том, что избавляла ученых от необходимости быть наблюдателями. В наше время специальные устройства наглядно показывают различные жизненные процессы – к примеру, биение сердца, – визуализируя происходящее в форме кривых, линий и волн. Многие даже предрекают появление немой науки, в которой использовались бы лишь диаграммы и графики, говорившие бы сами за себя без всяких человеческих недопониманий.

Более точного выражения хотело и искусство, вдохновившееся новыми исследованиями. Прямые и кривые линии, а также различные цвета и музыкальные ноты всегда воздействовали на публику. Неужели тогда стало возможно точечно влиять на сознание, основываясь на науке? Может ли новая окружающая среда посредством дизайна бытовых предметов создать человека будущего? «Все мимолетно; нематериальный мир, состоящий лишь из цветов, контуров и тонов, – писал австрийский физик Эрнст Мах. – Реалии этого мира – это вечное движение, переливающееся разными цветами, словно хамелеон. В этой череде различных явлений появляется то, что мы называем нашим Я».

Дискуссия о протоплазме и постоянных колебаниях наложила отпечаток на работы художника-модерниста Эдварда Мунка. В картине «Крик» он соединил вибрации мира с цветами и тонами, придав им, таким образом, определенную форму. Мунк хотел перенести прожитые им самим ощущения на холст. Эффект сохраняется до сих пор. «“Крик” разрывается у тебя внутри, будто черно-белая бомба, – пишет, например, Джонатан Джонс в актуальной рецензии в The Guardian. – Небо напоминает искаженную древесину, а черные складки очерчивают берег, словно волны травмы. Всю картину можно сравнить с пульсометром. Колебания издают эхо и усиливаются, и зритель испытывает то же клаустрофобное чувство угнетения, которое преследует и мучает современную душу в универсальном образе героя с картины».

Публика как однородная масса, сознанием и восприятием которой можно манипулировать: такой подход в развлекательной культуре остается и сегодня. Из электронных книг можно собрать данные о том, когда именно читатель потерял интерес к чтению, причем с точностью до конкретной строки. Аналогично оценивают реакцию публики и на фильмы: смотрят ли они их без остановки, ставят ли на паузу или вовсе прекращают смотреть на середине. Подобный анализ поведения, точный до секунды, в будущем должен помочь создавать индивидуально подобранные программы с максимальным эмоциональным вовлечением. Правда, не все разделяют эту идею. «Пользователь – существо предсказуемое и достаточно понятное в своем поведении, – пишет Адриан Лобе об этом в Süddeutsche Zeitung. – Проблема в том, что при расчетах и прогнозах относительно реакции мы упускаем переменную, фундаментально важную для сферы культуры и науки: случайность. В противном случае культура становится лишь сухими вычислениями».

Во времена Мунка считалось, что органы чувств деятелей искусства особенно восприимчивы к вибрациям мира. «Великий поэт должен не только ярче, чем все остальные, воспринимать и различать цвета и музыкальные тона при нормальном зрении и слухе, – писал лирический поэт Т. С. Элиот в одном из своих сочинений. – Он должен также ощущать вибрации вне спектра обычного человека, усиливая их для других в такой степени, в какой они их никогда бы без его помощи не восприняли». Тот, кто поддается этому искусству и реагирует на него, может неосознанно распознать некий первобытный ритм, общий для всех в нашем протоплазматическом наследии.

Впрочем, мир в своем единстве и первичном состоянии пока что остается для нас скрытым, поскольку посредством наших органов чувств мы способны воспринимать лишь части, но не целое. В этом контексте идеалом является синестезия, помогающая преодолеть эту раздробленность. Синестеты способны увидеть определенные цвета, когда они слышат конкретные цифры или музыкальные тона. Неожиданным идеалом и наиболее точным воплощением этой идеи стал скромный моллюск-древоточец Pholas dactylus, воспринимающий свет, звук, касание и запах одним-единственным органом чувств в безупречной синестезии. Обычному человеку это почувствовать невозможно, однако деятели искусства, равно как и шаманы в примитивных сообществах, благодаря повышенной чувствительности могут приблизиться к этому ощущению. Вероятно, об этом писал Марк Шагал: «Цвет – это все. Если цвет правильный, форма приходит в соответствие с ним. Цвет – это все, цвет – это вибрация, как в музыке. Все есть вибрация».

Там, где внешние и внутренние вибрации накладывают отпечаток на искусство с помощью четких линий, ритмов и волн, протоплазма также неотступно участвует посредством создания контуров и органических форм. Биоморфизм – это язык форм природы, в котором преобладают изгибы, а не прямые линии. Этот язык нам хорошо знаком благодаря тесной связи с окружающим миром. Биоморфизм продолжал влиять на искусство уже после протоплазматических теорий. В этом контексте есть известное определение. Его дал в 1936 историк Альфред Барр, назвавший творчество Жана Арпа «видом скульптурной протоплазмы» и упомянувший «силуэт амебы».

Скульптор Генри Мур тоже пытался воплотить в своих работах тесную связь между природой и человеком. В картинах Жоана Миро и Сальвадора Дали также можно найти вязкотекучие элементы, такие как плавящиеся часы. В 1930-е годы биоморфизм, равно как и наука в целом, пролил свет на более глубокие вопросы. В этот период было исследовано движение энергии и жидкостей, придававших мягкой оболочке органически жидкие контуры. Это касалось и аморфных одноклеточных организмов, и женской груди, и еще не сформировавшихся эмбрионов. Сегодня биоморфные формы в искусстве воспринимаются скорее как противовес рациональной науке, что кардинально отличается от столь тесного слияния искусства и науки во времена «протоплазмании».

Тем не менее существует ощутимая разница. Биоморфные формы скрыты под поверхностью. Такие вибрации, как свет, звук, энергия и радиоволны представляют собой отдельный мир, расположенный за пределами человеческого восприятия. Таким образом, между небом и землей существует больше явлений, чем мы предполагаем. В таком случае действительно ли функция человека лишь в их восприятии? Следовательно, если любая мозговая активность вызывает вибрации в эластичном эфире, то можно телепатически передавать мысли? Тогда, быть может, потусторонний мир тоже содержится в эфире? Новые средства массовой информации, такие как фотография, фонография и радиотелеграфия уже доказали, что могут улавливать и визуализировать вибрации, о чем пишут Энтони Эннс и Шелли Трауэр в книге «Вибрирующий модернизм». Оставалось лишь сделать поистине сверхъестественные явления доступными невооруженному глазу, а голоса мертвых во время спиритических сеансов – доступными слуху. Многим оккультизм казался лишь очередной разновидностью связанных с вибрациями тайн, которые науке предстояло раскрыть. Этой темой вдохновился Артур Конан Дойл, всемирно известный британский врач и писатель, биография которого, правда, не предполагала никаких амбиций к сверхъестественному.

Туберкулез – это страшный бич человечества, на который во второй половине XIX века приходилась по меньшей мере четверть всех смертей, пишет Томас Гётц в книге «Целительное средство». Когда известный бактериолог Роберт Кох летом 1890 года сказал, что против туберкулеза можно найти лечение, в Берлин направилось такое количество больных, что местной полиции пришлось принять срочные меры. А когда Кох назначил на ноябрь того же года демонстрацию туберкулина, за ним последовали и другие ученые, среди которых был Конан Дойл, тогда еще никому не известный врач из британской провинции. Доступ на демонстрацию он не получил, зато потом составил впечатление о методике Коха в берлинских клиниках.

Он назвал подход Коха незрелым – и оказался прав. Ссора с великим бактериологом и оспаривание его педантичной методики не прошли бесследно: сельский врач по возвращении начал писать детектив, используя немецкого коллегу в качестве прототипа для, разумеется, хладнокровного и рационального Шерлока Холмса. Рациональность самого автора, Артура Конан Дойла, дала сбой десятилетия спустя, когда именно от туберкулеза скончалась жена писателя – Луиза. С того момента Конан Дойл стал ярым фанатом спиритизма. Во время сеансов он делал фотографии, пытаясь запечатлеть молочно-белые выделения из различных отверстий медиумов.

Описываемое Конан Дойлом «вязкое, желеобразное вещество» называлось эктоплазмой, родственным протоплазме веществом, представлявшим собой внешнее выражение невидимых вибраций. Разумеется, нельзя отрицать, что на его впечатления влияли многочисленные способы создания иллюзий, усиленные сумрачной атмосферой сеансов. К ним относились взмахивания платками над куклами, надувание резиновых перчаток и многое другое. Защищены ли мы сегодня от подобных заблуждений? Многие и сегодня могут почувствовать легкое эхо мистических вибраций, когда ставят телефон на беззвучный режим. Некоторые пользователи ощущают фантомные вибрации в кармане брюк. В таком случае с медицинской точки зрения речь идет об ощущениях в отсутствие внешнего раздражителя, то есть, проще говоря, о галлюцинациях.

К слову, о вибрациях: иногда они определяют целую эру. «В 1966 году уже вовсю приближалась “власть цветов”, – пишет Майк Лав о группе Beach Boys в своих мемуарах под названием “Хорошие вибрации”. – Хиппи. Мистики. Длинноволосые. Появилась новая молодежная культура, литургией которой стал рок-н-ролл». Одна песня, правда, стала поистине идеальным гимном того времени. Ее написал Брайан Уилсон в память об одном разговоре со своей матерью. Она рассказывала ему в детстве, что есть на свете собака, которая может улавливать вибрации от людей. Слово «вибрация» одновременно беспокоило и вдохновляло Уилсона как возможность общаться на невербальном уровне. А что за песня? Good Vibrations, конечно. Oom bop bop.

Сначала появились микробы. Они заняли все ниши и уголки планеты, надев на себя при этом оболочку из слизи. Вполне вероятно, что жизнь на Земле существует уже примерно четыре миллиарда лет. Большую часть времени на планете присутствовала выполняющая защитные функции слизь. В современной науке вплоть до недавнего времени эта эра считалась скучным периодом, однако именно с нее началось развитие высших организмов. Между тем ученые предполагают, что под плотным слоем слизи развивались многие клеточные процессы, которые впоследствии сделали возможным появление высшей жизни. В тот период появились ранние многоклеточные организмы, к примеру медузы и другие стрекающие, которые в большинстве своем также имели слизисто-желеобразную консистенцию. Будучи свидетелями ранней эволюции, они долго представляли собой важную тему в исследовании природы и послужили источником вдохновения для стиля модерн и его грациозной эстетики.

Рисунок 28. Строматолиты – самые древние жизненные сообщества на Земле. Их до сих пор можно найти в Акульей бухте на западе Австралии (1). Ранние изображения микроскопически маленьких живых существ, XVIII век (2). Биопленки – сложные сообщества микробных видов, находящихся в слизи (3)

«Люди говорили, что он особенно гордился белизной зубов и следил за гигиеной рта», – так пишет биограф Лора Снайпер о голландском торговце и магистрате Антони ван Левенгуке, который в свободное время охотно занимался изготовлением стеклянных линз. Ученые-современники стали воспринимать его всерьез лишь тогда, когда воочию увидели увеличенные изображения живых Animalcules, которых мы сегодня называем микробами. Антони ван Левенгук открыл окно в новый мир и начал повсюду искать следы микробов. Этим он занимался и одним сентябрьским утром 1683 года, прополаскивая рот соленой водой, протирая зубы платком и доставая остатки еды остро заточенным пером.

Обнаруженный в процессе зубной налет он растворил в воде и слюне, а после хорошенько рассмотрел под стеклянной линзой. Левенгук был удивлен количеством крошечных организмов, которых он вдруг увидел. Некоторые из них стремглав промчались по жидкости, как щуки, а другие, напротив, кружились по кругу, словно комары или мухи. «На зубах в собственной полости рта живет больше существ, чем людей в целом королевстве», – должно быть, говорил он. Лишь три столетия спустя другой человек со столь же необычным увлечением доказал, что образ королевства как организованного единства удивительно удачно подходит для описания мира микробов.

Что делать ученому, который хочет объединить работу над бактериями со своей страстью к горам? Анализировать состав микробов в горных водоемах, конечно! Таким был план Билла Костертона, когда в 1970-е годы он отправился в поход в Скалистые горы Канады. Вопреки ожиданиям, в ледниковых ручьях почти не оказалось микробов, тогда как камни у берегов были покрыты такой скользкой биопленкой, что «легко можно было упасть задом в воду», как Костертон впоследствии говорил в интервью.

Для него эта находка была, вероятно, моментом озарения, поскольку биолог внезапно понял важное значение бактериальной слизи. Будучи «отцом биопленки», Костертон главным образом поспособствовал эволюции мысли в сфере биомедицины, в которой прежде господствовало мнение о том, что микробы – это свободные одноклеточные организмы в жидкой среде. Дело в том, что в окружающей среде, на промышленном оборудовании и в человеке такая ситуация представляет собой скорее исключение из правил. А вот нормой является именно биопленка. Поэтому представители одного или нескольких видов микробов селятся на мокрых поверхностях, таких как берег ручья, медицинские имплантаты и наши зубы.

И если бы дело заканчивалось одними только бактериями, археями и грибками. Микроорганизмы дополнительно окружают себя неприступным матриксом, неким слизистым бункером, охраняющим их от угроз окружающей среды и антибиотиков. Свидетельством нашего бессилия перед такими явлениями выступает то, что со времен Антони ван Левенгука не столь уж многое поменялось в правилах гигиены полости рта. Мы до сих пор должны тщательно убирать биопленку с зубов – сейчас мы это делаем с помощью зубной щетки.

Билл Костертон также быстро выяснил, что при инфекциях бороться с биопленкой тоже крайне сложно. В связи с этим важной задачей биомедицины он назвал разработку эффективной терапии против слизистых микробных сообществ, а отнюдь не развитие ложной гипотезы о свободном индивидуальном существовании микробов. Открытие Костертона уже давно не оспаривается, однако задача проще не стала. Это связано с тем, что биопленка – это не только древнейшая форма жизни на Земле, но и, благодаря очень длительной эволюции, крайне успешный эксперт по выживанию.

Жизнь появилась примерно четыре миллиарда лет назад, при этом первыми живыми существами с большой долей вероятности были микробы. «Я предполагаю, что они очень быстро научились производить слизь, – говорит микробиолог Ганс-Курт Флемминг. – Возможно, какой-то вид слизи к тому моменту уже существовал. Пребиотические полимеры тогда уже тоже могли быть слизистыми». Со временем разнообразие микробов достигло миллиарда видов. Они поселились во всех уголках и нишах планеты, при этом изменив их под свои нужды.

Микробы, как инженеры наших экосистем, дают импульс биогеохимическим процессам и циклам на планете. Они разлагают любые вещества, а затем с тем же успехом могут их восстанавливать. К примеру, атмосфера обогатилась кислородом предположительно после того, как цианобактерии многократно осуществили фотосинтез. Они научились производить жизненно необходимый нам и всем высшим организмам кислород, а также сахар из углекислого газа и солнечного света. Микробы – это фундамент биосферы, которая представляет собой населенную всеми видами организмов оболочку нашей планеты. Она простирается на километры вглубь земной коры и вверх за облака, то есть в чрезвычайно агрессивные для жизни пространства. Границы биосферы расположены там, где суровым природным условиям могут противостоять исключительно самые выносливые микробы.

Правда, существуют и другие пограничные зоны, требующие от их обитателей определенной стойкости. Это границы между воздухом, землей и водой. Микробы на них селятся, подчиняют их своим потребностям и начинают доминировать. Решающим фактором для их успеха является биопленка – слизистый слой, защищающий микробов от агрессивного влияния окружающей среды и создающий основу для их взаимодействия. Стоит упомянуть, что микробы могут выжить и без биопленки, однако в форме сообщества они приобретают совершенно новые свойства, становясь почти что многоклеточным организмом.

Первые сохранившиеся формы слизи этого вида насчитывают по меньшей мере три с половиной миллиарда лет. Местом их происхождения считают регион Пилбара в Австралии. Это останки микробных строматолитов, которые задолго до кораллов создали первые рифы и окружили океаны. Как и в случае с современными биопленками, микробы тогда объединялись в тонком слое слизи. В тот период матрикс обогатился минералами, что сделало проживание в нем микробов невозможным, в связи с чем последние надстроили верхний ярус. Слизь все разрасталась вверх, подобно оладушку на сковородке, и затем, наконец, появились слоистые строматолиты.

Такие биопленки, правда, представляют собой результат более сложного взаимодействия. Микробы очень быстро поняли, что под гелевой оболочкой им гораздо проще противостоять окружающей среде. Более того, потом можно совместными усилиями построить дом из слизи. Никто однозначно не может ответить на вопрос, когда и как это произошло. Неоспоримо лишь то, что биопленка – это первая, наиболее распространенная и наиболее успешная форма жизни на Земле. Слизистый матрикс, в свою очередь, это ее темная материя. «Здесь еще столько вопросов остаются без ответа, – говорит Ганс-Курт Флемминг. – Слизь создает идеальную основу для жизни в биопленке. Однако мы пока не можем сказать, какие именно компоненты были привнесены конкретными микроорганизмами в каждый отдельно взятый момент времени».

С уверенностью, впрочем, можно судить о том, что многогранный и легко приспосабливающийся матрикс объединяет и защищает своих обитателей. Он дает им возможность существовать в таких экстремальных условиях, как кипящие источники, ледники, радиоактивная вода и морское дно под высоким давлением. Матрикс появляется, когда микробы выделяют так называемое внеклеточное полимерное вещество. Высвобожденные однажды, эти длинноцепочечные экзополимеры создают желеобразный материал, содержащий вплоть до девяноста семи процентов воды. Матрикс – это не инертная слизь, а хорошо организованный «город микробов». Как он строится? Сначала микробы должны в достаточном количестве собраться вместе. О подобном объединении они договариваются через специальные химические сигналы, которые также помогают оценивать количество будущих обитателей.

Когда численность достигает нужного показателя, микробы могут образовать совместную биопленку. Если речь идет о возбудителях заболеваний в организме человека, то симптомы инфекции появляются лишь тогда, когда с хорошо защищенными микробами становится особенно сложно бороться. Задача правильно выбранного лечения состоит в воспрепятствовании появлению биопленки, и ключ к этому – взаимодействие между микробами. Если этому взаимодействию можно помешать, или им можно манипулировать, то даже самых опасных патогенов удастся удержать в безвредном одиночестве. Данный механизм пока не очень известен, однако определенные молекулы муцина в человеческой слюне поступают таким образом с бактериями кариеса. Они держат их на карантине: микробы выживают, но не объединяются, в результате чего остаются безвредными.

Если биопленка все же появляется, то матрикс становится слоем, отделяющим сообщество микробов от окружающей среды. Матрикс является посредником как для внутренних процессов, так и для взаимодействий микробов с внешним миром. В таком случае его уже никак нельзя назвать аморфным гелем. Матрикс – чудо многогранности. Его структура неоднородна: некоторые зоны в матриксе более твердые, а другие – более вязкие, что лучше подходит для подвижных микробов. Более того, посредством изменения таких характеристик, как значение pH, температура и содержание кислорода, матрикс создает разные зоны обитания. Иными словами, для каждого обитателя существует подходящий микроклимат.

Таким образом, в матриксе могут найти убежище самые разные сообщества. При этом между обитателями существует разделение труда, в связи с чем устройство матрикса начинает еще больше напоминать супер-государство или организм. Со временем потребности меняются, соответственно, матрикс последовательно и динамично меняет свою структуру. Это требует много энергии, но результат оправдывает затраты, потому что жизненные процессы сообщества начинают протекать эффективнее, и шансы на выживание увеличиваются. К примеру, в матриксе микробы обмениваются генетическим материалом, дружно регулируя при этом активность собственных генов. Подобная согласованная деятельность удовлетворяет нужды сообщества, в частности, помогает успешно бороться с антимикробными действующими веществами.

В матриксе распределяются и питательные вещества. Они либо всасываются через его пористую верхнюю поверхность, либо впитываются из расположенного внизу субстрата. Вне зависимости от источника питания, оно распределяется по матриксу через систему каналов, уходя так глубоко в биопленку, что все микроколонии сполна обеспечиваются пищей. Умершие микробы разлагаются, превращаясь в полезный ресурс для оставшейся части сообщества. Уклад жизни в матриксе настолько справедливый, что даже солнечный свет проникает глубоко в биопленку, следовательно, все обитатели получают равную дозу лучей.

А что происходит с мусором? Микробы сообща выделяют энзимы, а те разлагают отходы. Здесь также рекомендовано разделение труда, поскольку оба процесса в матриксе протекают в одном и том же месте. Иными словами, микробы занимаются утилизацией мусора путем внешней переработки. Стоит отметить, что участие в таком субботнике добровольное. Некоторые клетки самостоятельно живут в биопленке, другие объединяются с особями того же вида, третьи образуют разнообразные колонии. Следовательно, в сообществе существует много разных уровней. На основе этого можно утверждать, что это скорее экосистема, а не просто «город микробов».

Рисунок 29. Палеонтолог Чарльз Дулиттл Уолкотт (2) обнаружил месторождение сланцев Бёрджес (1) с кембрийскими ископаемыми, такими как Anomalocaris (3). Орган в церкви Святого Буркхарда в Хальберштадте играет рассчитанную на шестьсот тридцать девять лет музыкальную композицию (4). Dickinsonia costata существовала еще в эдиакарский период (5)

ORGAN2/ASLSP – написанная для органа композиция американского музыканта Джона Кейджа, которую исполняют в церкви Святого Буркхарда в Хальберштадте. Пометка ASLSP – as slow as possible – говорит о том, что ее нужно играть как можно медленнее. Эта музыкальная композиция является самой длинной и медленной в мире – на ее воспроизведение требуется шестьсот тридцать девять лет, то есть период работы одного органа. Слизь, напротив, уже прошла невероятно длинную жизненную дистанцию, поразительную даже по геологическим меркам, а уж тем более по человеческим. По меньшей мере три миллиарда лет слизь в одиночку царила на Земле.

Упомянутая выше органная мелодия заиграла в Хальберштадте 5 сентября 2001 года после паузы в семнадцать месяцев. В истории происхождения слизи на планете тоже была прелюдия – пара сотен миллионов лет, с рождения Земли до появления жизни, где первые шаги сделали микробы, оставив за собой при этом слизистый след. Можно с уверенностью предположить, что слизь к тому раннему моменту уже начала свое грандиозное соло и играла три миллиарда лет без перерыва.

По сравнению с такой стабильностью композиция Джона Кейджа кажется несколько хаотичной, особенно в связи с тем, что в Хальберштадте ее звучание меняли практически каждый год. Один тон умолкает, вместо него звучит другой; сегодня произведение останавливается на тонах ре-диез, ля-диез и ми, которые до этого беспрерывно звучали шесть лет. Лишь в следующем году их сменят соль-диез и ми. Во время своего визита пару лет назад я также обратила внимание на странную «однотонную двутонность» (ре, соль-диез): мое ухо слышало изменения, звучащие в унисон, которых на самом деле не было. Мотив слизи тоже все еще звучит, быть может, звучит доминантно, но уже не в одиночку. С появлением многоклеточных организмов в кембрийском периоде более полумиллиарда лет назад зазвучали новые голоса. Иными словами, в биосфере появилась полифония.

Впрочем, до этого Земля долгое время была планетой слизи, о чем редко упоминают. «Наша родная планета провела бóльшую часть своей длинной истории под оболочкой одной лишь первичной слизи, – пишет Габриель Уокер об этой фазе эволюции. – На протяжении миллиардов лет единственными обитателями Земли были существа, произошедшие из слизи и жидкой грязи». Мы не можем представить себе такие необъятные исторические периоды, или просто тяготимся монотонностью и ждем перемен, как я когда-то в Хальберштадте? Иначе как можно объяснить тот факт, что блистательная эра слизи, начавшаяся по меньшей мере один миллиард восемьсот миллионов лет назад, получила в науке поразительное название – миллиард скучных лет, или просто скучный миллиард.

Миллиард скучных лет? В слизистой оболочке или нет, микробы с самого начала были доминантной формой жизни на Земле. Именно они оказывали влияние на все геохимические процессы. Интересно то, что на их эволюцию наложили отпечаток глобальные изменения, вызванные, как ни странно, самими же микробами. Примером тому служит то, что цианобактерии очень рано научились производить кислород, которым они затем наполнили океаны и атмосферу. В определенный момент эволюции на планете резко снизилось содержание кислорода, что привело к дефициту питательных веществ, например азота. К тому же на протяжении миллиарда лет Земля была в близком к стагнации климатическом и геохимическом состоянии.

Ископаемые свидетельствуют о том, что в фазе стагнации находилась и сама эволюция, хотя, благодаря появлению эукариотической клетки, жизнь получила новый импульс для развития. Казалось, что в тот момент эволюция остановилась не столько из-за отсутствия идей, сколько из-за отсутствия необходимых материалов и условного топлива. Так и настал звездный час слизи. Вплоть до самых темных глубин морское дно было покрыто слоем микробов. Как и более тонкие биопленки, оболочки морского дна содержали вязкие экзополимеры, секретируемые микробами. Правда, в отличие от биопленок, эти микробные маты могут покрывать километровую площадь морских отложений в один слой, плотный и твердый настолько, что его можно поднять за один раз. Ученый Энтони Мартин сравнил действие этой морской пленки с целлофаном: осадок был надежно прикрыт, а морское дно полностью отделено от воды.

Быть может, все же миллиард увлекательных лет? В данный момент существует альтернативная интерпретация эпохи слизи: о ней говорят как о катапульте для более сложных форм жизни. Этот подход заключается в том, что все это время жизнь не была узницей, закованной под слоем слизи и ждавшей своего часа. Напротив, это время было нужно для разработки путей продолжения рода и многоклеточности. Такой резкий прогресс был, правда, следствием крайней необходимости. Вполне возможно, что нехватка питательных веществ заставила эволюционный двигатель работать на повышенной передаче, по крайней мере в первой половине миллиарда скучных лет. Затем, однако, наступила фаза диверсификации, в ходе которой питательных веществ уже было достаточно. Вероятно, что фундаментальные клеточные процессы и планы генетического строительства были намечены именно в это время. В ходе кембрийского периода они внесли вклад в невероятно динамичное развитие более сложных видов. Следовательно, основы быстрого развития жизни в кембрийском периоде, так называемого «кембрийского взрыва», появились именно под слизью.

До этого, впрочем, был и кризис, и первый скромный расцвет. Многие ученые предполагают, что перед кембрийским периодом планета пережила длинный период холодов, в течение которого Земля на протяжении практически двухсот миллионов лет почти полностью была покрыта льдом. Габриель Уокер пишет, что это был самый серьезный шок, который когда-либо переживала наша планета. «Это была худшая катастрофа в истории». Если следовать этому сценарию, то снежный ком под названием Земля едва растаял, как шестьсот тридцать пять миллионов лет назад наступил эдиакарский период, во время которого на планете появлялось все больше необычных существ. Они напоминали метровые перья, диски, желеобразные капли и селились, вероятно, в темных и спокойных морских глубинах, покрытых в тот период микробными матами.

Мы можем лишь предположить, что эти примитивные существа без органов обитали преимущественно неподвижно на морском дне и всасывали питательные вещества из воды напрямую через поверхность своих желеобразных тел. Можно ли их вообще назвать животными? Мы все еще знаем слишком мало про этих живых существ, которых иногда даже считают гигантскими одноклеточными организмами. В этой теме биологи осторожничают, называя их не настоящей фауной, а эдиакарской биотой. Их эра закончилась так же резко, как и началась, будто неудачный эволюционный эксперимент. На смену ему пришла современность. По биологическим меркам, разумеется.

Одним декабрьским днем в 1909 году американский геолог Чарльз Дулиттл Уолкотт нашел странное ископаемое на месторождении Бёрджес в Скалистых горах Канады. Существо, по виду лишь несколько сантиметров в величину, сохранившееся в мельчайших деталях, отдаленно напоминало рака. Впрочем, это была не единственная палеонтологическая находка. В последующие десятилетия Уолкотт собрал на том же месторождении около шестидесяти пяти тысяч ископаемых. У этих странных существ была общая черта: все они жили в кембрийский период, который начался примерно пятьсот сорок миллионов лет назад и в ходе которого в результате большого биологического взрыва в сравнительно короткий срок кардинально изменилась жизнь на Земле.

Согласно результатам более новых исследований, упомянутый выше кембрийский взрыв, вероятно, произошел гораздо позже, в эдиакарском периоде, и при этом не столь внезапно, как ученые предполагали раньше. Неизменно правдиво то, что в это время появились сложно устроенные многоклеточные организмы. Лишь сильно позже они были признаны ранними представителями существующих сегодня групп животных. Первые многоклеточные организмы принесли с собой невероятно современные планы строительства, а также новомодные анатомические аксессуары: конечности! сегменты! кости! глаза! Такого мир еще не видел. Столь же прогрессивными были и защитные механизмы, к примеру спинные шипы и жесткие панцири. Оснащение панцирями было, скорее всего, следствием прямой необходимости, потому что впервые появились и плотоядные животные. Главным хищником был Anomalocaris. Плывя, он умело разыскивал добычу благодаря отличному зрению. На этом мирная жизнь в «Садах эдиакария» закончилась.

Тот, кто не хотел становиться жертвой хищников, должен был выбрать один из трех вариантов: прибавить темп, замаскироваться или вложить больше ресурсов в оборону. Ученые предполагают, что эволюционный прогресс в кембрийском периоде мог произойти в результате «гонки вооружений» среди разных видов. В связи с новым характером взаимодействия между хищниками и добычей изменились как сами животные, так и их жизненное пространство. Эдиакарская биота, будучи достаточно стационарной, знала лишь двухмерный мир. Живые существа либо неподвижно лежали на морском дне, прикрытые слизистым щитом, либо пассивно подчинялись течению. Своеобразными биологическими архитекторами, в свою очередь, с момента сотворения мира были исключительно микробы, которые покрывали и «запечатывали» разные поверхности своей коллективной оболочкой.

Тем не менее именно в кембрийском периоде сложно устроенные живые существа с таким же сложным образом жизни радикально изменили свои среды обитания. Обнаруженные учеными более ранние следы принадлежали существам, ползавшим по плотным микробным матам в поисках органических отходов. Отныне многие виды стали зарываться под слизистый слой или в него, вероятно, в попытке бегства или в поисках новых ресурсов. Некоторые из них целенаправленно зарывались в осадок. Эта тенденция имела глобальные последствия, так как на смену твердым микробным матам пришли мягкие, нарушившие эффект герметичности, «запечатанности». Четыре миллиарда лет подряд в осадке царили те микробы, для которых кислород был губителен. Теперь же кислород через морскую воду пробрался вглубь, вызвав массовое вымирание.

Обмен питательными веществами между разными сферами жизни привел к появлению глобальных циклов для таких элементов, как углерод и азот. Все эти новые тенденции коренным образом изменили морскую среду обитания и повлияли на эволюцию животных. Об этом свидетельствуют окаменелые отпечатки следов, что представляет собой центральную тему мало известной науки ихнологии. Эти остатки позволяют нам предположить, что невозможно обозначить четкую границу кембрийского периода, ведь подвижные животные еще в эдиакарском периоде пытались проникнуть в биологические маты, а также использовать их в качестве источника питания. Должно быть, к тому времени они уже изобрели необходимые инструменты, чтобы разрушать эти слои. Тем не менее общепризнанной теорией является то, что только в кембрийском периоде животные стали инженерами своих экосистем.

Жизненное пространство отныне стало трехмерным: копание в осадке позволило обнаружить новые ресурсы и места для убежища. Более слабые животные теперь стали прятаться от охотящихся хищников в грунте. Для ихнолога Энтони Мартина биосфера, геосфера, гидросфера и атмосфера были частями Земли как единого комплекса. Эта идея далеко не нова. Ее автором был немецкий ихнолог Адольф Зейлахер, эксперт по эдиакарскому периоду, известный также своим значительным вкладом в исследование следов. Со своим коллегой он разработал гипотезу «кембрийской субстратной революции», посвященную развитию новых методов питания, таких как фильтрация органических частиц из морских отложений или воды.

Слизь мертва, да здравствует слизь? Хотя микробные маты все еще существуют, и питание морских животных зависит от гелевых ловушек, былое господство утрачено. Впрочем, слизь может восстановить прежнее величие. Однажды у нее это уже получилось: она сохранилась в пермском периоде примерно двести пятьдесят два миллиона лет назад, когда в ходе массового вымирания погибло до девяноста шести процентов всех видов. Плотные микробные маты восстановились, потому что те виды, которые, словно бульдозеры, их раскапывали, вымерли. Угроза новой фазы доминирования слизи не исключена, так как из-за изменения климата и чрезмерного рыболовства морская среда обитания столкнулась с резким исчезновением видов.

Рисунок 30. Стеклодувы из Богемии Леопольд и Рудольф Блашка во второй половине XIX века создавали неповторимые произведения искусства (1). Огненный воздушный шар «Фу-Го» – японское оружие времен Второй мировой войны (2). Эрнст Геккель исследовал развитие жизни, начиная с первичной слизи и заканчивая человеком, 1906 (3)

Ранним утром 3 ноября 1944 года из малонаселенного пункта японского побережья медленно взмыли вверх огромные воздушные шары. Каждый из них был оснащен зажигательной бомбой. Население не должно было ничего знать о военной инициативе, однако такой воздушный флот не мог остаться незамеченным. Говорят, что один удивленный наблюдатель сравнил не совсем еще надувшиеся шары, тянущие позади себя веревки, с огромными медузами, плывущими по светлому небу. Красивая картина, однако этот воздушный флот нес смертельную японскую месть через Тихий океан.

Во Второй мировой войне Япония безнадежно уступала противнику в лице США. Когда американские самолеты разбомбили главные острова, император Японии потребовал создать оружие победы. Изначально предполагалось бомбить Америку, однако маршрут был слишком длинным для японских самолетов. В тот момент появилась научная публикация, в которой говорилось о ветрах, дувших сильными потоками от Японии до Америки на высоте десяти тысяч метров. Эти ветра носили почетное название kamikaze, или «божественные ветра», так как еще в XIII веке они помогли предотвратить вторжение монгольского флота в Японию.

Почему же не доверить новое межконтинентальное оружие проверенным воздушным потокам? Воздушные шары диаметром в десять метров назвали «Фу-Го». Их изготовили за два года из легкой, но крайне прочной бумаги коры тутового дерева. Сшивали их школьницы, ничего не подозревавшие о сути проекта. Их привлекли к работе исключительно из-за аккуратных тонких пальцев. Более чем девять тысяч воздушных шаров, наполненных водородом и снаряженных зажигательными бомбами, наконец были отправлены в путешествие, чтобы навести страх на американское население.

Приказ действовать отдал император Хирохито, противоречивый человек во всех отношениях. Образ огромных медуз отныне ассоциируется у меня с ним – смертоносным, неоднозначным, но элегантным. Фигура императора Хирохито до сих пор остается одной из самых спорных фигур времен Второй мировой войны. Был ли Хирохито правителем не от мира сего и прислужником своих генералов? Или это лишь образ, созданный американскими завоевателями? Последним он был полезнее в качестве марионетки, чем в качестве подсудимого на военном трибунале. Стоит признать, что роль верховного главнокомандующего и без того действительно контрастировала с личностью Хирохито. Он с юности увлекался океанографией: каждую неделю в Сагамском заливе он вылавливал из воды желеобразных морских существ и исследовал их в лаборатории императорского дворца.

Любовь Хирохито принадлежала гидроидным, очень крупному классу стрекающих. Безобидный полип гидра относится к этому классу наряду с медузой под названием «португальский кораблик» из отряда сифонофор. Она состоит примерно из тысячи различных специализированных полипов. У некоторых из них вырастают чрезвычайно ядовитые щупальца, тогда как отдельный полип создает плавательный пузырь, с помощью которого Physalia physalis плывет по поверхности океана. Она красива и смертельно опасна, что можно сказать и о «Фу-Го». Вероятно, исследование морских животных для японского императора было нестандартным увлечением, однако Хирохито был далеко не первым из правителей, всерьез увлеченных наукой.

Князь Монако Альбер I долгое время путешествовал по океану вплоть до Антарктики, занимаясь исследованиями в области морской биологии. Он популяризовал этот интерес в Европе и Америке, по крайней мере, среди достаточно состоятельных любителей. В Монако он приказал построить музей океанографии настолько близко к морю, что казалось, что здание вырастает прямо из монегасских скал. В музее с помощью превосходных изображений запечатлена любовь человека к медузам и другим морским существам. Примерами такого изображения служат стеклянные люстры, одна из которых сделана в форме одноклеточного организма, а другая похожа на сцифоидную медузу. Эта любовь впоследствии была популяризирована на разных уровнях: при княжеском дворе, в науке и в простонародье.

Обе люстры были созданы на основе образцов Эрнста Геккеля, который также вдохновил архитектора Рене Бине. На Всемирной выставке 1900 года в Париже тот предлагал посетителям пройти через арку, по виду напоминавшую одноклеточную радиолярию c изящным известковым скелетом. Именно Эрнст Геккель вдохновил его своими изображениями радиолярий, тонких, как брюссельское кружево, и медуз – чудес моря с филигранной структурой. «Красота форм в природе» – это самое известное произведение Геккеля, сохраняющее этот статус вплоть до сегодняшнего дня. Оно легло в основу отдельного направления в искусстве, примерами которого являются упомянутые выше стеклянные люстры в Монако. Мягкие изгибы в изображениях Геккеля нашли отражение в элегантных линиях стиля модерн.

В наше время существует предположение, что вдохновение было взаимным. Геккель, в свою очередь, тоже восхищался модерном, о чем свидетельствует безупречность и симметричность его изображений. Целью эстетики Геккеля, правда, было не только показать красоту загадочных существ, но и раскрыть их научное предназначение. Он надеялся, что просто устроенные сцифоидные медузы, сифонофоры, гребневики, туникаты, радиолярии, а также черви и моллюски, живущие как морской планктон, помогли бы объяснить раннюю эволюцию животных и механизмы этого развития. Морской биолог Стефен Хэддок называет эти желеобразные виды Gelata и пишет, что это был их первый золотой век. Никогда за столь короткий срок не было идентифицировано столько гидроидных и сцифоидных, как в первую декаду прошлого столетия.

Проблема состояла в том, что существа из категории Gelata оказались невероятно хрупкими: их тонкие тела было очень сложно консервировать. Так появилось новое связующее звено между эстетикой Геккеля и стеклом. Леопольд Блашка и его сын Рудольф, оба родом из Богемии, были стеклодувами. В одном из своих путешествий в Америку с борта корабля они увидели восхитительных морских существ, совершенно поразивших их воображение. В последующие десятилетия они изготовили сотни ценных стеклянных моделей, основанных на морских беспозвоночных, таких как медузы, актинии, улитки и кораллы. Музеи и университеты стали бороться за столь полезный научный материал. Для одного лишь Гарварда стеклодувы Блашка изготовили стеклянный гербарий, на который до сих пор можно взглянуть в отдельном помещении университетского музея. Он находится за стеклянной витриной, подписанный как ботанический экспонат, и он действительно совершенно правдоподобен.

Некоторые модели за столь долгое время стали матовыми и тусклыми, другие разбились и требуют реставрации. Тем не менее никто до сих пор так и не понял, как Леопольду и Рудольфу Блашка удалось создать эти неповторимые стеклянные творения. Покрытие, цвета, живой блеск моделей, которые вручную изготавливали эти двое мужчин, зачастую из множества разных частей. Вероятно, они выработали собственную технику, которая, к сожалению, не сохранилась до наших дней. Впрочем, в первой половине XX века технический прогресс так или иначе положил резкий конец популярности Gelata в науке. На смену прежним кропотливым техникам по вылавливанию морских существ из воды пришло тяжелое оборудование.

Корабли, которые становились все быстрее, с помощью лебедок растягивали большие сети. Хрупкие Gelata не смогли пережить такое грубое отношение, и от большинства из них осталась просто вязкая слизь. Все вскоре забыли о желеобразных существах, поскольку наука все больше стала заниматься глобальными морскими процессами, к примеру углеродным циклом. Gelata в этом контексте представляли интерес только как общая категория, а вот отдельные виды и их образ жизни отошли на второй план. Впрочем, все могло бы вновь кардинально поменяться, поскольку новые исследования показали, что желеобразные животные в качестве как добычи, так и хищников крайне важны для морских пищевых цепочек. Так, Хэддок в одной из своих работ писал, что сифонофоры и сцифоидные медузы относятся к важным хищникам в некоторых морских средах обитания.

Медузы также могут быть добычей. На них охотятся, например, крупные рыбы-луны и кожистые черепахи, способные, словно шредер, разорвать свою добычу с помощью острых отростков в пасти. Правда, хищники, охотящиеся на Gelata, долгое время считались лишь любопытным исключением, потому что от их добычи можно было получить довольно мало энергии. Кто охотится на животных, от которых в пасти остается одна лишь слизь? Теперь, однако, стало известно, что есть и другие животные, питающиеся Gelata. К ним относятся некоторые рыбы, пингвины и альбатросы. Итак, Gelata – это центральный компонент морских пищевых цепочек, но как же хищники с их помощью пополняют свой энергетический запас? Ученые предполагают, что хищники специально охотятся на более высококалорийные части организма Gelata – репродуктивные органы или уже наполненные другой добычей желудки. Существует также предположение, что они прежде всего охотятся на Gelata, которых легко найти и поймать.

Многие новые открытия, касающиеся желеобразных морских существ, произошли благодаря техническим новинкам, например подводным лодкам со специально обученным экипажем или камерам, которые передвигаются вместе с животными. Отныне Gelata либо исследуют в их естественной среде обитания, либо ловят их в специальные сосуды, но крайне осторожно, чтобы без всякого ущерба доставить их на борт корабля или в лабораторию. Впрочем, есть прогресс и в других областях. Все большую популярность набирает мягкая робототехника, а также мягкие и гибкие материалы – гидрогели, которые могут выполнять самую деликатную работу. Уже существует прозрачная захватывающая рука, с помощью которой можно без всякого вреда вылавливать из-под воды рыб и морских огурцов (голотурий). Gelata по сравнению с ними гораздо более хрупкие, но, может быть, в будущем появится еще более бережная гидрогелевая техника, которая позволит исследовать и их.

Сложно отрицать, что эти существа все еще мало изучены. Многие представители Gelata – например, медузы и туникаты – проходят через сложные жизненные циклы, которые еще предстоит детально исследовать. Кроме того, поскольку океаны сейчас существенно меняются, есть шанс, что эти специалисты по выживанию снова выйдут на первый план. Изменение климата, связанное с ним потепление, а также подкисление морей меняют баланс сил среди видов, причем, вполне вероятно, в пользу Gelata. При определенных обстоятельствах слизь снова может занять лидерские позиции, к примеру, если в океане останутся одни медузы, водоросли и микробные маты. Следовательно, наша текущая задача состоит в том, чтобы раскрыть тайны Gelata и их влияние на морскую среду обитания. Это позволит нам быть готовыми к будущему.

Новый золотой век Gelata мог бы стать еще величественнее, если бы вместо ведения войны император Японии вылавливал медуз из моря, сидя в своей гребной лодке. Так или иначе, несколько тысяч заряженных зажигательными бомбами воздушных шаров поднялись в воздух, несколько сотен обрушились на восточное побережье Америки между Аляской и Мексикой. С военной точки зрения эта операция была ошибочной, поскольку из-за сырости леса не загорелись. Кроме того, из-за введенного американской стороной запрета на передачу информации Япония так и не узнала, что некоторые воздушные шары достигли цели. Правда, это также означало, что никто не предупредил местное население. В связи с этим в один прохладный весенний день в лесах у горы Гирхарт в Орегоне случилась настоящая катастрофа.

Арчи Митчелл только что занял пост пастора в местечке Блай. Пятого мая 1945 года он с женой Эльзи и их пятью детьми ехал из воскресной школы на пикник. Война была уже давно позади. Они хотели порыбачить и затем съесть шоколадный пирог, который Эльзи заранее специально приготовила для пикника. Она с детьми убежала немного вперед и крикнула мужу, что они нашли воздушный шар, как вдруг произошел мощный взрыв. Дети погибли тут же, а вслед за ними и беременная Эльзи. Их история канула в лету. Когда американский президент Джордж У. Буш много лет спустя, после трагедии 11 сентября 2001 года, говорил о военных потерях на американской земле, он ни единым словом не упомянул семью Арчи Митчелла.

Слизь может многое, однако реализовывать свои способности может не везде. Как именно используется этот чрезвычайно водосодержащий материал, во многом зависит от той среды обитания, в которой он находится. Таким образом, условия жизни в воде, в том числе благодаря выталкивающей силе, существенно отличаются от условий на земле, где хрупкие тела желеобразных морских обитателей, например медуз, тут же разрушаются. Более того, на воздухе слизь быстро высыхает. Именно поэтому в ходе эволюции большинство обширных гелей переместилось внутрь организма. Слизистые животные, которые часто переходят границу между наземной и водной средой, такие как амфибии, преимущественно обитают на земле, но вынужденно выбирают там темные и влажные жизненные пространства. Растения тоже стратегически используют слизь: для защиты, для распространения семян, а также в качестве места расселения полезных микробов у корней.

Рисунок 31. Нити биссуса, с помощью которых моллюски крепятся к поверхностям под водой (1). Паутина паука-кругопряда (2). Птичьи яйца зачастую замаскированы снаружи, а внутри представляют собой враждебную для микробов водную пустыню (3). Арктические диатомовые водоросли Melosira arctica покрыты слизью. Они населяют ледяной покров северных морей (4)

Представьте себе следующую картину: брутальные мужчины орудуют толстыми шлангами, стараясь попасть как можно выше и дальше. Тот, кто подумал про пожарный департамент Нью-Йорка, не ошибся. В 1960-е годы сотрудники пожарного департамента экспериментировали с наполнителями и примесями в баках, чтобы при том же давлении струя воды била как можно дальше. В этих целях используют POLYOX, уменьшающий сопротивление трению. Природным аналогом этого химиката является вязкая слизь, способная вполовину уменьшить сопротивление трению у костистых рыб, таких как окунь и барракуда. Это помогает им плыть с наибольшей возможной скоростью. Иными словами, эта слизь уменьшает вязкость воды на поверхности, соприкасающейся с телом рыбы. Нью-йоркские эксперименты в целом были удачны, но попытки вскоре были прекращены. Пожарные жаловались, что из-за измененной консистенции вода стала слишком скользкой, а следовательно, неудобной для работы, так как можно было поскользнуться в каждой луже.

Не всем открытиям, касающимся водной экосистемы, можно легко найти аналоги среди взаимоотношений в наземной экосистеме. Тем не менее у эволюции не было другого выбора: жизнь произошла из воды – и это наследие, которое мы, наземные животные, до сих пор в себе храним. Прародители современных организмов появились в кембрийском периоде пятьсот сорок миллионов лет назад, в результате чего планету населили хищники и те виды, которые завоевывали открытое море. До появления первых наземных позвоночных на Земле царили микробы и другие низшие животные. В свою очередь, растения как фотосинтетические самоснабженцы способствовали продвижению организмов вглубь суши, то есть все дальше от водоема. За растениями последовали травоядные, а за ними и плотоядные. Эти первопроходцы колонизировали разные жизненные пространства, параллельно разделяясь на виды и вырабатывая взаимоотношения между собой. Примером являются цветковые растения, которые нуждаются в насекомых в качестве опылителей, а за предоставленные услуги платят им нектаром. Как раз благодаря таким взаимодействиям на земле появились сложные экосистемы.

Мы знаем о пяти массовых вымираниях в истории Земли, в ходе которых исчезло большое число – или даже большинство – существовавших тогда видов. Метафорически это можно назвать своеобразной перетасовкой карточной колоды. Самая крупная катастрофа произошла в пермском периоде, обозначив конец палеозоя двести пятьдесят два миллиона лет назад. Именно тогда извержения вулканов, экстремальные колебания климата и существенный подъем уровня моря привели к исчезновению девяноста шести процентов видов. Многие жизненные пространства оказались опустошенными, как в первозданном мире. Впрочем, гибель одних существ открыла двери для других. Как уже существующие конкуренты, так и представители новых видов заселили только что опустошенные среды обитания и вскоре начали там размножаться и развиваться. Конец их превосходству положила, вероятно, очередная катастрофа, в результате которой освободилось необходимое место для следующих обитателей планеты.

После пермского периода власть перешла к рептилиям, и это мнение сохраняется в сознании людей до сих пор. Никакая другая группа животных не заинтересовала публику так, как это сделали обитатели известного фильма «Парк Юрского периода». Динозавры захватили землю, морские ящеры – водоемы, а птерозавры – воздушное пространство. Тем не менее известно, что и их успех не был продолжительным. Ящеры появлялись, росли и побеждали, пока на Землю не упал метеорит, кардинально изменивший окружающую среду[13]. В результате выжили лишь несколько групп животных. Впрочем, сейчас становится очевидно, что еще до катастрофы динозавры переживали период упадка, то есть наивысшая точка их славы и без того уже была пройдена. В меловом периоде массовое вымирание динозавров было на руку млекопитающим. В этой группе, прежде казавшейся невзрачной, за миллионы лет появилась неповторимая голая обезьяна, впоследствии ставшая доминирующим видом. У Homo sapiens долгая история развития с важными вехами и обходными путями, которая наложила отпечаток на всех нас.

Ни один вид не появляется из ниоткуда. Все мы порой делаем стереотипные вещи и используем генетически заложенные механизмы, которые чаще всего не подходят для нашей текущей ситуации. Это связано с тем, что эти паттерны поведения были созданы еще нашими предками при других обстоятельствах и для решения иных проблем. С эволюционной точки зрения люди – это четвероногие, стремящиеся к вертикализации и освоению практически всех земных жизненных пространств. Мы сами виноваты в том, что рано или поздно в жизни нас начинают мучить боли в спине, а суставы изнашиваются. Мы не можем обвинить в этом саму эволюцию. Не так уж много времени прошло с того момента, как она превратила внутренний каркас рыб в скелет, поместила первых четвероногих на землю, а нас, двуногих, поставила вертикально.

Тот, кто осваивает новые жизненные пространства, должен преодолеть многие препятствия. Переключение водных организмов на наземный образ жизни относится к самым крупным из них, в том числе в контексте слизи. Водная среда фундаментально отличается от воздушной. Стоит также отметить, что развитие различных экосистем сильно зависит от физиологии, поведения и образа жизни отдельно взятых видов.

Вода примерно в тысячу раз плотнее и в пятьдесят раз вязкотекучее, чем воздух. Тот, кто хочет по ней передвигаться, должен не только запастись энергией, но и прихватить с собой какой-то смазочный материал. Многие рыбы мускулисты, обтекаемы по форме и слизисты, что позволяет назвать их хорошими пловцами. Этим они кардинально отличаются от планктона, который дрейфует по пути наименьшего сопротивления. К планктону относятся бактерии, диатомовые водоросли, черви, улитки и медузы. Всех их объединяет то, что они пассивно дрейфуют на воде или плывут по течению, но ни в коем случае не против него. Это, конечно, экономит энергию, но и представляет серьезную опасность, поскольку многие хищники именно с помощью течения и слизистых ловушек загоняют беспомощную добычу себе в пасть. В наземном мире это можно сравнить лишь с невидимой паутиной, в которую по неосторожности попадают насекомые.

Все живые существа подчинены одной константе. Сила тяжести всегда влияет на всех одинаково. Наземные организмы противостоят ей, как правило, с помощью опорных структур, таких как скелет, чтобы не сломаться под тяжестью собственного веса. Тела костистых рыб достаточно стабильны, но принудительное перемещение по земле они бы не выдержали, потому что хрупкие слизистые жабры высохли бы на воздухе, склеились бы и разрушились. Эти животные погибли бы в среде, содержащей больше кислорода, чем водная среда. Желеобразные морские обитатели, например медузы, никак не могут противостоять силе тяжести на земле. Вместо этого они просто превращаются в каплю. А в воде? В воде им помогает подъемная сила, которая также дает планктону возможность дрейфовать или, по крайней мере, медленно опускаться на дно. Правда, из-за подъемной силы и движения воды с места могут быть сорваны и оседлые морские виды, если они достаточно надежно не прикреплены к поверхности за счет крюков, присосок или цепкой слизи. Моллюски (некоторые двустворчатые), например, крепятся ко дну с помощью нитей биссуса. Эти нити настолько эластичны, что сейчас их используют для изготовления прочного текстиля.

Воздух оказывает существенное влияние на количество воды в организме, попросту говоря – высушивает тело, поэтому наземные обители должны регулировать и восполнять потери воды. У первых земноводных контроль за уровнем воды выражался в ограничении расстояния, на которое они могли отойти от водоема, а современные амфибии вынуждены искать непременно влажные жизненные пространства. Кожа, поддающаяся постоянному воздействию газов и воды, остается увлажненной именно благодаря слизи. В этом вопросе рептилии буквально совершили шаг вперед: у них развилась плотная чешуя, что позволило им освоить даже чрезвычайно сухие пространства. Кожа млекопитающих, в свою очередь, представляет собой эффективный барьер, поэтому нам не нужно ограничиваться тенистой и влажной средой обитания. Мы также можем обойтись без внешней слизистой оболочки. Важные для нас слизистые оболочки, необходимые для таких функций, как пищеварение, содержатся внутри организма.

До того как цианобактерии стали осуществлять фотосинтез, жизнь обходилась без кислорода. Мы, животные, зависим от газа, который мы не можем аккумулировать внутри организма, следовательно, мы должны его вдыхать снова и снова. В процессе эволюции появились различные варианты осуществления газообмена: через кожу амфибий, через трубообразные трахеи насекомых, через жабры рыб и через легкие человека. Об этом до сих пор свидетельствуют определенные нюансы строения легких. Существуют комбинированные модели, связанные с изменениями жизненного цикла. К примеру, головастики сначала дышат через жабры, а потом, превратившись во взрослых амфибий, уже через кожу и легкие. Стоит отметить, что столь радикальное перестроение связано с переходом из водной среды обитания на сухую землю.

Впрочем, есть то, что остается неизменным при всех вариантах газообмена: кислород, растворяющийся во влажной среде, можно усвоить только через большие и хорошо снабженные кровью поверхности организма. Для водных видов это не составляет труда, но что же происходит на земле? Если бы наши легкие были построены как внешние жабры, мы, согласно одному исследованию, ежедневно теряли бы примерно пятьсот литров воды. По этой причине дыхательные органы наземных видов находятся внутри тела. Стоит также добавить, что в наших легких до сих пор остаются отголоски былого водного прошлого, которые проявляются в виде поглощения кислорода через слизистую оболочку.

Ex ovo omnia: все произошло из яйца, считал английский врач Уильям Гарвей в XVII веке. Доказательств тому у него не было, так как в ту пору все еще считалось, что низшие животные произошли из слизи и ила путем спонтанного зарождения. Так, современник Гарвея Исаак Уолтон в своем трактате о рыбной ловле писал о том, что лягушки зимой превращаются в слизь, а весной возвращаются в свою прежнюю форму. В контексте человеческого воспроизводства также ничего не было известно о яйце. Лишь сто пятьдесят лет спустя немецкий зоолог Эрнст фон Бэр опроверг этот подход.

Как же Уильям Гарвей, личный врач короля и знаменитый исследователь кровообращения, пришел к вышеуказанному выводу? Он тщательно исследовал развитие птенцов в куриных яйцах, сравнивая их с развитием других эмбрионов. В результате он нашел, как впоследствии и Эрнст Геккель, удивительное количество соответствий. Гарвей также придерживался мнения о том, что раннее развитие птиц схоже с ранним развитием других организмов. Принцип в целом тот же, однако среда вокруг играет решающую роль. Итак, какие характеристики имеют яйца в воде и на земле?

Кейп-Код – полуостров под Бостоном, дугой прорезающий берег Атлантики. Там я увидела, что после прилива на песке остались моллюски, на которых сразу напали чайки. Красный многощетинковый червь (полихета) с поразительными щетинками изогнулся в небольшой луже, пытаясь в нее зарыться. Мертвая камбала потерянно лежала у края воды. Какими бы разными ни были морские виды, у них есть общая черта. Будь то червь, моллюск или рыба – все они с большой долей вероятности защищают свои яйца оболочкой из затвердевшей слизи.

Гелевую оболочку на разных этапах эволюции использовали самые различные группы животных, потому что у нее есть ряд преимуществ. Водянистая оболочка защищает эмбрионы от высыхания и одновременно дает кислороду беспрепятственно проникать внутрь. Более того, она часто снабжена как антимикробными веществами, так и, вполне вероятно, токсинами с целью защиты от хищников. Эта теория помогает объяснить наличие красочных яйцевых мешков у многих морских улиток. Сигнал может служить предупреждением. К сожалению, большие лунные улитки отказываются от этого визуального эффекта, из-за чего на поиски их невзрачных яйцевых мешков на пляже Кейпа уходит больше времени. Вживую я еще не видела ни одного животного, обитающего на берегу и питающегося моллюсками, при необходимости просверливая их раковины. Самки моллюсков зарываются в мягкий песок, чтобы там произвести так называемый песчаный воротник. Это смесь из крошечных яиц и крупиц песка, превращающая желеобразный матрикс в чудесные конструкции. Когда песчаные воротники застывают вокруг раковины матери, они принимают кривую или даже спиралевидную форму. Песчаные воротники по своей консистенции напоминают резину, а те, что оказываются на берегу становятся эластичными и прозрачными, что через них можно увидеть солнечный свет.

Невооруженным глазом я не могу отличить яйца улиток от крупиц песка. Возможно, полупрозрачные детеныши уже вылупились. Тем не менее я все равно кладу песчаные воротники на кромку воды, чтобы те когда-нибудь выпустили в море оставшиеся внутри личинки лунных улиток под названием велигер. Правда, не все морские виды могут столь тщательно «упаковывать» свои яйца. Кораллы, к примеру, производят желеобразные узлы яйцеклеток и сперматозоидов, скрепленные слизью. Эти узлы поднимаются на поверхность воды, распадаются и сходятся уже с новыми партнерами. Моллюски же просто выпускают свои яйцеклетки и сперматозоиды в открытое море, предварительно, правда, покрыв их гелевой оболочкой. Таким образом, слизь и другие виды желеобразных оболочек являются незаменимыми средствами защиты яиц в водном пространстве, особенно если яйца при контакте с воздухом быстро высыхают.

Именно поэтому взрослые наземные амфибии вынуждены откладывать свою желеобразную икру преимущественно в свежей пресной воде. Некоторые виды вместо этого выбирают влажные наземные поверхности, однако в итоге, согласно одному исследованию, тратят гораздо больше времени и энергии на уход за потомством. Здесь есть и курьезные примеры: некоторые амфибии увлажняют свои яйца с помощью собственной мочи. Другие виды носят икру, а затем и самих детенышей везде с собой. На это у амфибий уходит много усилий и вплоть до нескольких недель времени, но цель оправдывает средства: именно так потомство может научиться выживать даже в самых неблагоприятных условиях.

Действительно независимыми от воды впервые стали рептилии. Примерно триста сорок миллионов лет назад они научились покрывать свои яйца известью, защищая их тем самым от высыхания. Их дальние родственники – птицы и уже упомянутые чайки – на пляже Кейп-Код придерживаются того же подхода. Прямо под внешней оболочкой яиц у них находится амниотическая мембрана, дополнительно защищающая эмбрион и его желток. Есть еще одна важная составляющая, делающая этот вид яиц особенным. Это желеобразный и очень вязкий альбумин, или яичный белок. Британский орнитолог Тим Беркхед описывал альбумин как «отчетливое ничто», бесцветное и бесструктурное. Иными словами, это комочек из какого-то слизеобразного материала, не имеющий четкой формы. На самом деле, альбумин – потрясающий загадочный инструмент, имеющий огромное значение для яйца. Помимо всего прочего, альбумин снабжает яйцо водой и протеинами, амортизирует физические повреждения и, словно биохимическая противопожарная стена, защищает яйцо от патогенов.

«Отчетливое ничто» – это крайне важный барьер, поскольку разные микробы только и ждут удобного момента, чтобы напасть на эмбрион. Первый удар от этих полчищ принимает на себя внешняя оболочка, однако и находящаяся под ней мембрана, словно тончайшая сеть, может останавливать бактерии. Даже если патогену удается попасть внутрь, ему предстоит долгий путь по альбумину. Этот путь можно сравнить с наказанием розгами, потому что слизь помимо многих других антимикробных протеинов также содержит лизоцим, разрушающий клеточные стенки бактерий. Одновременно этот путь похож еще и на марафон, так как альбумин состоит из слоев разной консистенции, ни один из которых не содержит питательные вещества или что-либо полезное для микробов. Подытоживая, путешествие патогенов по альбумину, по словам Беркхеда, сравнимо с путешествием человека по пустыне Атакама.

Лишь покрыв потомство необходимой оболочкой и научившись контролировать водообмен, амниоты[14] смогли покорить сухую землю. А как же поступают млекопитающие? Детеныши млекопитающих до рождения находятся в материнском теле, питаясь через пуповину и плаценту. Впрочем, наше потомство так же окружено жидкостью и тем самым защищено от высыхания. Живорождение, характерное для людей, зачастую считается отличительной чертой млекопитающих. Правда, некоторые рептилии тоже на это способны, но зачастую они предпочитают не делать окончательный выбор в пользу живорождения. По оценкам ученых, необходимо по меньшей мере сто пятьдесят эволюционных шагов, чтобы перейти от откладывания яиц к живорождению. Небольшая ящерица, австралийский сцинк Saiphos equalis, кажется, находится в промежуточной стадии между двумя методами размножения. Ученые отметили, что некоторые женские особи этого вида, всегда считавшегося живородящим, сначала откладывают яйца, а спустя несколько недель рождают детенышей. К чему такие перемены? Возможно, животные делают выбор между двумя методами размножения в зависимости от внешних обстоятельств.

Рисунок 32. Личинки велигер, принадлежащие морским моллюскам, плывут по морю (1). Глубоководная рыба Pseudoliparis swirei, обитающая в Марианской впадине в Тихом океане (2). Если смотреть на стеклянную лягушку с брюшной стороны, то можно увидеть просвечивающиеся внутренние органы (3). Анна Тинн с дочерьми (фотография 1850 года) (5). Анна была первым исследователем, который успешно держал морских существ в аквариуме (4)

В XIX веке викторианское общество повально увлекалось всякими диковинками, в том числе особой популярностью пользовались папоротники. Это был век различных открытий, и каждый хотел украсить свой дом элементом другой, загадочной жизни. Когда ботаник Натаниэль Бэгшоу Уорд придумал стеклянный ящик для живых растений, каждый человек, от рабочего до аристократа, получил возможность предаться папоротниковой лихорадке, так называемой птеридомании, то есть выращивать и исследовать папоротники у себя дома. Эта мания зашла так далеко, что некоторые виды оказались на грани вымирания, тогда как в аквариумы помещали разные виды папоротников, что привело к появлению ранее не встречавшихся гибридов[15].

Подобные герметичные стеклянные ящики дали людям возможность взглянуть на ранее не изведанный мир океана. Первые научные экспедиции к тому моменту уже обнаружили удивительных и малоизвестных существ на дне океана, таких как кораллы, крабы и губки. Под водой их едва ли можно было изучать, а вот в аквариуме – очень даже удобно, что и доказала Анна Тинн из Лондона. Морские создания, например каменистые кораллы, она годами держала в живом состоянии, давала им развиваться и даже размножаться. Это было не такое уж легкое дело, особенно для домашней прислуги. По меньшей мере один раз в день горничная должна была обогащать кислородом морскую воду, которую доставляли в Лондон с побережья. Это занимало примерно сорок пять минут и осуществлялось путем переливания воды у открытого окна из одного сосуда в другой.

Анна Тинн обнародовала результаты своего исследования вместе с Филипом Генри Госсе, который вскоре после этого выпустил книги об аквариумистике, сделав такое хобби доступным для всех. Люди, воодушевленные идеей держать разные диковинки у себя дома, теперь могли любоваться на подводный мир в миниатюре. Мода быстро разошлась по большим городам: от Лондона до Берлина и от Берлина до Нью-Йорка были построены большие аквариумы, служившие развлечением для населения. Впрочем, не так уж просто было укротить экзотическую природу и приспособить ее для домашнего использования. В то время было попросту невозможно постоянно поддерживать в аквариуме благоприятные условия, снабжение кислородом оставалось большой проблемой, в связи с чем уязвимые животные погибали одно за другим.

Вскоре общественность потеряла интерес к аквариумным выставкам, во время которых зачастую можно было увидеть лишь зачахших животных, медленно плавающих в мутной воде. Итак, несколько лихорадочное увлечение подводным миром пошло на спад, однако интерес к океану сохранился, что вполне естественно в век морских исследований. Во многом так произошло благодаря многолетней экспедиции «Челленджера». Морской биолог Антье Боэтьюс и ее отец, писатель Хеннинг Боэтьюс, подвели итоги в книге Das dunkle Paradies («Темный рай»): лишь после путешествия длиною почти в семьдесят тысяч миль, в ходе которого было проведено триста семьдесят четыре измерения морских глубин, двести пятьдесят пять измерений температуры в глубоководье, а также во время которого двести сорок раз были использованы траловые сети, удалось составить карту океана и его течений, пусть и не очень точную. В эту картину входят и тысячи ранее не исследованных морских видов.

Как следствие, была опровергнута так называемая теория бездны, сторонники которой считали, что на глубине больше пятисот пятидесяти метров в океане можно найти лишь мертвое дно, не населенное никакой жизнью. Но, как показала семья Боэтьюс, иногда происходят фантастические удачные совпадения, как, например, при измерениях, осуществленных еще 23 марта 1875 года. Неподалеку от тихоокеанского острова Гуам лотлинь, казалось, опускался бесконечно, достигнув дна лишь на глубине восьми тысяч ста метров. «Такое ощущение, что мы нашли вход в ад». Это место было названо глубиной Свайра, в честь Герберта Свайра, одного из членов экипажа на борту. Она относится к Марианской впадине – глубоководному океаническому желобу, в котором на глубине примерно одиннадцати тысяч метров находится самая глубокая точка нашей планеты.

Столь глубоко под водой царит вечная темнота, температура примерно на точке замерзания и давление – в тысячу раз превышающее давление над уровнем моря. Зона, начинающаяся глубже, чем шесть тысяч метров под водой, называется ультраабиссаль. Немецкое название Hadalzone напоминает о боге Аиде, древнегреческом боге подземного царства мертвых. Раньше считалось, что на такой глубине животные выжить не могут. Впрочем, при первом погружении измерительных приборов в «подводный ад» ученые, к своему удивлению, нашли некое существо, которое, как и многие другие, состояло из слизи и желе, чтобы приспособиться к морской среде обитания.

Рыба Hadal snailfish[16], или глубоководный морской слизень, несмотря на говорящее название, плавает достаточно быстро и в основном по кругу. Эта рыба относится к семейству липаровых, в котором существуют сотни видов морских слизней в разных цветовых оттенках. Многие из них обитают в глубоководных желобах. Вид Pseudoliparis swirei, тоже названный в честь одного из членов экипажа «Челленджера», обитает на глубине более восьми тысяч километров, в связи с чем его представители-рекордсмены относятся к самым глубоководным рыбам. Честно говоря, это удивительное достижение для бойкого животного с розовым тельцем, обитающего в точке, где давление ощущается как вес слона на кончике пальца. Как животные справляются со столь значительной нагрузкой в этой среде?

Из-за пузатого тела, переходящего в плоский хвост, этот морской слизень без чешуи напоминает переросшего головастика. Он кажется отчасти прозрачным, во многом из-за желеобразных тяжей, проходящих через ткани его организма. Желеобразный матрикс помогает ему выдерживать высокое давление, способствует его подъемной силе и придает ему обтекаемую форму. Многие глубоководные рыбы используют такие желатины, на создание которых из-за большого количества воды в составе уходит достаточно мало энергии. Телесную массу за счет желатинов создавать получается быстрее, чем за счет мышц. Тем не менее эти процессы функционируют успешно лишь под давлением. Если поднять морского слизня из воды, он тут же «растает». Желеобразная рыба-капля (Psychrolutes marcidus) в 2013 году была названа самым уродливым существом в мире, хотя ее угрюмое выражение лица вызвано всего лишь разрушением ткани при подъеме на поверхность.

Любопытный факт: в наземной среде обитания организмы также защищаются от механических повреждений с помощью гелевых нитей. Многие лиственные деревья противостоят чрезмерному вытягиванию верхушек своих ветвей с помощью особой механической ткани, тяжи которой содержат студенистые слои. Впрочем, вернемся к морю, в котором желеобразные существа обитают не только в темных глубинах. Медузы, гребневики, некоторые осьминоги, а также планктонные личинки и многие другие животные по большей части состоят из желеобразного материала. У медуз и гребневиков тело состоит из желеобразной мезоглеи – матрикса с большим содержанием воды, в котором содержатся длинные эластичные волокна. Как доказал биофизик Джон Дабири, именно это делает ушастую медузу Aurelia aurita лучшим пловцом в океане. Зонтик этой медузы пульсирует так, что водяной поток проходит вдоль его поверхности. На верхушке зонтика образуется воронка с низким давлением, в эту область всасывается тело медузы, и она движется вперед без дальнейших энергетических затрат.

Это поразительно эффективное использование «дешевого» биологического материала, состоящего в основном из воды. Правда, этот материал дает решающее преимущество в открытом океане – безбрежном водном пространстве, без леса из водорослей или другого пристанища для животных-добычи. Они должны приспосабливаться к этой среде обитания, что объясняет их прозрачность. В плане строения тела представители разных групп эволюционно перестроились на желеобразный гель, поскольку водянистый материал едва ли поглощает и отражает свет, что делает их менее доступными для хищников. Глаза и пищеварительный тракт у них остаются пигментированными, но могут при необходимости быть замаскированы. К ним относится представитель ракообразных Cystisoma – почти прозрачное животное с огромными глазами, в длину достигающее размера человеческой ладони. Биолог Карен Осборн в своем электронном письме описала мне, как тяжело обнаружить это существо даже профессионалам. Согласно ее описанию, это животное по ощущениям похоже на плотный целлофановый пакет. Из-за свойственной этому организму прозрачности найти его можно в основном на ощупь. «Когда ты поднимаешь на борт сеть, полную планктона, то сразу видишь пустое место. Почему там ничего нет? Но ты дотрагиваешься до этого места – и достаешь из сети Cystisoma».

Рисунок 33. Ушастая медуза (Aurelia aurita) использует особенно эффективный стиль плавания (1). Желеобразная рыба-капля считается одним из самых уродливых существ в мире (2). Благодаря своему слизистому рту представитель семейства губановых Labropsis australis может беспрепятственно всасывать ткани кораллов (3)

Еще одним известным примером являются кранхииды (Cranchiidae). Это семейство головоногих моллюсков из отряда кальмаров насчитывает пару дюжин видов, а длина тела варьируется от нескольких сантиметров до двух метров. Почти все из них прозрачны. Как же эти кальмары оттачивают свою маскировку? Как бы парадоксально это ни звучало, они могут подсвечивать свои глаза, чтобы стать незаметнее. В то же время их темная пищеварительная железа подсвечивается красным светом. Этот похожий на печень орган имеет форму сигары и способен двигаться. Такую железу можно сравнить со стрелкой компаса, поскольку она помогает кальмару ориентироваться и передвигаться в трехмерном пространстве. Хищники, из глубин океана выслеживающие добычу, поднимающуюся к поверхности воды, должны различить острый, как игла, кончик пищеварительной железы кальмара. Это не так просто, поскольку у некоторых представителей кранхиидов он подсвечивается так, что становится почти незаметным.

Некоторые наземные виды также пытаются использовать оптические эффекты, чтобы буквально раствориться в воздухе. К таким приемам прибегают прозрачные стеклянные лягушки, некоторые улитки и бабочки с диафаническими крыльями. Правда, обильно снабженным водой желеобразным телам существенно легче спрятаться в воде, чем в воздухе, обладающем гораздо меньшей плотностью. Вероятно, этой темой подробно занимался Г. Дж. Уэллс, предпочитавший подкреплять свои романы проверенными научными фактами. В романе «Человек-невидимка» он правдоподобно и детально объяснил, что случилось с высокомерным и настойчивым ученым Джеком Гриффином, чье тело стало прозрачным в результате неудачного эксперимента. Он коснулся всех нюансов, вплоть до кусочков сыра, которые «призрачно» передвигаются по прозрачному пищеварительному тракту ученого.

Впрочем, одна деталь ускользнула от Уэллса. Его антигерой, становящийся все более опасным, сохраняет свои кости и мускулы, но уже в прозрачном виде. В материальном мире сложно найти аналог такого явления, по меньшей мере среди наземных видов, которые полагаются на стабильные опорные структуры. Морские виды в этом вопросе имеют преимущество, а водная среда обитания остается предпочтительной средой для прозрачной фауны. Стоит отметить, что для лучших шансов выживания не все тело должно состоять из желе. Существуют и другие «слизистые» методы, например тактика затемнения у некоторых морских улиток, источающих пурпурные токсичные чернила с дозой слизи, чтобы хищники пустились в бегство.

Некоторые кальмары ведут себя еще оригинальнее. При необходимости они примешивают больше слизи к своим чернилам, чтобы создать псевдоморфозу. Это двойники кальмаров, имеющие схожую форму и размер, задача которых состоит в том, чтобы на время отвлечь хищника.

Кальмары одного из видов, словно быстрые 3D-принтеры, могут создать даже несколько псевдоморфоз и выстроить их одну за другой. Это позволяет им смешаться со слизистыми товарищами, оставшись незаметными для хищников. Впрочем, животные используют слизь в отвлекающих маневрах не только тогда, когда их жизни грозит опасность. В случае рыбы-попугая слизь просто обеспечивает спокойную ночь у рифа – рыба с головы до хвостового плавника покрывает себя диафанической слизистой оболочкой, поэтому ее не беспокоят паразиты вида Gnathiidae, представляющего собой морской аналог клещей.

Если эти или другие мучители все же пробираются внутрь рифа, им достаточно просто остановиться на станции очистки. Там обитают рыбы-чистильщики, собирающие паразитов с кожи более крупных рыб. В этом процессе необходимо взаимное доверие, поскольку маленькие помощники делают свою работу порой в открытой пасти у больших рыб, прямо между острыми зубами. Судя по всему, хищные рыбы во время таких стоматологических процедур как будто бы впадают в транс и отключают кусательный рефлекс: сначала гигиена, потом прием пищи. Есть выгода и для рыб-чистильщиков: когда их клиенты так расслабляются, маленькие мастера могут незаметно собрать питательную слизь с их кожи.

Дискусы, в свою очередь, добровольно делятся слизью. Родители позволяют своему потомству примерно месяц питаться слизью с их кожи, богатой клеточными факторами, необходимыми для иммунитета. Впрочем, спустя несколько недель такая забота приводит к конфликту. Потомство вгрызается в кожу родителей все чаще, родители начинают предоставлять ресурсы посменно, а затем и вовсе объявляют забастовку. Такую особенную модель заботы о потомстве исследователи сравнивают скорее с млекопитающими и птицами, чем с другими рыбами. Каннибализм, впрочем, свойственен безногим земноводным, у которых потомство буквально объедает толстый внешний слой кожи у матери.

Когда молодые особи рыб-чистильщиков вида Labropsis australis хотят получить слизь от своих родителей, они должны их просто «поцеловать». Мясистая пасть этих рыб, как и пластинка гриба, имеет четкие складки, из которых течет слизь. Как следствие, эти животные могут всасывать ткань коралла, не царапаясь об его известковый скелет. Карапусам, известным также как жемчужные рыбы, кожная слизь нужна для возвращения домой. Это их смазочный материал, который они хранят в самом неожиданном месте – в заднем проходе голотурий (морских огурцов). Не стоит удивляться – иглокожие дышат через анус, а также зачастую становятся пристанищем для длинных паразитов, которые иногда группой делят одного хозяина.

Карапусы вида Encheliophis питаются также и тканями голотурий, тогда как представители других видов просто ищут убежище в столь враждебной среде. Внутренности голотурии – не самое приветливое пространство, и не всегда тому есть очевидные причины. Во-первых, эти иглокожие могут отбрасывать свои нитеобразные внутренности, что не мешает живущим внутри паразитам, а хищников держит на расстоянии. Во-вторых, вязкие внутренности иглокожих также выполняют защитные функции, поскольку они содержат сильные токсины. В таком случае как же это сочетается с наблюдением Джона Стейнбека о том, что карапусы проводят много времени внутри голотурий? Объяснение простое: слизистая оболочка карапусов защищает их от токсичной окружающей среды или, по крайней мере, позволяет к ней приспособиться. Этот гель очень плотный, но в целом не уникальный, так как большинство рыб покрыто слизью. Им это необходимо для успешного скольжения в воде, в том числе сквозь узкие отверстия; для обороны от микробов и паразитов и для ряда других функций.

Морским млекопитающим в этом смысле приходится сложнее, поскольку их кожа изначально предназначена для наземного образа жизни. Многие киты по этой причине постоянно населены паразитами и другими безбилетными пассажирами. Обыкновенные гринды, относящиеся к дельфинам, напротив, имеют очень гладкую кожу, способную к самоочищению. Из пространства между их клетками выделяется определенный вид слизи с энзимами, заполняющий неровности и затрудняющий поселение вредителей. Однако в других случаях кожная слизь действует как непроизвольный маяк, привлекая паразитов, которые целенаправленно определяют подходящего хозяина.

Моногенея Entobdella solleae, паразитический плоский червь, прикрепляется лишь к коже рыбы европейской солеи. Сразу после появления на свет личинки моногенеи должны найти и инфицировать солею. Этот ответственный процесс, как правило, происходит по утрам, потому что активные по ночам солеи предпочитают проводить свои дни в морских отложениях, что делает их уязвимее для паразитов. Вне зависимости от дневных и ночных смен личинки сразу отправляются на поиски, если чувствуют слизь солеи, находящейся неподалеку, в том числе если она оказалась на яйцах червя. Для сравнения, личинки другого паразита реагируют исключительно на слизь и похожие сигналы ската, чтобы за секунды покинуть яйцо и начать его поиски.

Это экстремальные и крайне особенные случаи. Тем не менее слизь дает множеству безобидных личинок возможность ориентироваться в пространстве.

Итак, микроскопически маленькое потомство червей, моллюсков, кораллов, ракообразных, губок и других морских животных плывет по морю в поисках подходящего для планктона места обитания. У них есть лишь один шанс найти благоприятное место и превратиться во взрослых, зачастую оседлых особей. Это еще раз подчеркивает, что место для подобной метаморфозы должно быть выбрано тщательно. При этом, без сомнения, серьезную роль играют различные факторы окружающей среды. В этом процессе есть одна интересная деталь, которую некоторые ученые считают универсальным механизмом. Молодь реагирует на микробные биопленки, демонстрируя при этом иногда крайнюю капризность. Личинка червя Hydroides elegans, к примеру, отказывается прикрепляться к поверхностям, на которых нет биопленки, а также, судя по всему, зависит от специфичных бактерий.

Таким образом, нетрудно представить, почему ученые часто становятся фанатиками слизи – в этих процессах существует еще много неизведанного. Правда, иногда благодаря слизи работа становится менее сложной и опасной. Вместо того чтобы кропотливо собирать пробы тканей у китов и других морских млекопитающих, теперь собирают просто слизь, которую эти животные распыляют при выдохе через дыхало. Слизь содержит клетки животного, дает информацию о микробиоме в его легких и о возможных заболеваниях. Тем не менее, несмотря на всякую предусмотрительность, бывают случаи, когда помощь киту приходит слишком поздно. Тогда наступает час так называемых «пожирателей костей». Osedax mucofloris, покрытые слизью черви, всасывают на дне моря остатки питательных веществ и жиров из костей, предпочитая как раз скелеты китов. Все виды Osedax прикрепляются к костной ткани с помощью корневидных отростков. В этом процессе, как и у корней растений, решающую роль играют полезные бактерии.

Обсасывание костей на дне моря – это своеобразное занятие. Именно поэтому многие женские особи держат в своей слизистой оболочке целый гарем из сотни карликовых мужских особей. Представители Osedax растворяют кости в специальной кислоте, в то время как упомянутые выше корневидные отростки остаются покрытыми слизью. Слизь, вероятно, доставляет до места назначения кислые элементы, или же, возможно, защищает и стабилизирует само животное в крошащихся костях. Другие обитатели морского дна, в сравнении с Osedax, просто пускают по течению индивидуальные слизистые структуры, чтобы захватить добычу. Это отчасти напоминает паутину. Именно благодаря этой тактике червеобразные улитки (Vermetidae) могут провести всю жизнь в хорошо укрепленных известковых трубах, вытянутых и извилистых, словно размотанная спираль раковины улитки.

Через двое щупалец они выпускают в открытое море слизистые сети, которые объединяются в тонкую паутину, когда животные начинают жить колониями. Эта слизистая пряжа может разрушать ткани коралла, из чего можно сделать вывод, что в слизи содержится определенное химическое оружие. Каким бы удобным ни был этот образ жизни, он едва ли предусматривает настоящее соседство. Да и кому нужны хорошие соседи, когда есть многофункциональные слизистые сети? Мужские особи просто выпускают пучки спермы в открытое море, чтобы те попали в сети женских особей и закрепились там.

Это уже примеры исключительной ловкости, однако суть остается неизменной: животные снова и снова выбирают слизь в качестве основного средства охоты в океане. Именно с ее помощью черви, улитки и другие беспозвоночные фильтруют осадок, просеивают воду и просто плывут по воде. А акулы? Эти хищные животные находят добычу так же, как и скаты, наполняя свои ампулы Лоренцини слизью. Так называются особые поры и каналы в коже, которые, будучи отдельным органом чувств, отслеживают даже самые малые изменения в давлении[17]. Если на дальней дистанции двигается какой-то организм, акула может установить его местоположение через специальные слизистые антенны. Правда, акулу может постигнуть неудача, если координаты приведут ее к миксине. Эти животные моментально окутывают себя большим слизистым облаком, в связи с чем хищникам приходится возвращаться восвояси. Скату, в свою очередь, удовольствие может испортить попытка откусить кусок от морской звезды Pteraster tesselatus, которая в короткий срок заполняет полость под своей кожей огромным, даже чрезмерным, количеством слизи.

Рисунок 34. Древесница (Hyla arborea), также известная как обыкновенная квакша, имеет блестящий зеленый окрас (1). Вид пунктирная червяга (Caecilia pachynema) относится к слепоглухим роющим амфибиям (2). Желтобрюхий тритон (Taricha granulosa) выделяет смертельный токсин (3)

Все ее одежки – зеленые. В раннем воспоминании я возвращаюсь обратно в наш сад, где я вместе с моим отцом лежу на газоне между цветочной грядкой и гаражом. Я смотрю в золотые глаза лягушки, которая кажется мне особенно ярко-зеленой в свежей весенней траве. Ее лапки заканчиваются дисками, ее выражение лица – меланхоличное, но все же бесстрашное, возможно, из-за темных полос, которые идут от глаз до задних лап. Этим она напоминает Зорро.

Я ее потрогала или меня обманывает воспоминание о ее коже под моими пальцами, хрупкой и нежной, словно тонкая бумага? Речь идет о древеснице (ах, какое глупое название для столь ценного животного!). Правда, в литературе ее называют по-разному: квакша обыкновенная и лягушка-барометр.

Ее не так уж легко понять, что неудивительно, поскольку древесница – представитель амфибий. Их неоднозначность содержится в самом названии, произошедшем от греческого amphi (оба) и bios (жизнь). Эти животные ведут двойную жизнь. Они начинают свой жизненный путь как головастики, питающиеся водорослями в воде. Затем в ходе необычной метаморфозы они превращаются в наземных плотоядных животных. Правда, они отчасти сохраняют свое водное прошлое: взрослые амфибии преимущественно привязаны к влажным и прохладным местам обитания. В этой главе речь пойдет о тех животных в природе, которые с помощью слизи существуют между разными мирами и в разных сферах. Никто не умеет это делать лучше, чем амфибии, чья слизь защищает кожу, позволяет дышать, помогает захватывать добычу, охраняет яйца и помогает при спаривании, как эротический фетиш для мужских особей.

Первая группа под названием Anura охватывает лягушек и жаб, хотя жабы с биологической точки зрения – это тоже лягушки, просто с толстой кожей и короткими лапами. Саламандры и тритоны относятся к отряду Urodela, а загадочные червяги в одиночку составляют отряд Gymnophiona[18]. Слизь нужна им всем.

Правда, вначале нужно поговорить о тех регулярных путешественниках из одной среды в другую, которые обитают в зоне прилива. Такие животные должны мириться с экстремальными изменениями окружающей среды. Каждый час, каждый день и в течение года засухи сменяются наводнениями, меняется содержание соли во внешней среде и радикально колеблются температуры. Примером путешественников в этом жизненном пространстве являются береговые улитки, которые при отливе возвращаются в свой домик в камне и покрываются слизью во избежание потери воды. Другим примером могут служить диатомовые водоросли, дни напролет дрейфующие в открытом море или в морской пене на поверхности. Ближе к вечеру они опускаются глубже, чтобы волны отнесли их к побережью. Там с помощью вязкой слизи они прикрепляются к крупицам песка. Словно уставшие от качки моряки, они проводят ночи на берегу, но утром поднимают свой слизистый якорь и дают волнам забрать их снова в море. Так как эти одноклеточные организмы столь многочисленны, они оставляют достаточно слизи, чтобы защищать береговые линии от вымывания и разрушения.

С пересечением границы, правда, уже другого рода, сталкиваются диатомовые водоросли вида Melosira arctica и другие микроорганизмы в морском льду. В их случае слизь – это противоморозное средство или антифриз, которое защищает одноклеточные водоросли даже при температурах до –10 °C. Выделяемые при этом полимеры меняют все окружающее пространство, растапливая поры и каналы во льду. Почти столь же низкие температуры может выдержать пателла вида Patinigera polaris, встречающаяся в антарктических водоемах и способная выжить, даже будучи замурованной во льду. Эти животные покрывают себя слизью, чтобы избежать появления кристаллов льда в их межклеточном пространстве. Смертность улиток без слизистой оболочки выше, хотя до сих пор неясно, работает ли слизь только за счет своей повышенной вязкости, которая в любом случае снижает температуру замерзания, или же она обладает особыми свойствами. Судя по всему – второе, о чем свидетельствует антарктическая рыба острорылый плугатарь или рыба-дракон Gymnodraco acuticeps. Эта рыба без чешуи вырабатывает гликопротеины, обладающие свойствами антифриза, но они содержатся не в крови, как у других полярных рыб, а в слизи на внешней поверхности тела.

У бескрылых мух вида Belgica antarctica был обнаружен особый гель-антифриз, чья функция состоит в защите яиц. Эти существа обитают в Антарктике и спариваются большим роем в ходе короткого лета. Их потомство вылупляется из яиц спустя месяц, однако потом у детенышей уходит еще два года на превращение во взрослую особь. Бóльшую часть этого времени они проводят во льдах. Стоит отметить, что еще на этапе откладывания яиц низкая температура воздуха становится угрозой, так как дни могут быть очень теплыми, а ночи – холодными. Именно поэтому самки оборачивают каждое яйцо в прозрачный гель, который сглаживает эффект колебаний температуры и благодаря особому составу выполняет функции антифриза, а также защищает яйца от высыхания.

Холод – не проблема и для тех, кто живет на границе воздушной и водной сред. Пример тому – земноводные рыбы илистые прыгуны, которые курсируют между водой и сушей в мангровых зарослях тропических приливных зон. Они могут провести там несколько дней, используя свои мощные грудные плавники и изогнутый хвост для быстрого передвижения. Илистые прыгуны дышат через слизистую оболочку в пасти и глотке, а также выделяют антимикробный гель на поверхности кожи для беспрепятственного передвижения. В этом современном виде земноводных ученые находят отголоски того времени, когда позвоночные впервые начали вести наземный образ жизни. Те первопроходцы произошли от костистых рыб, которые еще в воде научились дыханию через легкие. Современные двоякодышащие рыбы – это не пережитки прошлого в эволюционном смысле, а свидетельство того, как первые амфибии много лет назад перешли из воды на землю и на определенное время, ввиду отсутствия конкуренции, заняли вершину пищевой цепи.

Кожа большинства амфибий должна быть защищена от патогенов и хищников слизью, антимикробными действующими веществами и даже токсинами. Исполинские саламандры, похожие на саламандр из романа Карела Чапека, выделяют при каком-либо раздражении столько вонючей слизи, что их иногда сравнивают со скрытожаберниками. Впрочем, у этого неприятного геля есть медицинский потенциал. Недавнее исследование показало, что он крайне быстро затягивает и залечивает раны животных, а также быстро расщепляется сразу после проделанной работы. Неудивительно, что именно амфибии производят многофункциональные слизи, поскольку их кожа – это пористый барьер для воды и газов. Слизь защищает этих животных от высыхания и пропускает кислород, который многие виды амфибий могут получать исключительно через кожу.

Эти механизмы так хорошо работают у лягушек, что они готовы проводить целые зимы под водой, из-за чего у них появилась репутация слизистых оборотней. Жабам с их толстой кожей это дается не так легко. Более того, их самки во время спаривания могут захлебнуться в воде, если слишком много самцов уцепятся за них одновременно. Кожа жаб не настолько слизистая, что приводит к еще одной проблеме. Для хищников жабы не такие уж скользкие, поэтому им приходится компенсировать это другим способом защиты. Жабы выделяют мощные токсины из кожных желез. То же самое можно сказать и о желтобрюхом тритоне Taricha granulosa с западного побережья Америки, которого скорее можно считать саламандрой. Он выделяет тетродотоксин, опасный даже для человека.

Подобная защита прибавляет им смелости. Одним мрачным дождливым утром в лесу штата Орегон ко мне подползла саламандра. Ее темное тело едва ли поднималось от земли, и она почти что заползла под мои ботинки. Вместо того чтобы ретироваться, саламандра предпочла сделать так, чтобы я пустилась в бегство. Она сильно изогнулась и показала мне ярко-оранжевый окрас своего брюха. Это рефлекс, предвещающий опасность, а также безусловное предупреждение. Со мной этот трюк сработал, и я отошла от нее, а вот подвязочную змею, главного врага саламандры, такой шаг вряд ли бы испугал. Дело в том, что в ходе совместной эволюции с саламандрами этот вид змей приспособился к своей ядовитой добыче, поэтому токсин саламандр уже не оказывает на них желаемого эффекта.

Гадюкообразная смертельная змея на севере Австралии, в народе известная как змея смерти, способна противодействовать даже комплексным защитным механизмам своих жертв. Нужно лишь проявить немного терпения. Мраморная болотная лягушка (Limnodynastes convexiusculus) при нападении выделяет крайне вязкую слизь, тогда как другой вид лягушек – литория равнинная (Litoria dahlii) – выделяет смертельный токсин. Несмотря на эти меры защиты, смертельная змея все равно нападает. Она выжидает, пока слизь затвердеет и токсин разложится. При этом змея знает, что это происходит не одновременно. Болотную лягушку она съедает через десять минут, а литорию – ровно через сорок. Подобные явления можно назвать эволюционной гонкой вооружений между защитной экипировкой амфибий и соответствующим оружием хищников. На нынешнем этапе эволюции оружие хищников, судя по всему, берет верх.

В 1980-е годы появилось много научных публикаций об исчезнувших по неизвестным причинам видах амфибий. Вскоре виновным признали патогенный грибок, поражавший чувствительную кожу. Предполагалось, что патоген, распространившийся из Азии, начал заражать беззащитных амфибий по всему миру. Из-за него на грани вымирания оказались сотни видов, а некоторые из них уже и вовсе исчезли. Столь же драматично обстоит и ситуация с саламандрами, погибающими от похожего патогена. Одной из целей отчаянных попыток спасения герпетологов[19] является усиление иммунного ответа животных. Образцом для подражания могут быть устойчивые лягушки и саламандры, особенно их слой слизи, содержащиеся в нем антитела и микробиом, который может помочь в защите.

С середины 1980-х годов считаются вымершими так называемые Заботливые лягушки (Rheobatrachus silus), которые были диковинкой даже в бесконечно разнообразном мире амфибий. Самки этого вида проглатывали яйца и вынашивали детенышей в желудке, а после развития лягушат отрыгивали их разом наружу. Находясь в теле матери, потомство выделяло слизь, чтобы снизить объем выделения желудочной кислоты. Исследование этого механизма могло бы дать потенциал для развития терапевтических антацидов, однако заботливые лягушки слишком рано вымерли. Правда, австралийские ученые в рамках Lasarus project пытаются восстановить этот вид. Идея заключается в пересадке ДНК заботливых лягушек в яйцеклетку близкого вида. Тем не менее пока что не появилось ни одного головастика. Возможно, не хватает запаха родины?

В период спаривания большинство лягушек и жаб возвращаются к месту своего рождения и лишь очень редко – в другие водоемы. Быть может, там царит какой-то пленительный запах, который они чувствуют сквозь свою восприимчивую кожу. Самцы тесно окружают самок и обхватывают их спины железной хваткой. Это явление называется амплекссусом. Если передние лапы лягушек слишком короткие, как, например, у африканского вида Breviceps adspersus, то самцы с помощью слизи просто прикрепляются к спине самок. В любовном порыве эти животные не отличаются разборчивостью, так как они иногда пытаются спариться даже с рыбами. Более того, в Интернете можно найти фотографии австралийского питона, на котором сидит не менее десятка готовых к спариванию самцов жаб.

При удачном спаривании оплодотворение происходит в воде, причем оно должно синхронизироваться с откладкой икры во внешнюю среду. Самки жаб выделяют две нити икры, а самцы, все еще обхватив их за спину, эякулируют, как только они чувствуют, что желеобразная оболочка икры касается их лап. Что ж, такие у жаб сексуальные предпочтения. А у человека? Кажется, нет сегодня темы, которая не стала бы сюжетом для порнографии, и слизь при этом не исключение. Существует особая ниша, в которой собраны все вязко-слизистые фетиши, а также эротическая литература и комиксы. Главными героями в них обычно являются слизистые женщины, как в романе Аи Оушен. Первостепенная цель амфибий – это, разумеется, продолжение рода. Сплетенные в объятиях пары жаб проплывают между водными растениями недалеко от берега, наматывая на их стебли нити икры, напоминающие темные нити жемчуга. Если самка делает паузу в спаривании, самец терпеливо ждет следующего возбуждающего слизистого касания. У лягушек, напротив, меньше времени для такого сладострастного досуга. Они мечут всю икру одновременно. При контакте с водой желеобразная оболочка на икре быстро набухает и становится плотной. Самцы сразу эякулируют и интенсивно работают лапами, чтобы смешать сперму с икрой.

Под надежной защитой желеобразной оболочки развиваются головастики – темные капли с хвостами, – из которых потом появляются конечности, необходимые для наземного передвижения как лягушкам, так и жабам. Более того, из водных травоядных они превращаются в наземных плотоядных с крайне чувствительным языком. За долю секунды их длинный язык высовывается из пасти, натянутый как струна. При этом животному даже не нужно двигаться с места. Язык лягушки такой же мягкий, как та соединительная ткань, из которой состоит внутренняя оболочка мозга. Это позволяет ему плотно зацепиться за добычу. Он покрыт вязкоупругой слизью, которая при нападении становится жидкой настолько, что хищница может захватить и влажных червей, и покрытых шерсткой мышей, и насекомых с неровной поверхностью тела. После успешного нападения язык столь же быстро и ловко сворачивается обратно. При этом крайне липкая слюна обеспечивает беспомощной добыче прыжок в смертельную пропасть.

Возникает вопрос, как добыча отделяется от липкого языка? При глотании эти амфибии закрывают глаза, как будто бы дегустируя деликатесы. По сути, они немного втягивают глазные яблоки, чтобы с их помощью протолкнуть добычу в глотку. При этом немаловажную роль играет вязкий гель, выполняющий функцию слюны. Эта мастерски отточенная техника создания слизистых ловушек гарантирует лягушкам, жабам, а также саламандрам и хамелеонам победу над насекомыми. Тем не менее крупные личинки жужелиц Epomis dejeani прямо-таки провокационно маршируют на глазах у амфибий. Их можно понять, так как в этой ситуации именно личинки – хищники. Они научились уклоняться от коварного языка амфибий, следуя принципу «лучшая защита – это нападение». Они крепко вцепляются в лягушек и жаб и высасывают добычу.

Амфибии, конечно, скользкие и токсичные существа, но одновременно и желанная добыча, в связи с чем они должны обеспечивать себе достаточное количество потомства. В тот день природа еще не совсем проснулась после долгой зимы. Апрельским днем в только что позеленевших шотландских горах царил лютый холод. Тем не менее из каждой речушки, канавы и лужи на меня смотрели тысячи желеобразных глазных яблок с крошечными зрачками. Икру можно было зачерпнуть пригоршнями, и на вес она была достаточно тяжелая. Среди икринок можно и не заметить изящных родителей. Возможно, гелеобразная оболочка защищает потомство от низких температур. У некоторых видов, к примеру, она согревает эмбрионов, преломляет, направляя в нужную сторону, солнечный свет.

Более стремительное развитие увеличило бы их шансы на выживание, поскольку икра – это лишь временное явление. Не более пяти процентов личинок амфибий покидают воду, и лишь небольшая часть от этого числа в зрелом возрасте возвращается обратно для спаривания, чтобы произвести на свет новое поколение. Такие результаты были получены в ходе исследования некоторых видов, однако их с уверенностью можно экстраполировать и на других амфибий. Правда, загадочные червяги и другие виды безногих земноводных ставят в приоритет качество, а не количество, в связи с чем их можно назвать единственными жертвенными родителями среди амфибий. Особенность этих безногих тропических животных также состоит в том, что они, не имея легких, дышат через кожу и слизистую оболочку в пасти[20].

Некоторые виды откладывают свои желеобразные яйца во влажной земле, однако большинство червяг – живородящие. После внутреннего оплодотворения детеныши Boulengerula taitana появляются в утробе матери и начинают скрести стенку яйцевода, чтобы спровоцировать выделение так называемого маточного молока[21]. После рождения они также остаются при матери, продолжая «обгладывать» ее еще на протяжении нескольких недель. Эти маленькие каннибалы кусают толстый внешний слой кожи самки и затем, двигаясь вокруг ее оси, просто счищают один слой за другим.

Впрочем, хищникам на такую щедрость рассчитывать не стоит. Как и все амфибии, они выделяют слизь с индивидуальным составом действующих веществ. Образ жизни бразильского вида кольчатой червяги Siphonops annulatus, к примеру, требует асимметричного распределения различных желез. Слизь в качестве смазочного материала выделяется в основном на голове. Благодаря слизи на голове эта червяга проскальзывает через почвенные частицы, подобно корням растений, которые имеют на конце чехлик (защитное образование растущего кончика), также покрытый слизью. Яд этим амфибиям важнее держать в хвосте, который закупоривает нору в земле, как пробка в бутылке, и, будучи токсичным, отпугивает при первом же укусе их преследователей – ядовитых коралловых змей.

Рисунок 35. Кельты почитали белую омелу, которая при помощи дрозда-дерябы может поражать целые деревья (1, 2). Диалог из книги Рене Госинни и Альбера Удерзо «Астерикс и золотой серп» (3). Моллюски, например виноградная улитка (Helix pomatia), практикуют сложный ритуал спаривания (4)

Лист липы погубил Зигфрида, а омела погубила другое нордическое божество. Богиня Фригг заставила всех живых существ поклясться, что они не навредят ее сыну Бальдру, богу красоты и чистоты. Впрочем, коварный Локи разузнал, что Фригг не заметила одно растение, поскольку оно не уходит корнями в землю. Паразитическая омела вплетает свои ветви глубоко в ткань деревьев, у которых она забирает воду и питательные вещества. Растущая в Европе белая омела является полупаразитом, потому что она по меньшей мере осуществляет фотосинтез через свои многолетние зеленые листья и производит сахар самостоятельно. Более того, у нее все же есть репутация оружия, сразившего бога Бальдра.

Джонатан Бриггс в своей «Маленькой книге об омеле» пишет, что ее белые ягоды символизируют слезы Фригг, которые она пролила после потери сына. К счастью, богиня не затаила обиду на омелу, а, напротив, объявила ее символом любви, под которым до сих пор на Рождество в Англии целуются влюбленные пары. Этот вечнозеленый паразит зимой непонятным образом обеспечивает себя сам, даже после того как дерево-хозяин сбрасывает свою листву. Именно поэтому еще во времена кельтов считалось, что у омелы есть магическая сила. К тому же волшебный напиток Панорамикса придает еще больше сил Астериксу и другим непоколебимым галлам, если в его составе есть срезанная золотым серпом омела.

Белая омела сама по себе – достойный противник. Ее название – Viscum album – указывает на вязкую консистенцию ее плодов, то есть на липкую слизь, которую могут есть только самые опытные гурманы. К ним относится дрозд-деряба. Он любопытным образом отвечает услугой на услугу, выделяя с экскрементами полупереваренную слизь вместе с семенами, которые, в зависимости от точности прицела дрозда, прилипают к дереву. Если оно подходит на роль хозяина, то семена прорастают. Дрозд принимает активное участие в распространении паразита, однако и ему в свое время досталось от омелы. Дело в том, что из вязких ягод омелы готовили клей для ловли птиц, из-за которой в ловушку попадались в том числе и многие сородичи этого дрозда.

Итак, не только люди используют клеящие вещества для охоты, и не только птицы попадают в цепкую слизистую ловушку.

В воде, как и на земле, расставлены слизистые капканы, приспособленные к особенностям окружающей среды. Океаны богаты питательными частицами и пассивным планктоном, который заплывает в сети хищников, в том числе из-за водоворотов.

Воздушная среда в этом смысле предлагает достаточно скудную пищу, хотя и в ней можно найти крохотных существ, рассекающих по ветру. Правда, большинство из них умеет облетать ловушки. Именно поэтому многие пауки плетут невидимую, но снабженную вязкой слизью паутину в наиболее оживленных местах воздушного пространства.

Я стала свидетелем прекрасного события – это было в Новой Зеландии: я плыву на резиновой лодке по подземной реке в пещере, а каменный свод озаряется голубоватым светом, будто вся галактика втиснута на небольшой потолок пещеры, но созвездия неузнаваемы. Это картина неземной красоты, однако, каждая «звёздочка» – смертельная ловушка. Этот феномен я смогла разгадать много лет спустя во время ночных наблюдений в австралийских лесах. Личинки комаров вида Arachnocampa luminosa[22] ползали по заросшему склону на уровне глаз, а из своих «домиков» в виде трубок спускали вниз слизистые нити. Ночью тела хищных личинок подсвечивались, чтобы привлечь летающих насекомых, которые, в свою очередь, запутывались в этих свисающих липких нитях.

Обычно капельки слизи блестят в нитях, словно жемчужины на цепочке. Обильное количество нитей, натянутых этими существами, похоже на запутанные рыболовные сети. Другие животные, которым свойственно расставлять ловушки, предпочитают экономность и минимализм. Примером тому являются пауки Болас, которые выпускают лишь одну шелковую нить с клейким веществом на конце. Это мягкое, но смертельное оружие, поражающее жертв без всякого шанса на спасение. И снова слизь помогает поймать добычу, как в случае с вязкой слюной лягушек и других амфибий, а также некоторых рептилий, например техасской жабовидной ящерицы (Phrynosoma cornutum), чья опасная диета подразумевает использование двойной дозы вязких выделений. Дело в том, что эта маленькая ящерица предпочитает питаться муравьями-жнецами, которые кусаются очень болезненно, обладая вдобавок ядовитым жалом. Это значит, что для поединка с ними вязкого языка недостаточно. Жабовидная ящерица еще в пасти оборачивает (как чемоданы в аэропорту!) свою добычу в слой слизи, придавая ей обтекаемую шарообразную форму. Это дает хищнице возможность обездвижить челюсти, жало и самого муравья в целом, то есть сделать добычу безопасной для проглатывания. Но липкий язык может сделать еще больше. Например, он крайне необходим в охоте дятлам. Долгое время считалось, что птицы выдалбливают дыры в деревьях, чтобы выудить оттуда спрятавшихся насекомых при помощи своего языка, жесткого и загнутого на кончике. Сегодня же известно, что этот высокоспециализированный орган удерживает добычу с помощью цепкой слизистой слюны. Более того, в некоторых случаях дятлы распознают добычу за счет вкусовых рецепторов на языке.

Рисунок 36. Личинки комаров-светлячков охотятся с помощью вязких удочек (1). Техасская жабовидная ящерица (Phrynosoma cornutum) покрывает защищающихся муравьев слизью перед глотанием (2). Первичнотрахейные (Onychophora) стреляют в добычу быстро застывающей слизью (3)

Функция слюны не ограничивается приклеиванием добычи. Священным огнем, также известным как Антониев огонь и эрготизм, в Средневековье называли распространенную болезнь, вызывавшую, помимо всего прочего, галлюцинации и тяжелое повреждение тканей. Орден антонитов даже построил по всей Европе госпитали для пациентов, чьи страдания нельзя было ни предотвратить, ни облегчить до тех пор, пока причина оставалась неизвестной. Современная наука гласит, что это заболевание вызвано отравлением спорыньей, которая как паразит или, возможно, как симбионт заражает зерна ржи и некоторых других злаков, которые, в свою очередь, инфицируют используемую для приготовления пищи муку. Спорынья при помощи токсинов защищает зараженные растения от пожирания. Последнее время наблюдается мало случаев эрготизма среди людей, поскольку инфицированные злаки ликвидируются на раннем этапе, то есть еще до попадания в пищевую цепочку. А вот лось должен заботиться о себе сам, что в его случае проявляется в активном слюноотделении. Его слюна – это оружие обороны, поскольку она содержит действующие вещества, сдерживающие рост грибка. Здесь сила в количестве: лоси в основном пасутся на фиксированных, определенных участках, где постоянно пускают слюни на растущие там растения. В результате опасный патоген получает регулярные дозы антигрибковой слюны, что успешно подавляет его развитие.

Совершенно разные животные превратили свою слюну в высокоспециализированное боевое оружие, причем в некоторых случаях оно может быть опасно даже для человека. К примеру, вот случай, когда, казалось бы, невинное взаимодействие между животным и человеком привело к катастрофе. Двадцатого июля 1948 года Грэйс Олив Уайли должна была фотографироваться со своими ядовитыми змеями для интервью. Она по привычке позировала с индийской коброй, которая, правда, в этот раз испугалась вспышки и укусила хозяйку за палец. Происшествие не было ожидаемым, поскольку Уайли содержала рептилий разных видов и тесно с ними общалась. Даже смертельно ядовитых змей она считала способными к приручению и разрешала им свободно передвигаться по своему рабочему месту. До роковой фотосессии критических ситуаций, кажется, не происходило, и у самой исследовательницы была достойная научная репутация. В 1928 году, например, ей удалось впервые укротить гремучников-василисков.

Змеиный яд лишает добычу и противников в целом возможности сопротивляться, потому что представляет собой коктейль из токсинов, которые вызывают паралич, кровотечение и поражение тканей. При этом стоит учесть, что все змеи произошли от общего предка среди ядовитых рептилий. Это означает, что даже у удавов и питонов в небольшой степени обнаруживаются токсины. Тем не менее их ядовитые железы изменились, чтобы выделять больше слизи, так как она служит смазочным материалом для проглатывания добычи с перьями и шерстью. А вот у более ядовитых родственников в голове находятся высокоспециализированные слюнные железы, выделяющие токсины и хранящие их в специальной полости. При необходимости токсины поступают через проход к полым зубам, которые вводят яд в жертву.

У гадюк и фиджийских аспидов яд проходит через еще одну железу. Кайсака Bothrops jararaca использует этот вариант только при крайней необходимости, когда основной резервуар остается пустым. Также предполагается, что выделения кайсаки активируют яд на его пути к зубам. Это подтверждается тем, что крупные клетки у конца железы выделяют много слизи, чтобы защитить ткань змеи от собственных токсинов.

Эти процессы похожи на те, что происходят в желудке млекопитающих. В нем железы выделяют кислоты и пищеварительные энзимы, но сами защищаются толстым слоем слизи. Что касается змеиного яда, то в нем слизь имеет лишь небольшое значение, если имеет вовсе. До сих пор только в яде кобры были обнаружены токсины, напоминающие муцины, однако и те не порождают вязкого геля. Эти токсины – лишь ингредиенты мощного коктейля, который, кстати говоря, спустя два часа после укуса стоил Грэйс Уайли жизни.

Древнейшие первичнотрахейные, также известные как онихофоры, тоже моментально обездвиживают свою добычу. Эти червеподобные существа с бархатной кожей передвигаются на своих коротких ножках достаточно медленно, следовательно, не могут пуститься в погоню за добычей. Это значит, что в ход пускается слизь, которую первичнотрахейные выстреливают из двух «пушек», расположенных на голове. Первичнотрахейные – это отдельная, причем очень древняя группа животных. Для этих маленьких плотоядных характерны две большие слизистые железы на голове, из которых выделения вылетают с удивительной силой и на большое расстояние. Мелкую добычу они захватывают сразу, а вот для более крупных насекомых, пауков и даже улиток, используют двойное слизистое лассо. Если жертва не может выпутаться быстро, то шансов у нее не остается: слизь застывает и намертво удерживает жертву на месте. Впрочем, бояться слизистых пушек нужно не только потенциальной добыче первичнотрахейных, но и их преследователям.

Рисунок 37. Любовные стрелы улиток: то, что здесь напоминает средневековые европейские мечи, малайские кинжалы и японский сюрикэн, это все известковые структуры (вид сбоку и в разрезе), которыми улитки при спаривании пронизывают тела друг друга

Большинство наземных улиток – гермафродиты, способные к самооплодотворению. Тем не менее они предпочитают спаривание, представляющее собой длительный и торжественный слизистый ритуал, в ходе которого особи стреляют друг в друга так называемыми стрелами любви. Как пишет биолог-эволюционист Менно Схилтхёйзен, японские улитки вида Euhadra subnimbosa по несколько тысяч раз пронизывают друг друга известковыми иглами. Это боевой ритуал, ключевую роль в котором играет вязкая слизь, покрывающая «стрелы» и увеличивающая шансы на оплодотворение того, в кого она попадает. Дело в том, что мешочек со спермой быстро усваивается в теле оплодотворяемой особи – выживают лишь те сперматозоиды, которые вовремя оказываются в безопасности и устремляются по яйцеводу к яйцеклеткам. Слизь вызывает сокращения в женских половых путях, поэтому много сперматозоидов выталкивается из мешочка перед его разрушением.

Стрелы любви – это уже достаточно экзотическое явление, но спаривание больших придорожных слизней (Limax maximus) может еще больше поразить воображение. Два партнера, тесно переплетясь, висят в воздухе, подвешенные на ветке дерева за счет слизистой нити. В таком положении они удлиняют и переплетают свои голубоватые пенисы, которые могут в несколько раз превосходить их тело в длину. В итоге на кончике каждого из половых органов выделяется мешочек со спермой, чем особи и обмениваются в конце спаривания. Что же остается от полового акта? Много слизи, которую тут же принимаются есть муравьи. Обычно они жадно охотятся за выделениями улиток, что зачастую приносит последним ущерб.

Паразитическая ланцетовидная двуустка (Dicrocoelium lanceolatum) в основном поселяется в организмах овец и коз, однако на пути к ним, окончательным хозяевам, этот паразит проходит сложный жизненный цикл. Сначала улитка поедает экскременты пасущегося скота вместе с яйцами паразита, после чего в теле моллюска развивается поколение личинок. Эти личинки обволакиваются слизью и выделяются в окружающую среду в виде комочков. Быть может, секрет привлекательности слизи улиток для муравьев заключается в наличии в ее составе феромонов. Так или иначе, после улитки ланцетовидная двуустка попадает в тело муравья. В нем паразит развивается и постепенно перехватывает контроль, оказывая влияние на нервную систему в голове насекомого. С этого момента муравей превращается в покорного зомби и начинает подвергать себя самого опасности. Он забирается на травинку, хватает ее челюстями и удерживается на ней до тех пор, пока не будет съеден овцой или козой.

Другие паразиты ищут питательную слизь самостоятельно. Пятиустки или, как их еще называют, язычковые черви, это паразитические ракообразные существа миниатюрного размера, которые живут в носовой полости своих хозяев. Linguatula arctica, к примеру, предпочитает исключительно северных оленей и питается их носовой слизью.

Однако такая любовь к слизи со стороны язычковых червей является скорее исключением, чем правилом. Так, в частности, зерновой вредитель жук пьявица полагается на слизь для своей защиты. Этот жук наносит серьезный ущерб урожаю, поскольку он заражает овес, рожь, пшеницу и многие другие сельскохозяйственные культуры. Особенно вредные его личинки, в свою очередь, хорошо защищены от хищников. Их мягкий «панцирь» состоит из собственных экскрементов, покрытых темной слизью. Экскременты со слизью образуют блестящий купол, который покрывает сверху тело личинки.

Рисунок 38. Макс Шрек в фильме Фридриха Вильгельма Мурнау «Носферату. Симфония ужаса», 1922 (1). Растение, якобы охотившееся на человека, 1887 (2). Росянка английская (Drosera anglica) покрывает свою добычу слизью (3), а венерина мухоловка (Dionaea muscipula) захлопывает ее в ловушке (4)

У беспомощной, ничего не понимающей жертвы нет ни единого шанса. Чудовище поджидает ее, медленно обвивает элегантными щупальцами и поглощает целиком. Впоследствии еще долго можно наблюдать, как водяная блоха барахтается и трепещет в теле своего убийцы. Это полип с щупальцами, прозрачный, практически бестелесный, почти как призрак. Так об этом коварном нападении профессор Бульвер рассказывает своим ошеломленным студентам, увидевшим произошедшее в одной из сцен фильма 1922 года «Носферату, симфония ужаса». Для этой классической немой кинокартины времен Веймарского экспрессионизма Фридрих Вильгельм Мурнау взял за основу сюжет «Дракулы» Брэма Стокера. Впрочем, он добавил эпизоды из фильмов про природу: про пауков, про дьявольских гидр и других плотоядных. К ним также относятся и плотоядные растения, которые канадская исследовательница Джанет Джансен считает метафорой для выражения социальной нестабильности и потери традиционных рамок в кино эпохи Веймарской республики. Правда, в фильме эти демонические растения скорее привлекают внимание к графу-вампиру, за которым охотится профессор Бульвер, в целом иллюстрируя то, как много хищников существует в природе.

В другой сцене фильма можно увидеть муху, попавшую в смертельную ловушку плотоядной венериной мухоловки. «Сложно поверить, – гласит текстовая реплика профессора, – почти как вампир!» Несмотря на попытку Мурнау отчасти обелить репутацию вампиров, их энергетику все же нельзя назвать нормальной – все-таки нельзя пить человеческую кровь безнаказанно. Стоит отметить, что в Викторианскую эпоху и у некоторых растений была плохая репутация. Эти плотоядные растения создавали хаос в установленном Богом природном порядке. Они считались зоофитами – странными гибридами, не относящимися ни к животным, ни к растениям.

С пожирателями мух еще можно было смириться, но кто мог знать, за кем будут охотиться их более опасные родичи? В апреле 1874 года в газете The New York World была опубликована статья немецкого ученого-путешественника Карла Лича, в которой он рассказывал об экспедиции в дремучие леса Мадагаскара. По его словам, под предводительством дикого, но хорошо знающего местность племени мкодо он нашел трехметровое, похожее на ананас растение со столь же длинными листьями и щупальцами, обвивавшими ствол, словно змеи на голове Медузы Горгоны. Молодая женщина из племени мкодо должна была выпить вязкий нектар этого растения, которое вскоре обхватило ее гибкими ветвями и задушило. Страшные крики. Еще более страшный смех. Клокочущие стоны. И после этого мкодо в какой-то неописуемой оргии выпили сок растения, смешанный с кровью девушки.

Легенда о мкодо, о растении-человекоубийце и о самом Карле Личе дошла до одного редактора газеты, который и до этого печатал полуреалистичные истории в духе Мюнхгаузена. В свою очередь, Чарльз Дарвин, в этот же период работавший над статьей о плотоядных растениях, вовсе не хотел верить в такие истории без убедительных доказательств. Хотя некоторые впечатлительные читатели поверили в эту ужасную сказку, в связи с чем вплоть до сегодняшнего дня в Интернете можно найти статьи о растении Crinoida dajeena и о его выдуманных родичах, например кровососущих лианах в Никарагуа. Одри II из «Магазинчика ужасов», одноименной книги и фильма, тоже ест людей и склоняет их к убийству. Ее цель – заполучить господство на Земле, что укладывается в категорию классических «космических ужасов» Лавкрафта. Стоит отметить, что действительно существующие на планете плотоядные растения-монстры меньше в размере, чем те, что вы можете встретить в выдуманных историях. Более того, они в основном лишь пытаются выжить на истощенной почве, зачастую при помощи слизи.

«Вы потеряли линзу?» – спрашивает меня обеспокоенный путешественник, которого я встретила, согнувшись в три погибели над каким-то французским болотом. Он и не догадывается, что я охочусь за монстрами и хочу поближе познакомиться с росянкой Drosera. Где-то там, в растрепанной траве, должно быть, спряталось это хищное растение высотой лишь в несколько сантиметров. Наконец я его нашла. У этого нежного растения широкие, покрытые красными волосками, верхушки листьев. Каждый из них блестит, словно покрытый утренней росой. Впрочем, это вовсе не роса, а вязкая, липкая слизь, которая у растений называется клейким веществом, или растительным клеем. Растительный клей представляет собой высокоспециализированный гидрогель, к которому намертво прилипают насекомые. Сразу после этого лист растения сворачивается, захватывая жертв, и они разлагаются под воздействием пищеварительных ферментов. Создается впечатление, что эти растения прилагают максимум усилий, чтобы выжить в достаточно суровых условиях, в том числе при недостатке почвенного питания. Тем не менее годы спустя в Австралии на каменистой почве я нашла целые ковры Drosera – настоящее поле битвы, усыпанное пустыми оболочками жертв росянки.

В целом это очень примитивный механизм охоты, которым, кстати, пользуется и вампирическая венерина мухоловка профессора Бульвера. Равно как и другим плотоядным растениям, Dionaea muscipula приходится улучшать свою диету на скудной почве за счет мяса, поскольку в нем содержится азот. Ее хитроумная ловушка состоит из двух складывающихся половинок, обрамленных жесткими волосками. Лишь после повторного воздействия на волоски ловушка захлопывается, словно огромный рот с насекомым или пауком внутри. Пища, таким образом, оказывается за жесткой решеткой. Такие «челюсти» у плотоядных растений развились по той причине, что сильная добыча могла легко вырваться из слизи. Правда, такая удача добыче сопутствует не всегда. Жирянка, к примеру, покрывает свои большие листья клейкими выделениями, которые крепко удерживают попавшихся в ловушку насекомых. А вот после фиксации добычи жирянка уже полностью обволакивает ее слизью, не оставляя никаких шансов на спасение.

Природные вязкие компоненты пригодились Папагено[23] и другим птицеловам. До XIX века при изготовлении ловушек они использовали смолу для ловли птиц с омел и падубов. Отловленных птиц они впоследствии продавали, завлекая покупателей рассказами об их чудесном пении или нежном мясе. А какое оправдание у тропического дерева Pisonia? Оно относится к семейству никтагиновых и представляет собой, по сути, ботаническую загадку. Тактика распространения у него, правда, не такая уж оригинальная. Pisonia распространяет свои плоды с помощью клейкой слизи. Так они, словно безбилетные пассажиры, прилипают к морским птицам. Молодые особи часто не выдерживают тяжести плодов и падают вниз, а их трупы остаются лежать вокруг корней дерева[24]. Впрочем, остается неясным, приносит ли гибель птиц хоть какую-то пользу этому таинственному растению.

Четкое определение плотоядности у растений отсутствует, но всегда упоминается пять отличительных черт: животные должны быть привлечены в ловушку, схвачены, убиты, разложены с помощью энзимов и поглощены растением для собственной пользы. Коварное растение под названием пастушья сумка является тому отличным примером. Ее семена привлекают жертв, более девяноста процентов которых не выживают после этой встречи. Дело в том, что слизь этого растения склеивает ротовое отверстие своей добычи, заставляя ее захлебнуться, или жертва умирает от истощения. В отношении пастушьей сумки долго существовали споры: она считалась протокоядным (протоплотоядным), то есть бывшим или, наоборот, будущим плотоядным, потому что отсутствовали доказательства использования добычи для ее собственных нужд. Впрочем, новые исследования показали, что смерть нематод приводит к высокой всхожести семян, а проростки становятся более крупными и крепкими. Возможно, плотоядность у растений тоже образует спектр с преобладанием того или иного типа питания[25].

Можно предположить, что именно слизь невольно подталкивает некоторые виды растений к плотоядному образу жизни, выступая в роли липкой ловушки для насекомых, хотя ожидается, что она должна в основном выполнять иные функции. Такое предположение имеет смысл, поскольку слизь самых разных видов присутствует как у многих растений, включая древесные растения и травы, так и у водорослей, лишайников, мхов и папоротников. Эти слизи выполняют множество функций и вырабатываются, например, корнями, побегами или частями цветка. Гелевая оболочка особенно важна для диаспор, то есть для семян и плодов, которые она покрывает, словно желеобразная капсула. Это имеет существенное значение для тех плодов, которым предстоит попасть, к примеру, в пищеварительный тракт летучей мыши, чтобы семена впоследствии смогли прорасти. Слизистая оболочка позволяет облегчить это путешествие, равно как и набухшее льняное семя активизирует работу утомленного кишечника переевшего человека.

По сути, гелевая оболочка диаспор создает классический барьер при контакте с окружающей средой. Этот барьер главным образом защищает их и создает для них подходящий микроклимат, но у него есть и дополнительные функции, зависящие от конкретной потребности. Если диаспоры оказываются в воде, то слизистая оболочка помогает им плавать на поверхности и дольше выживать. С другой стороны, в пустынях и при других засушливых условиях слизь скорее защитит от высыхания и сохранит воду. Так, семя полынь Artemisia sphaerocephala при максимальном потреблении воды увеличивается примерно в шестьсот раз. Другой важный момент – это прилипание. Муравьи могут утащить некоторые питательные семена к себе в жилище. Впрочем, этого не произойдет, если семена с помощью слизи приклеятся к почве. Другие, напротив, прикрепляются к животным, чтобы, будучи безбилетными пассажирами, освоить новые местообитания и, если повезет, еще и избавиться от конкурентов.

Именно в суровых условиях семена особенно зависят от слизи, выполняющей функции барьера, поставщика воды и помощника при прорастании. Гелевая оболочка семян вечерницы Hesperis matronalis имеет форму линзы и направляет свет на определенную часть семени, что активирует важные энзимы и облегчает рост в целом. Слизь помогает первым корням еще на этапе прорастания в почве, собирая, возможно, специальный микробиом, крайне важный для растений. Холобионты – высшие животные, следовательно, они поддерживают тесную связь со своими постоянными, «оседлыми» микробами, которые интенсивно взаимодействуют с барьером из слизи.

Растения предлагают микроорганизмам много разных жизненных пространств, самое важное и активное из которых – это ризосфера. Это понятие в 1904 году ввел немецкий ученый-агроном Лоренц Хилтнер, обозначив им ту зону, где корни образуют единую сеть с частицами почвы, микробами, такими как бактерии, археи, грибки и вирусы, а также с маленькими эукариотами. Ризосфера плотнее, но менее разнообразно заселена, чем окружающая ее почва. Тем не менее в плане состава микробов ризосферу считают самым сложно устроенным жизненным пространством на планете. Очевидно, что растения, в отличие от животных, не могут спастись бегством от засухи, засаливания почвы, попадания в нее тяжелых металлов и перепадов температуры. Они должны вкладывать силы в оборону, что помимо всего прочего подразумевает тщательный выбор соратников среди микробов. Валютой в таких сделках выступают так называемые экссудаты – смесь питательных веществ, аминокислот, химических средств борьбы с патогенами, секретируемая корнями, и многое другое, в том числе слизь.

Мы все еще знаем не так много о строении и организации ризосферы, хотя микробиом оказывает влияние на плодородность и иммунитет растений, на их выносливость в стрессовых условиях окружающей среды, а также на здоровье самой почвы. Иными словами, микробиом влияет на фундаментальные основы нашего питания. Генетический материал микробов даже считается «вторым геномом» растений, которые при необходимости могут воспользоваться ресурсами и скрытыми возможностями микробиома. Микробиом ризосферы является важной темой для исследования еще и потому, что индивидуальные микробные смеси в будущем будут помогать растениям закаливаться, а истощенным почвам – восстанавливаться. Подобное точечное заселение призвано облегчить освоение новых пахотных земель и помочь сельскому хозяйству противостоять последствиям изменения климата.

Рисунок 39. Семена вечерницы Hesperis matronalis прорастают, если их гелевая оболочка, словно линза, точечно направляет внутрь солнечный свет (1). Семена пастушьей сумки Capsella bursa-pastoris благодаря слизи также демонстрируют плотоядные черты (2)

Впрочем, это жизненное пространство малодоступно и очень динамично. Состав микробиома активно регулируется самими растениями и зависит, помимо всего прочего, от вида и возраста, строения почвы, окружающей среды, а также от существующих в данный момент условий. Это очень древнее эволюционное взаимодействие, начавшееся с колонизации земли растениями по меньшей мере четыреста шестьдесят миллионов лет назад, а может, и значительно раньше. Важным условием правильного функционирования микробиома у растений является выработка азота, необходимого элемента питания, которое хоть и присутствует в достатке, но не может потребляться растениями напрямую. Бобовые, например фасоль и горох, для этого содержат в своих корнях клубеньковые бактерии, которые фиксируют азот, переводя его в удобные для усвоения растениями соединения. Для маиса и других технических культур используются искусственные удобрения, изготовление которых требует больших затрат. Эти удобрения частично смываются в водоемы, которые не справляются с переизбытком питательных веществ.

Как следствие, ведутся поиски нового решения. Не исключено, что оно может быть связано с гигантской мексиканской кукурузой, поскольку это растение может получать азот непосредственно из воздуха. У маиса толстые красные воздушные корни, окаймляющие стебли, покрыты густой слизью, очень сладким гидрогелем, который блестящими каплями стекает на землю. Здесь обитает сложный микробиом, который фиксирует азот и передает его кукурузе. Если бы этот принцип можно было применить к другим культурам, почвы с низким содержанием азота использовались бы в качестве сельскохозяйственных угодий, а использование удобрений было бы сокращено.

Слизь у растений имеет решающее значение и для корневой системы в почве, ведь она прокладывает путь головному отряду корневой системы, то есть кончикам корней, которые подвергаются особой опасности, потому что они пронизывают густонаселенную микробами целинную землю. В связи с этим они производят много слизи, и выделяют ее в почву. Здесь слизь – смазка для проникновения корней в почву, которую гель также увлажняет, стабилизирует и склеивает. Слизь влияет на ризосферу, так как она предлагает питание полезным бактериям, а также содержит антимикробные действующие вещества. Нежные кончики корней покрыты так называемыми пограничными клетками, которые постепенно отшелушиваются, но могут сохраняться в ризосфере на протяжении недель и даже месяцев. Эти клетки активно защищают корни, создавая специальный матрикс, липкие цепочки ДНК которого способны обездвижить патогены. Аналогично действуют наши нейтрофилы – такие лейкоциты, которые также опутывают возбудителей клейкими цепочками ДНК. Стоит также добавить, что при наличии опасности корни могут резко увеличивать производство растительного клея и пограничных клеток.

Слышали когда-нибудь про грибка-наемника? Не стоит думать, что подземными баталиями занимаются одни лишь растения. Некоторые микрогрибки в почве создают некий корневой войлок, превращающийся в ловушку, как только поблизости появляются нематоды. Иными словами, речь идет о структурах с крупными отверстиями, которые, предположительно, покрыты вязким растительным клеем. Именно в нем застревают черви, которых потом пронизывают, парализуют и разлагают микоризы, также известные как грибокорни. Правда, еще более оригинальным способом борьбы является лассо, кольцо из мицелия, мгновенно набухающее и затягивающееся, как только в него попадает проползавший мимо червь. Эти механизмы могут запускать и некоторые бактерии, которые попадают в организм червей и уничтожают их, оказывая услугу смертоносному грибу. Иными словами, враг врага для подземного хищника становится другом. Немаловажно и то, что и у людей в будущем может появиться возможность контролировать паразитических червей и вредителей растений с помощью таких грибков. Им это придется по нраву, потому что эти плотоядные существа живут по принципу «лучшая защита – это нападение».

Слизь – это материал пограничных поверхностей, в том числе между воздушной, водной и наземной средой. Она часто остается невидимой, однако влияет на любое взаимодействие. При этом огромную роль в наши дни играет изменение климата – к примеру, выработка слизи может вырасти в океане, температура и кислотность вод которого увеличивается. Если баланс нарушится, то нам грозят глобальные последствия, которые коснутся и способности морей, хранящих углерод, противостоять изменению климата. В долгосрочной перспективе может даже измениться вид Земли: движение тектонических плит, то есть плавающих массивов суши на планете, также находится под влиянием слизи, представляющей собой морской осадок. Более того, многие жизненные пространства оскудевают. В море в ближайшем будущем могут начать доминировать цветущие водоросли, медузы и микробные маты. Такие перемены положили бы начало новой эпохе слизи, но одновременно означали бы и совершенный шаг назад в эволюционном плане, произошедший благодаря человеку.

Рисунок 40. Экстремофилы Altiarchaeales живут даже глубоко в земной коре (1). Одна из первых американских экоактивисток, писательница Рейчел Карсон (фотография приблизительно 1940 года) (2). Писатель Уильям Голдинг ввел понятие «теория Геи (Гайи)» (фотография 1983 года) (3). Нежное стрекающее вида Tubularia indivisa с другими морскими организмами (4)

Коттедж Ebble Thatch мог бы быть локацией из серии фильмов о Хоббите. Тем не менее в этом светлом, увитом розами домике в английской деревне Бауэрчалк в свое время жил человек, прославившийся на весь мир своей литературной антиутопией. В момент написания романа «Повелитель мух» Уильям Голдинг преподавал в школе для мальчиков в близлежащем Солсбери. В центре повествования – группа юношей, пытающихся выжить на острове в Тихом океане после крушения самолета. Они быстро снимают маску цивилизованности, начиная решать конфликты с применением физической силы, вплоть до летальных последствий. Зло в романе проявляется во многих формах: от жужжащей свиной головы до якобы безвредной игры, в ходе которой маленький Генри навязывает загадочным морским существам свою волю. За свою потрясающую современную робинзонаду Голдинг в 1983 году получил Нобелевскую премию по литературе. Во время вручения премии он произнес речь, в которой он коснулся ценного воспоминания из детства, вдохновившего его на написание сцены игры Генри на пляже.

Он вспоминал, как во время одних школьных каникул случился особенно сильный отлив, в результате которого на каменном дне обнажилась впадина. В ней, на расстоянии вытянутой ладони, в ровной воде поселились невероятные существа, переливавшиеся серым, зеленым и сиреневым цветами. Голдинг не сказал, что именно это были за существа, а возможно, до конца и не знал сам. Вероятно, здесь могла бы помочь Рейчел Карсон, которая рассказывала про маленький зоопарк во впадине на другом побережье. Правда, его тоже можно было увидеть лишь при самом сильном отливе, и то ненадолго. Рейчел Карсон говорила о зеленых губках в чистой воде и серых асцидиях, сиявших на камне. Каждый раз, посещая эту загадочную зону во время отлива, она высматривала самых нежных существ из всех красивых обитателей побережья. Рейчел искала «цветы», которые были, как ни удивительно, животными, а не растениями, и «цвели» на границе области глубокого моря. Речь идет об изящном стрекающем животном Tubularia бледно-розового цвета с «бахромой» из венчика щупалец на конце длинных стебельков. «Здесь жили существа, устроенные так филигранно, что казались ненастоящими, – пишет Карсон в книге “На краю моря”. – Их красота была слишком уязвимой, чтобы выжить в мире, основанном на силе унижения».

Вероятно, Голдинг тоже любовался этими хрупкими существами, причем их чужеродность и самобытность однозначно сделала их встречу еще более волшебной. Она поразила юношу настолько, что он уже во взрослом возрасте вернулся на то же побережье. Впрочем, он нашел впадину в камне пустой: «Там ничего больше не живет. Иронично, но там теперь все чисто: и песок, и вода, и камень». Голдинг не мог сказать, что именно разрушило магию и загадку его детства: какой-то естественный процесс, нефтяное топливо, сточные воды или химикалии. Это и не играет никакой роли. Важно то, что это один из миллионов примеров, как мы истощаем нашу планету, служащую нам всем жилищем. Уильям Голдинг представил публике в Стокгольме, а затем и всему миру Землю как Гею, праматерь из греческой мифологии, от которой произошла жизнь. Ее имя также увековечено в приставке гео, которая встречается во всех названиях наук о земле.

Рисунок 41. Tubularia indivisa, вероятно, произошла из рода Hydrozoa, однако эти нежно окрашенные полипы напоминают цветы

Благодаря Голдингу с Геей связано еще одно противоречие, существующее уже много десятилетий и вызывающее ожесточенные споры.

Это противоречие появилось в ходе прогулки писателя с независимым исследователем Джеймсом Э. Лавлоком. В ходе своей научной карьеры Лавлок, помимо всего прочего, работал в НАСА и занимался поисками внеземной жизни. Правда, в тот июньский вечер 1965 года он занимался лишь нашей собственной планетой. Разве сама Земля не была своего рода суперорганизмом? Все живые существа взаимодействуют с поверхностью Земли, океанами и атмосферой. Согласно соображениям Лавлока, из-за этого на планете появлялись все более благоприятные для жизни условия, стимулировавшие развитие новых организмов. Итак, концепция существовала, отсутствовало лишь яркое название для этой саморегулирующейся системы.

Голдинг предложил мифологическое имя Гея, возродив славу богини в своей гипотезе. Религии «нового века» тут же заявили свои права на название и фигуру Геи как таковую, утверждая, что они имеют эзотерические основы. Гипотезу же активно поддерживала Линн Маргулис, известная сторонница эндосимбиотической теории о происхождении клеток высших организмов. В науке гипотеза Геи и без того была спорной, однако ассоциации с хиппи, безусловно, еще больше лишили гипотезу поддержки. Критика сохраняется и по сей день, поскольку отсутствуют окончательные доказательства содействия и поддержания жизни со стороны Земли. Чуть позже речь пойдет о совершенно противоположной гипотезе, тоже названной в честь греческой богини – смертоносной Медеи. Бесспорным в обеих гипотезах остается одно – глубокая связь между нашей планетой и живущими на ней организмами, которые создают и меняют ее облик, а также то, как мало мы об этом знаем.

Могут ли живые существа быть создателями Земли? Если да, то тогда этот процесс предположительно начался с появлением первого микроба примерно четыре миллиарда лет назад, да и в настоящее время в большей степени основывается на этих невидимых организмах. Существует много потрясающих примеров уникальных функций микробов. Они способны разрушать и создавать камни. Более того, по мнению некоторых ученых, микробы сыграли ключевую роль в появлении первых континентов. Они имеют крайне важное значение для многих геохимических процессов, к примеру циклов углерода и азота. Наконец, именно микробы впервые обогатили атмосферу и океаны кислородом, что проложило путь к развитию высших организмов. В механизме нашей планеты микробы представляют собой центральные биологические шестеренки, о которых мы пока что имеем самое размытое представление. Решающим фактором успеха этих невидимых существ стало то, что они появились первыми и на протяжении нескольких миллиардов лет устанавливали на планете свои порядки. За это время микробы смогли заселить все возможные ниши на планете, разделиться на невообразимое количество видов и, таким образом, основать биосферу. Это органическая оболочка Земли, представляющая собой совокупность всех живущих на ней видов. Границы биосферы определяются способностью микробов выживать. Одна из этих границ находится за облаками, другая – в камне под поверхностью Земли, что называется «глубокой биосферой».

Как известно, микробы обитают на глубине километра под Скалистыми горами, под морским дном и в рудниках с невыносимыми для нас условиями. «На глубине двух миль под поверхностью Земли практически единственное, о чем я мог думать, была жара и влажность», – пишет геомикробиолог Туллис Онстотт о своем путешествии на один южноафриканский прииск. Его тяготы были оправданы, а научное сообщество надеется, что изучение земных глубин даст подсказки о происхождении и распространении жизни как на нашей планете, так и на других. Еще несколько десятилетий назад жизнь, спрятанная так глубоко под поверхностью Земли, была совершенно не известна человечеству. Более того, едва ли можно было предположить, что микробы на протяжении тысячелетий, миллионов и даже миллиардов лет выживали в мельчайших отверстиях без воздуха и света, под огромным давлением и в крайне кислой или щелочной среде. Таким образом, подобно революционной океанической экспедиции «Челленджера» во второй половине XIX века, недавно завершилась другая десятилетняя экспедиция, в ходе которой более тысячи ученых из пятидесяти двух стран исследовали подземную terra incognita.

Выводы были ошеломительными. Итак, объем «глубокой биосферы», насчитывающий более двух миллиардов кубических километров, в два раза превышает объем всех океанов в сумме. В глубокой биосфере, вероятно, обитают семьдесят процентов всех бактерий и одноклеточных архей на планете, тогда как биомасса микробов там превышает биомассу людей почти в четыреста раз. Тем не менее экстремальное существование этих микробов имеет свою цену. Дело в том, что их нельзя назвать живыми – точнее было бы сказать, что они не мертвы. Таллинс Онстотт рассказывает про своего коллегу, который изобрел «смертометр» (Death-o-Meter) со шкалой от полной способности к размножению до смертельной минерализации, чтобы проиллюстрировать активность этих микробов. Смена поколений здесь занимает, вероятно, тысячелетия, в отличие от свойственных иным микробам нескольких минут. В целом жизненные процессы этих микробов своей медлительностью могут во много раз обойти даже упомянутую выше органную композицию из Хальберштадта. Несмотря на все это, такие микробы – это тоже форма жизни, которая приспособилась к окружающей среде. Не имея доступа к кислороду, они используют другие источники энергии в своем жизненном пространстве, наполненном минералами, подпитываясь раз в пару тысячелетий. Этим микробам также помогло следующее. Ученые предполагают, что у особо удачливых микробов есть гены, которые защищают их от вирусных инфекций, способствуют потреблению питательных веществ и благоприятствуют образованию слизистых защитных биопленок.

Микробы – это основа глобальной экосистемы. Они могут обитать даже в экстремальных средах обитания, в которых не может выжить ни один другой организм. С гораздо большей конкуренцией они сталкиваются на поверхности земли, где обитает много разных видов и где сосредоточена человеческая активность. Пока еще неизвестно, населяют ли они всю планету полностью, однако от пустынь до Арктики и от Арктики до глубоких вод не было обнаружено ни единого жизненного пространства, которое можно было бы назвать свободным от микробов. Микробы первыми заселяют новый субстрат и создают условия, пригодные для жизни. Иными словами, микробы – инженеры экосистем, которые открывают новые возможности и прокладывают путь другим организмам. Это также означает, что некоторые места обитания без микробов были бы почти или вовсе не заселены.

Ярким примером являются определенные зоны, где пересекаются камень, земля, вода и воздух, образуя гигантские контактные поверхности. Любое взаимодействие здесь происходит через специальные места обитания, которые обычно находятся под контролем микробов. К ним относятся подземные пещеры, пустыни, береговые поверхности и поверхности океанов. Впрочем, без подходящего вооружения даже микробы не смогли бы освоить неблагоприятные для жизни пространства. Слизь – это их защитная броня, якорь и клей, удерживающий вместе все пограничные пространства. У Земли без слизи был бы совершенно другой облик. Невооруженным глазом слизь можно увидеть редко, в результате чего она мало исследована в разных средах обитания.

Рисунок 42. Морские отходы склеиваются в хлопья и опускаются на дно в виде морского снега (1). Лимномедуза (Olindias formosa) относится к классу гидроидных (2)

Сейчас эта тенденция меняется. Важные слизи в окружающей среде становятся предметом исследований, поскольку многие из них находятся под угрозой исчезновения. Это связано с тем, что многие из жизненных пространств, зависящих от слизи, могут кардинально измениться из-за разрушения окружающей среды, вымирания ключевых видов и глобального потепления. В таком случае катастрофические последствия наступят не только для видов, обитающих в конкретной среде, но и для человека. Вполне можно предположить, что плодородные почвы высохнут, пустыни расширятся, береговые линии размоются и в целом глобальные циклы выйдут из равновесия. Если вкратце, то под угрозу попадет жизненное пространство и основа жизни многих людей.

Вот одна игра воображения, которая должна проиллюстрировать, насколько тесно слизистый матрикс переплетен с планетой и биосферой. Если бы Земля со всеми живыми существами и всеми водоемами в совокупности внезапно исчезла, то еще некоторое время сохранялись бы их слизистые контуры. Это тот гель, который в таких объемах выделяют микробы, черви, кораллы и улитки, что в результате меняется облик целых наземных и морских местностей. Контуры большей части поверхности Земли были бы зафиксированы в тонком слизистом отпечатке, от подземных пещер до застывших в движении морских волн. Вместо открытого моря осталась бы вязкая паутина, уплотнившаяся в форму ныне исчезнувших коралловых рифов и морского дна.

В противоречие теории Геи: Земля – это не организм. Правда, сравнение с человеческим телом акцентирует внимание на ее уязвимости. Наши ткани и органы состоят из высокоспециализированных клеток и кровеносных сосудов, которые удерживает вместе гелеобразный матрикс. Без слизи этого вида мы сами и наши органы бы разрушились. На планете, в свою очередь, воздух, вода и твердая материя создают различные трехмерные структуры с четко разделенными ролями. Море, к примеру, выполняет функции легких, поскольку оно потребляет углекислый газ и выделяет кислород.

Взаимодействие с атмосферой происходит при помощи гелеообразной мембраны на поверхности океана, напоминающей стандартную слизистую оболочку. Пустыни и засушливые области покрыты слизесодержащей оболочкой, которая также препятствует эрозии и испарению воды. В этом она похожа на нашу собственную кожу. Таким образом, мы имеем дело с чем-то, охватывающим всю планету, уходящим под ее внешнюю оболочку, а также свойственное как прошлому, так и будущему. Такое повествование относится к слизи, выступающей в качестве клея для нашей окружающей среды, а также дающей возможность посмотреть свежим взглядом на, казалось бы, знакомые места обитания. Более того, из-за угрозы нарушения баланса в связи с вымиранием видов, разрушением важных жизненных пространств и изменением климата с этим исследованием нужно поторопиться.

Это означает, что в будущем из-за усиленной микробной активности в большем количестве геля многие глобальные процессы могут быть преодолены, тогда как и недостаток слизи также может безвозвратно изменить целые местообитания.

Таким образом, далее речь пойдет об обширных пограничных поверхностях между воздухом, водой и землей, а также о живущих на них организмах. Тем не менее гидрогели по-прежнему остаются в центре внимания, так как они накладывают отпечаток на разные среды обитания. Примером тому является слизистая поверхность океана, гели, свойственные мягким береговым линиям, и морской снег, являющийся важным элементом климатических изменений. Подводя итог, можно сказать, что слизи и их производители объединяют и удерживают вместе составные части нашей планеты, даже если они остаются невидимыми невооруженному глазу.

Рисунок 43. Ломкая янтина (Janthina janthina) свисает вниз головой со слизистого плота (1, 5). Водомерки галобатесы (Halobates) живут в открытом море (2). Старые морские навигационные карты, например Carta marina (1539), часто были украшены монстрами (3). Иллюстрация к «Моби Дику», основанная на реальных событиях: кашалот в 1820 году затопил китобойное судно «Эссекс» (4)

Шестьдесят пять долгих дней плавания. Шестьдесят пять долгих дней в открытом море. Шестьдесят пять долгих дней со штормами, морской болезнью и цингой. Лишь 9 ноября 1620 года на горизонте появилась земля, обещавшая свободу вероисповедания. Впрочем, «Мейфлауэр» сошел с курса и продолжал плыть севернее, в сторону Кейп-Код, полуострова вблизи Бостона. Плыть ли дальше или сойти с корабля? Измученный экипаж сделал выбор в пользу суши. Вплоть до сегодняшнего дня монумент в виде башни в Провинстауне напоминает о прибытии английских пилигримов на американскую землю. Важную роль в жизни полуострова сыграли научные разработки, в результате которых Кейп-Код несколько веков оставался местом, крайне благоприятным для рыболовства. Одна только охота на китов снабжала пищей, маслом для ламп, жиром и китовыми усами для корсетов. В книге «Идеальный шторм» Себастьян Юнгер пишет о морском ремесле у берегов Новой Англии и о том, что раньше «в Глостере рыболовство было одним из самых сложных и опасных ремесел». С тех пор сильно ничего не изменилось.

Все еще остается актуальной цитата сэра Вальтера Скотта: «Вы покупаете не рыбу, а человеческие жизни». Близость большой воды всегда обещала освоение новых земель, пропитание и богатство, но одновременно скрывала и монстров из морских глубин. В Средние века иллюстраторы получали дополнительную плату, если они изображали монстров на морских навигационных картах. Нам всем знакомо ощущение трепета, возникающее, к примеру, от того, что мы видим, как на экране спинной плавник белой акулы внезапно прорезает морскую гладь, или годзилла поднимается из воды. Таким образом, поверхность океана – это тонкая завеса, за которой прячутся монстры нашей психики, если только мы не даем им всплыть и попасть в нашу реальность.

Непобедимые силы следят за нами из-под «безымянной поверхности моря», о которой пишет историк Натаниэль Филбрик. Примером тому служит история китобойного судна «Эссекс», которое в 1820 году в южной части Тихого океана протаранил и затопил разъяренный кашалот. Двадцать человек сели в три маленькие шлюпки, а выжили лишь восемь, поскольку съели мертвые тела своих товарищей. Как пишет Филбрик, в то время «Эссекс» был столь же популярен, что и «Титаник» сегодня. Одному человеку в лице Германа Мелвилла эта история даже подарила вдохновение. Капитан Ахав отплывает от острова Нантакет, расположенного к югу от мыса Кейп-Код, на поиски Моби Дика в открытом море. Мелвилл все время обращает особое внимание на поверхность моря и на скрытый под ней мир. Его герой, Измаил, говорит: «В такие дни <…> начинаешь испытывать сонное блаженство и, глядя на безмятежно прекрасную и сверкающую шкуру океана, забываешь о тигрином сердце, что бьется под ней; и никак не заставишь себя помнить о том, что вслед за этой бархатной лапой придет беспощадный клык».

Поверхность океана долгое время считалась лишь границей между человеческим миром и опасными морскими существами. На самом же деле внешняя оболочка океана представляет собой чрезвычайно обширную контактную поверхность между водой и атмосферой, которая по краям соприкасается с твердой землей и в совокупности покрывает семьдесят процентов поверхности Земли. Значительная часть поверхности, или, выражаясь метафорически, кожи океана, состоит из нежного слоя геля, который, образуя оболочку толщиной не более миллиметра, обозначает границу между водой и воздухом. Существует ли здесь семя Урана из мифических времен? Он, будучи первым сыном Геи, создал с ней множество детей. Одним из них был Кронос, который по приказу Геи оскопил своего брата-отца. С помощью серпа он отрезал его гениталии и бросил их в море, где семя Урана в последнем акте творения создало Афродиту – рожденную из пены богиню любви.

В науке предпочитают говорить о желеобразном see surface microlayer (SML), то есть о микрослое морской поверхности. Он представляет собой физическую границу между океаном и атмосферой, аналогичный слой выделяют и в пресноводных экосистемах.

Таким образом, кожа моря обладает уникальными химическими и биологическими свойствами, существенно отличаясь от нижних слоев воды. При этом ее пропитывают органические частицы, к примеру слизи разных морских существ, а также протеины и жиры, поднимающиеся со дна на поверхность. Все они уплотняются и объединяются в некую питательную оболочку, которую разлагают микробы, живущие на поверхности воды и образующие слизистые биопленки. По крайней мере, можно утверждать, что микробы «придают морской оболочке черты биопленки», как пишет Оливер Вурл из университета Ольденбурга, исследующий эту чрезвычайно занятную поверхность.

Подобная морская поверхность пока что исследована мало, потому что она слишком велика, тонка и изменчива для обширного анализа. Правда, нам известно, что эта биопленка участвует в биогеохимических и климатических процессах. «Если океан станет теплее, фитопланктон может активизироваться, а гелевая оболочка – уплотниться, – говорит Вурл. – Вероятно, такая динамика может также отразиться на обмене веществ между океаном и атмосферой». На этой пограничной поверхности море поглощает из воздуха углекислый газ, а взамен выделяет в атмосферу кислород. Каждое отдельно взятое взаимодействие происходит при помощи органического матрикса, который замедляет проход для газов. Впрочем, и сам гелевый слой может быть задействован в подобном обмене. Это происходит следующим образом – пузырьки из океана лопаются на поверхности и разбрызгивают материал из микрослоя; также и бактерии, которые при определенных обстоятельствах поднимаются в атмосферу, способствуют образованию облаков.

Рисунок 44. Голожаберный моллюск Glaucus atlanticus живет на поверхности моря (1). В романе Германа Мелвилла «Моби Дик» (1851) капитан Ахав испытывает слепую ненависть к белому киту, откусившему ему ногу (2)

Кроме морского дна (Benthos) и толщи воды (Pelagial) гель образует отдельную область, уникальную экосистему с явно выраженным сообществом обитателей, создающих так называемый нейстон. Плотность колонизации микробов в геле несравненно выше, при этом в нем обитают виды, которые можно назвать самыми выносливыми из выносливых. Это связано с тем, что на поверхности нейстон подвержен сильным ветрам, волнам и крайне сильному солнечному свету. Более того, температура воды и содержание в ней соли существенно колеблется. Бактерии, одноклеточные водоросли, грибки, медузы, моллюски и другие беспозвоночные животные, икра рыб, личинки и мальки должны уметь приспосабливаться к столь изменчивой окружающей среде. Они должны адаптироваться вне зависимости от того, обитают ли они в морской оболочке, у нее или на ней, а также от того, входят ли они вообще в нейстон, согласно строгому толкованию термина, или лишь ассоциируются с ним.

Широко распространенный галобатес (Halobates) можно считать заграничным путешественником, он представляет собой диковинку в мире насекомых, которым, как правило, чужды морские жизненные пространства и водная среда обитания в целом. Галобатес, как и другие виды водомерок, не опускается в воду, однако водоотталкивающие волоски на конечностях позволяют ему скользить по поверхности и искать добычу в виде плывущих икринок и личинок, которые он может засосать. Иными словами, это нарцисс, который всю жизнь рассматривает лишь собственное отражение на поверхности воды. Впрочем, иногда он может наблюдать и другое существо, отличающееся синим боевым окрасом. Речь о голожаберном моллюске Glaucus atlanticus, чей взгляд всегда направлен на небо, а сам он скользит под поверхностью моря, не зная, кто крадется за его спиной. В греческой мифологии магическое зелье превратило рыбака Главка в морского бога с нитями вместо пальцев. Аналогичным образом и у улитки растут цераты – пальцевидные выросты, из-за которых моллюск похож на затонувшего и дрейфующего в воде мертвого моряка.

Существует и альтернативная интерпретация: Главка – это имя несчастной принцессы, больше известной как Креуса, которой ревнивая Медея отправила отравленную рубашку. Даже здесь есть параллель с морским моллюском. Правда, в ее случае смертельная опасность заключается в трофейных перчатках. Glaucus atlanticus питается нейстонными [26]Gelata, прежде всего физалиями[27]. Стрекательные клетки с ядовитыми капсулами этого представителя сифонофор являются чрезвычайно эффективным оружием, которое этот голожаберный моллюск с удовольствием использует и в собственных интересах. При этом нападающему грозит опасность, поскольку ядовитые капсулы срабатывают при минимальном прикосновении. Кто же использует взрывчатку, которая выстреливает от малейшего толчка? Этим вопросом занимался еще сам Альфред Нобель, в результате чего путем добавления этого высокочувствительного материала в некий гель был разработан первый безопасный в обращении динамит, использовавшийся на практике. До сегодняшнего дня с помощью этого взрывчатого желе можно сровнять с землей целые здания без особой опасности для рабочих. Предположительно, Glaucus следует тому же принципу и обволакивает трофейные стрекающие клетки слизью, чтобы при помощи собственных тканей в целости и сохранности перенести их в цераты. Повреждения смягчаются хитиновыми пластинами, которые защищают пищеварительный тракт.

В случае нападения стрекающие клетки защищают вора, чей ядовитый эффект может быть выше, чем у физалии, потому что тот буквально своровал арсенал у нескольких представителей сифонофор. Этого моллюска также называют пиратом, что подходит ему больше, поскольку он принадлежит «синему флоту». Именно так британский натуралист Алистер Харди назвал всех дрейфующих и плывущих нейстонных существ, окрашенных в цвета моря. Харди, будучи во время Первой мировой войны специалистом по маскировке, интерпретировал их окрас как защиту от ультрафиолетовых лучей, хотя он скорее все же считается маскировкой. Как пишет Питер Форбс, Харди выбрали лишь потому, что его перепутали с профессиональным художником (Хейвудом Харди) и, по иронии, его однофамильцем. Новым испытанием для маскировщиков в Первую мировую оказались противники, которые разведывали местность с самолетов. Как можно было сделать невидимыми для взгляда из воздуха большое количество боевого оборудования и целые отряды?

Здесь помогла, вероятно, революция в искусстве, произошедшая в первом десятилетии ХХ века, когда появилась тенденция на размытие контуров объектов и фигур. Самое экстремальное выражение она нашла в кубизме. Форбс пишет о том, что многогранные гитары на холстах Пабло Пикассо и Жоржа Брака могли бы фактически служить маскировкой, что, скорее всего, не скрылось от внимания специалистов по маскировке. Крупные и, прежде всего, движущиеся объекты не получалось полностью спрятать с использованием этой техники, однако без явно заметных очертаний противнику было сложно оценить их направление и скорость. Форбс цитирует интервью с Браком, в котором тот утверждает, что армия использовала приемы кубизма в камуфляже. Во времена импрессионизма, напротив, униформа была бледно-синего цвета, то есть, иными словами, люди были замаскированы под цвет неба. Таким образом, «синий флот» в море, кажется, скорее относился к этому периоду искусства. Его маскировка продумана очень искусно: относящиеся к этому «флоту» морские существа окрашены в цвет моря, следовательно, их едва ли могут распознать хищники, охотящиеся с воздуха. При этом бледная «спинка» Glaucus atlanticus сливается со светлым небом, если смотреть на него из морских глубин. Так что эти существа отлично защищены, с какой стороны на них ни посмотри.

Украинский ученый Ювеналий Петрович Зайцев еще полвека назад занимался нейстоном и происхождением его обитателей. Согласно его теории, они произошли от видов, ранее живших на морском дне. Зайцев обратил внимание на то, что нейстон своим составом обитателей крайне похож на сообщество жителей морского дна, образуя с ним некий зеркальный мир. Внизу ползают улитки и бегают раки, тогда как моллюски и актинии крепко зафиксированы в одном месте. В поисках пищи они обыскивают морское дно или вылавливают пищевые частицы из воды. Однако на поверхности воды все эти группы видов находят своих собратьев, хотя и в перевернутом виде. Хищная ломкая янтина, к примеру, тоже относится к «синему флоту» Харди. Эта улитка из собственной быстро затвердевающей слизи создает плот, с помощью которого прикрепляется на поверхность воды, свисая вниз в открытое море. Нейстонные крабы, напротив, для правильной ориентации тела используют мощные гребные конечности. Актинии, в свою очередь, сформировали «подошву», а моллюски вида Dosima fascicularis – плот из материала, похожего на пенопласт. Подобно янтине, они свисают с него и вылавливают добычу из морской воды.

Все эти существа – специалисты по выживанию на поверхности океана, которые создают там собственные экосистемы. Правда, тут бывают и гости. Для многих рыб и других морских видов поверхность моря – это некий инкубатор для их икры и в дальнейшем «детская» для мальков. Не все они впоследствии придерживаются нейстонного образа жизни, скорее наоборот, подросшее потомство в основном опускается в более глубокие слои моря. До этого, впрочем, оно снабжает нейстонных хищников, например водомерок-галобатесов, важными ресурсами и влияет на сезонный состав и без того чрезвычайно динамичного и разнообразного микрослоя морской поверхности. Основа этого слоя – поднимающиеся на поверхность из толщи воды липкие гелеобразные органические частицы. Их количество и состав также зависят от жизни на морском дне. Кораллы, к примеру, производят огромное количество защитной слизи, до пяти литров на квадратный метр рифа, в том числе чтобы удалить паразитов и осадок. К такому выводу пришел Кристиан Вильд из университета Бремена во время написания дипломной работы в Австралии. «Я посыпал кораллы осадком и заметил, что они производят невероятное количество слизи», – говорит он. В результате ему удалось доказать, что кораллы при помощи слизи снабжают энергией и питательными веществами различные биоценозы, обитающие на рифах. «Слизь, выделяемая кораллами, – это ключевая составная часть органического материала в толще воды над рифами», – объясняет Вильд. Согласно его теории, слизь выполняет функцию липкой ловушки, в которой остаются висеть планктонические организмы и другие частицы. Постепенно они объединяются, становятся тяжелее, тонут, и их начинают разлагать микроорганизмы. Вполне возможно, что именно в результате этого на коралловых рифах, очень бедных питательными веществами, сохраняется и остается доступным азот и фосфор. «После публикации этих работ коллеги прозвали меня мистером Слизью, – рассказывает Вильд. – Сейчас они все чаще обращаются ко мне, так как становится все очевиднее, насколько слизь важна для морей». Это относится и к гелям кораллов, которые, во-первых, играют важную роль в экосистеме рифа, а во-вторых, питают микрослой на поверхности моря.

Итак, заселенная микробами слизистая оболочка моря, аналогично гелю в человеческом организме, отвечает за выборочный обмен веществ на поверхности. Энергию здесь дает солнечный свет. Молекулы могут диффундировать по всей поверхности, вследствие чего разлагается материя. Этому способствуют микроорганизмы в составе теплой и питательной среды микрослоя, что крайне похоже на то, как бактерии в нашем толстом кишечнике осуществляют крайне активные процессы расщепления. Решающим вопросом отныне является то, как на эту точно сбалансированную структуру повлияет изменение климата и потепление океанов. Мы все еще знаем слишком мало для того, чтобы делать обоснованные прогнозы. Совсем микрослой морской поверхности не исчезнет, скорее наоборот: микробы могут активизироваться в тепле, в результате чего микрослой станет толще. В связи с этим может быть затруднен обмен энергии и веществ[28]. На небольшой площади это было бы не так проблематично, однако, если меняется поверхность, занимающая две третьих поверхности Земли, то последствия могут быть глобальными.

Еще одним поводом для беспокойства является загрязнение океана пластиком и другими антропогенными веществами, токсичными для чувствительных представителей нейстона. Многие синтетические материалы плавают в воде и, наполнившись фармацевтическими отходами, пестицидами и другими химикатами, скапливаются в микрослое морской поверхности. Там они взаимодействуют с икрой рыб и мальками, развитие которых существенно нарушается этими вредными веществами.

Некоторые ученые подвергли критике широкомасштабные и технически сложные попытки выловить с поверхности воды крупные куски пластика, поскольку в результате в опасности мог оказаться и нейстон. Это связано с тем, что продукты отхода и нейстон ведут себя достаточно похоже: «Пластик подражает миру нейстона, – пишет в статье для The Atlantic Ребекка Хельм, исследовательница медуз из Америки. – Он плывет по поверхности и имеет похожую на резину консистенцию». Более того, и пластик, и нейстон дрейфуют и путешествуют по одним и тем же течениям, то есть сосуществуют. По словам Хельм, избавиться от девяноста процентов пластика доступными сегодня методами потенциально означает и разрушение девяноста процентов нейстона. Нельзя исключать и того, что плавающий мусор и экосистема поверхности моря уже неразрывно связаны. По меньшей мере граница почти размыта: галобатес, например, легко откладывает свои яйца как на плавающей древесине и других дрейфующих материалах, так и на пластиковой бутылке. Именно поэтому на одном предмете отходов однажды были найдены семьдесят тысяч яиц насекомого. Таким образом, галобатесы – это тот редкий случай, когда загрязнение вод пластиком на руку живущим на поверхности организмам, ведь отныне, благодаря дрейфующему мусору, они смогут еще быстрее находить место для размножения.

Рисунок 45. Оптик Иоганн Дидрих Мёллер в XIX веке создал изображения из филигранных структур диатомовых водорослей (диатомей) (1, 5). Натициды покрывают свои яйца желеобразной массой, которая, затвердевая, образует так называемые песочные воротники (2, 4). Водоросли, подобные одноклеточным диатомовым, производят огромное количество кислорода (3)

«Ты боишься смерти? – спрашивает Дейви Джонс моряка, трясущегося от страха. – Ты боишься этой темной бездны?» Бессердечный голливудский злодей из «Пиратов Карибского моря» с характерными щупальцами на голове мог бы быть младшим братом злого бога Ктулху из произведений Лавкрафта, если бы не его собственная, гораздо более долгая история. Дейви Джонс – это дьявол собственной персоной или лишь капитан корабля-призрака «Летучий голландец», обреченный вечно бороздить моря? Начало этого мифа покрыто завесой тайны, однако Дейви Джонса боялись веками. Причиной тому было то, что все утонувшие или иным образом погибшие в воде моряки считались его жертвами. Если говорить о нем как о литературной фигуре, то многие авторы, от Даниэля Дефо до Германа Мелвилла, называли его непобедимым. Например, моряки в романе Мелвилла «Моби Дик» трясутся от страха перед сырой могилой в царстве Дейви Джонса. В фильме Джонс также ставит несчастных моряков, близких к смерти или уже перешагнувших черту, перед обманчивым выбором: вместо того чтобы вечно бороздить морские просторы, они могут получить свободу, если сперва сто лет прослужат на его корабле.

Впрочем, сам капитан тоже уязвим, так как он вырезал собственное сердце из груди и положил его в искусно запертый сундук. В мифе у сундука Дейви Джонса еще более мрачное значение. Это метафора для царства капитана, для морского дна, сырой могилы погибших моряков и кладбища затонувших кораблей. Как пишет Рейчел Карсон, в другом варианте истории плывущие тела и обломки кораблей постепенно замедлялись и оставались на дне из-за более плотной морской воды на глубине. Иными словами, мертвые моряки и затонувшие корабли в виде призраков навечно оставались в воде. С точки зрения физики эта теория едва ли реалистична, однако нельзя отрицать, что из-за разного содержания соли и разной плотности воды жизненные пространства в океане отграничиваются друг от друга.

Эстуарий – это место впадения реки в море, чья соленая вода при приливе начинает стремиться против течения, полностью не смешиваясь с пресной водой. Более плотный слой океанической воды в результате сохраняется у дна, а слой пресной воды – ближе к поверхности. Эстуарии – это самостоятельные среды обитания, где проживают виды, которые зачастую могут выдерживать лишь определенное содержание соли в воде. Более того, во время отлива некоторые морские виды зарываются в отложения на дне, чтобы избежать надвигающейся пресной воды. Ихнолог Энтони Мартин объясняет, что это позволяет как им, так и менее чувствительным существам продвинуться дальше в водном пространстве. Как чувствуют себя организмы в этих открытых, но все же разделенных между собой сферах? Быть может, они периодически сталкиваются, смотря друг на друга широко открытыми глазами, равно как посетители музеев подводного мира удивленно смотрят на существ, передвигающихся по аквариумам.

Эстуарии относятся к маргинальным, или периферическим, биотопам океана, которым Ю. П. Зайцев, исследователь нейстона, дал название «контуры», которое, правда, сегодня редко употребляется. Под ними понимаются края моря: его дно, поверхность и береговая линия, которые в ходе приливов и отливов постоянно омываются соленой водой. Согласно Зайцеву, представителей этой среды обитания, несмотря на все различия, можно объединить в группу контуробионтов – общую экологическую группу существ, живущих в морских пограничных пространствах. В качестве основы для своей теории Зайцев использовал труды русского ученого Владимира Вернадского (1863–1945), которого незаслуженно забыли на Западе, хотя он, как пишут Линн Маргулис и Дориан Саган, кардинально изменил представление о космическом пространстве.

Саймон Ингс в своей книге «Сталин и ученые. История триумфа и трагедии», посвященной науке в период правления Сталина, пишет о том, что происходивший из зажиточной семьи Вернадский с несколькими друзьями решил посвятить свою жизнь благу русского народа. Они поклялись произвести как можно больше, потребить при этом как можно меньше и всегда относиться к потребностям других как к своим собственным.

Их идеализм оправдался, когда в 1891 году засухи, наводнения и другие климатические потрясения заставили тридцать пять миллионов человек голодать. Тогда пострадали плодородные регионы с черноземом, в результате чего от ветра почвы поднялись и закружились таким вихрем, что, казалось, потемнело солнце. В то время как Вернадский, его друзья и другие представители аристократии пытались снабдить народ продовольствием и облегчить его страдания, правительство продавало оставшееся зерно в столь же нуждающуюся Восточную Европу.

В этом голоде, кризисе государственной власти и усилении роли гражданского общества британский историк Орландо Файджес видит решающий переломный момент. Пробуждение общественности относится к тем широкомасштабным социальным изменениям, которые легли в основу последующей революции. Столь же новаторским был вклад Вернадского в науку. Не будучи автором самого термина, Вернадский еще более чем за сто лет до гипотезы Геи Лавлока развил концепцию биосферы. Это произошло после того, как он во время прогулки в Альпах пришел к выводу о тесной связи истории космоса с жизнью. Связующим звеном оказалась геология нашей планеты – одна из многих областей научных интересов Вернадского.

Он считал океаны концентрацией живого вещества, которое в виде некой пленки покрывает и землю, и морские пространства. Его слизи, опять же, упорядочивают и стабилизируют эти чувствительные среды обитания. В какой-то степени это мягкие края моря, в которых песок и полезные частицы собираются в виде морских отложений. Вода снова и снова подхватывает их и переносит в другое место. Этот феномен распространяется в том числе и на эстуарии, береговые области, а также континентальный шельф, представляющий собой подводную часть суши.

Почему мягкое морское дно и его края вообще имеют такое значение? Морские отложения могут принимать разные формы: образовывать дюны, нежные волны, а также разглаживаться до плоской поверхности. Эти формы влияют на направление и скорость потока воды в конкретных областях. В случае эстуариев, к примеру, от формы отложений на дне зависит судоходность водного пути. Даже при прокладывании подводных морских кабелей нужно учитывать дно водного объекта. Если вкратце, то люди используют эти прибрежные области совершенно разными способами, поэтому им нужно учитывать характер подводных отложений, а также при возможности уметь точно предсказать их будущее развитие. Это очень важно, поскольку, по всем прогнозам, в результате изменения климата поднимется уровень воды в океане, что может нарушить сбалансированные процессы на упомянутых выше пограничных поверхностях.

Соответствующие компьютерные симуляции сначала не приносили никакой пользы. Вычисления показывали более значительные формы отложений, чем те, которые ученые видели в реальности. Таким образом, что-то явно шло не так. Дело в том, что компьютерные модели основывались на песке как на главном виде отложений, чьи частицы, правда, не взаимодействуют между собой и легко передвигаются. На дне настоящего водоема важную роль играет ил. Его тоже нужно учитывать, потому что он обеспечивает по крайней мере слабую связь между частицами. Самым большим упущением были, конечно, биологические слизи. Они могут буквально склеить частицы как на дне водоема, так и на берегу и, следовательно, стабилизировать весь осадок. Иными словами, дно может выровняться, даже если осадок содержит полпроцента слизи. Это говорит об абсолютно экстраординарной клеящей способности.

Откуда, впрочем, произошел сам гель? Его производят наши старые знакомые. Это, к примеру, черви, которые, используя отложения как среду обитания, проделывают туннели и обволакивают их своей слизью. Не стоит, конечно, забывать и о совокупности микроорганизмов, которые скрепляют субстрат с помощью клейких экзополимеров, а с помощью биопленок запечатывают его поверхность. Особенно выдающимися производителями геля считаются старые добрые диатомовые водоросли. Кстати говоря, они знамениты не только в этой роли.

Рисунок 46. Русский ученый Владимир Вернадский исследовал биосферу (фотография 1934 года) (1). Одноклеточные диатомеи (здесь Arachnoidiscus japonicus, примерно 1870 год) и другие микроорганизмы на берегу производят биопленки, которыми питаются улиты (2, 3)

Эти одноклеточные организмы напоминают филигранные коробочки для таблеток из-за состоящего из двух частей известкового скелета, а на деле являются важнейшей группой среди фитопланктона, занимающегося фотосинтезом. Они синтезируют и направляют невероятное количество органического материала в пищевые цепочки и производят значительную часть кислорода в атмосфере.

Так или иначе, здесь речь пойдет об их гелях, которые важны и на земле, поскольку эти одноклеточные существа в гигантских количествах каждую ночь приплывают к берегу и закрепляются там при помощи экзополимеров. Одна отдельно взятая диатомовая водоросль производит мало слизи, однако массово и вместе с другими производителями им удается склеивать и стабилизировать целые береговые линии. В этом участвуют в том числе илистые отмели, столь органические по составу, что в них увязает любой организм. Именно при таких обстоятельствах канадские ученые наблюдали много тысяч куликов улитов, в результате чего они получили ответ на вопрос, чем питались перелетные птицы, в желудках которых нашли лишь воду и песок? Оказалось, что улиты и, вероятно, другие перелетные птицы питаются богатыми энергией биопленками диатомовых водорослей из ила.

Слизи одноклеточных и других обитающих в морских отложениях существ накладывают отпечаток на зоны приливов и отливов. Правда, в пресной воде в зоне эстуариев они имеют меньшее значение, чем в области осадка. Это связано с тем, что содержание соли в воде существенно влияет на клейкость гелей на дне водоема. Так, в ходе экспериментов было доказано, что биопленки стабилизируют отложения даже в пресной воде. Впрочем, эти пленки обладают гораздо меньшей клеящей способностью, чем морские слизи. Такое соотношение сохраняется, пока морская вода не попадает в эстуарий, в результате чего, во-первых, меняется клейкость существующих биопленок, а во-вторых, в водный поток попадают новые производители геля.

Похожие процессы происходят на засоленных лугах[29] и соленых маршах[30], удаленных от моря, но периодически затапливаемых морской водой во время приливов. Эти особые жизненные пространства можно найти и на Кейп-Коде, где шаткие деревянные дощечки, извиваясь, ведут путешественников сквозь высокую траву. Мне удается дойти до пляжа, не промочив ноги, однако на обратном пути дощечки уже частично погружены под воду. При этом одновременно с водой на них можно увидеть морские отложения и их обитателей. Микроорганизмы, принесенные течением, остаются здесь и начинают производить слизь, если, конечно, они могут приспособиться к своему новому изменчивому жизненному пространству.

Таким образом, они вносят важный вклад в стабилизацию столь чувствительной среды обитания. Сохранение соленых маршей крайне необходимо, поскольку они, будучи некой буферной зоной, защищают берега от эрозии. Более того, они фильтруют поступающие с полей удобрения до того, как они попадают в море. В целом, будь то дно водоема, эстуарий, берег или засоленный луг, речь в любом случае идет о важных жизненных пространствах, подверженных сложным и нестабильным условиям. Если этот хрупкий баланс нарушится из-за изменений климата и океанов, в которых вода окисляется и поднимается, то вид Земли может заметно измениться.

К примеру, есть риск того, что в случае подъема уровня воды соленые марши в будущем могут превратиться в похожие на отмели зоны приливов и отливов. Если к тому же постепенно иссякнут реки, то баланс нарушится и в эстуариях. Энтони Мартин, специалист по ископаемым, рассказывает, что баланиды, также известные как морские желуди, и другие морские виды продвинулись на тридцать километров вверх по течению рек от устья. Получается, что они обитают в водоеме, который теперь уже остается рекой лишь на бумаге. Впрочем, существует еще одна поверхность моря, на которую значительно влияет слизь. Она расположена в морских глубинах. Как показали Вернадский и Зайцев, жизнь в воде распределена непропорционально: она скапливается у разных краев водоема в невероятном многообразии. Водная масса в сравнении с ним заселена достаточно скромно. Правда, по меньшей мере в течение дня верхние слои воды, залитые светом, становятся приютом для диатомовых водорослей и других видов, занимающихся фотосинтезом. В верхних слоях воды возникает много органических веществ, зачастую в форме клейких слизистых частиц разного размера и консистенции. То, что не съедается, медленно опускается вниз на глубину. К остаткам еды присоединяются другие остатки, многие из которых тоже желеобразные, например мертвые тела сальп и слизистые сети аппендикулярий. Отдельную группу составляют так называемые псевдофекалии, которые возникают, когда морские существа фильтруют пищу из воды и тут же изрыгивают неперевариваемые остатки, покрытые гелем. Таким образом, на дно постоянно капает «органический дождь» из слизистых и иных отходов. Многие микробы и другие организмы в морской глубине зависят от этого богатства, которым их снабжают верхние слои водоема. Этот процесс важен также и тем, что таким способом в нижние слои попадает огромное количество органического вещества.

Такие морские отложения, в совокупности достигающие вплоть до метра в высоту, могут храниться на дне тысячелетиями, а может быть, и дольше. Почему это важно? Богатое углеродом вещество поступает из атмосферы, следовательно, не может стимулировать изменение климата, как это делают парниковые газы. Правда, так может быть не всегда, а только пока биологический насос работает в прежнем режиме. Быть может, слизистые хлопья мягко опускающегося на дно морского снега и есть настоящее богатство в сундуке Дейви Джонса. «Когда я думаю о больших глубинах, фактом, потрясающим мое воображение, всегда остается скопление морских отложений», – пишет Рейчел Карсон в книге «Море вокруг нас». И далее:

Рисунок 47. Ветер уносит почти или полностью не способных летать бахромчатокрылых на расстояние вплоть до тысячи километров (1). Пыльца, споры и другие представители воздушного планктона (2). «Пыльный котел» в 1930-е годы привел к самой страшной антропогенной экологической катастрофе в США из-за неправильной аграрной политики (3)

Хабубы – так по-арабски называются пыльные бури, – словно бедствие библейского масштаба, чуть менее ста лет назад наводили ужас на жителей Среднего Запада. Правда, эта беда была наслана не рукой Господа, а спровоцирована худшей антропогенной экологической катастрофой в США. Великие равнины широким коридором простирались к востоку от Скалистых гор, от Мексики до Канады. Земля там скудная и сухая, покрытая сообществом крайне выносливых растений. В первую очередь это, конечно, растительность прерий, плотная корневая система которых стабилизирует почву. Впрочем, рано или поздно на эту территорию пришел человек. Правительству было известно, что равнина была чрезвычайно сложной для пахоты, и что преуспеть могли только большие фермы, имеющие сложные оросительные системы.

Маленькие семейные фермы без достаточного капитала не имели возможности возделывать такую землю. Тем не менее вплоть до 1930-х годов эту землю активно рекламировали и бесплатно отдавали поселенцам. Им обещали, что эта «особенно плодородная» земля требует лишь «касания» плугом для полного раскрытия ее потенциала. К тому же пришла пора платить за недавно проложенную сеть железных дорог, поэтому их владельцы также присоединились к пропаганде в пользу «Нила Нового Мира». Примерно треть Великих равнин за десятилетие была превращена в зеленые луга и пастбища. Иными словами, землю глубоко пропахали с помощью лошади и плуга, разрушив крепкую корневую систему прежде обитавшей там растительности.

Еще одно обещание правительства США состояло в том, что скоро на эти земли придут дожди. Вместо этого наступил апокалипсис. Незащищенная земля становилась все суше и горячее, теряла стабильность и была подвержена засухе и эрозии. Более того, возникло редкое погодное явление, обратившее вспять то высокое струйное течение в тропосфере, которое движет облака и дождь на Среднем Западе. Отныне же осадков не было, урожай высох, а мощные облака пыли колоннами вздымались вверх. В одном только 1933 году случилось более пятидесяти хабубов, которые, словно черные отвесные скалы, нависали над местностью.

На фотографиях этого периода можно увидеть, как дома и дворы до уровня крыш покрыты массой из пыли и земли, как будто в результате странного серого наводнения. Свидетели произошедшего рассказывали о маленьких крупинках, которые обдирали кожу, как наждачная бумага, вызывали слепоту, заставляли скот задыхаться, а детей болеть особым воспалением легких, вызванным пылью. Об этом пишет Тимати Иган в своей знаменитой книге «Худшее трудное время». Никакого спасения не было. Вечерами семьи уплотняли окна и двери влажными платками, а с утра снова оттирали свои дома и хижины от пыли.

Пыль в воздухе заглушала голоса кукарекающих петухов, а на небе сияло солнце красно-кровяного цвета. После обеда быстро темнело, поэтому люди, которые по той или иной причине оказывались на улице в пыльном тумане, привязывали к туловищу веревку, чтобы потом найти дорогу домой. Пыль из Великих равнин постепенно достигла Чикаго на другом конце страны и столь же далекого Вашингтона. Более того, она осела даже на кораблях в океане. Кульминация пришлась на 14 апреля 1935 года, сейчас эта дата известна как «Черное воскресенье» – в тот день произошел самый страшный хабуб. Согласно Игану, тогда над землей закружилось в два раза больше земли, чем за семь лет было вырыто при строительстве Панамского канала.

После этих событий у большинства фермеров не осталось возможности для выживания на Среднем Западе. Фотограф Доротея Ланж стала знаменита портретами направлявшихся на Запад бывших земледельцев и их детей, истощенных, удрученных горем и одетых в лохмотья. Они, как и семья Джоуд в легендарном романе Джона Стейнбека «Гроздья гнева», последовали за еще одним пустым обещанием. Они услышали, что в больших городах Калифорнии и в иных местах якобы была работа, что, впрочем, из-за мирового экономического кризиса 1930-х годов тоже оказалось неправдой. Тем, кто остался, тоже мало посчастливилось: и без того скудный урожай был уничтожен грибковыми инфекциями, равно как и сама земля не смогла восстановиться после разрушения.

Справедливости ради стоит сказать, что не всегда дестабилизация сухой почвы и ее подверженность эрозии приводят к таким катастрофическим последствиям. Тем не менее даже небольшие изменения, происходящие достаточно продолжительно, могут поставить под угрозу снабжение человечества различными ресурсами. Более того, в результате изменения климата целые местности сталкиваются с повышением температуры и уменьшением количества осадков. В особой опасности при этом находятся биологические почвенные корки – в основном невидимые или достигающие лишь нескольких миллиметров в толщину, жизненные сообщества. Они покрывают почву в пустынях и сухих местностях, но также могут формироваться у камней и под ними.

То, где они образовываются и образовываются ли вообще, зависит от осадков, температуры и от сельскохозяйственного использования. Такие корки преобладают в пустынях, степях и саваннах, прежде всего в южной Африке, Австралии, Азии, а также на юго-западе США. Лишь в умеренных зонах, например, в Центральной Европе, где сосудистые растения в виде кустарников и деревьев полностью покрывают землю, почвенные корки встречаются редко. Согласно исследованию Института химии Макса Планка в Майнце, проведенному под руководством Беттины Вебер, биологические почвенные корки покрывают вплоть до двенадцати процентов поверхности Земли, что соответствует примерно сорока процентам материковой массы.

Если гелевые слои на поверхности океанов представляют собой влажные слизистые оболочки планеты, то биологические почвенные корки – это живая кожа Земли, накапливающая и трансформирующая питательные вещества. Помимо этого, корки играют центральную роль в таких геохимических процессах, как глобальные циклы азота и углерода. «В почвенных корках есть что-то слизистое, – говорит Вебер. – Несмотря на то что эти корки сухие и твердые, в них параллельно присутствует некий слизистый аспект». Этому поспособствовали цианобактерии, которые зачастую стоят у истоков различных биохимических процессов. К примеру, они производят слизистый матрикс из экзополисахаридов, склеивающий вместе частицы почвы и таким образом защищающий ее от эрозии. Кроме того, гидрогель важен еще и потому, что он может сохранить то редкое и малое количество воды, которое образуется после дождя, пока она не испарится и не иссякнет.

Биологические почвенные корки – сложно устроенные жизненные сообщества, которые в науке классифицируются по стадиям развития. Первопроходцами выступают цианобактерии, которые готовят почву для других бактерий, в том числе архей и грибков, разлагающих органическое вещество. За ними следуют лишайники, мхи, а также одноклеточные организмы, черви, моллюски и членистоногие, например ногохвостки. Впрочем, стоит учитывать, что расселение может стать разнообразным и, предположительно, приведет к появлению нескольких сотен видов только через годы, а иногда и десятилетия.

Стоит отметить, что биологические почвенные корки можно классифицировать не только по времени возникновения, но и по слоям в пространстве, в которых они находятся. Сильно пигментированные грибы, а также все организмы, участвующие в фотосинтезе, например цианобактерии, селятся, как правило, на верхних слоях, поскольку они не только хорошо выдерживают ультрафиолетовые лучи, но и попросту в них нуждаются. В более глубоких слоях экосистемы проживают существа, не переносящие солнечный свет. Они отличаются способностью переживать долгие периоды засухи. Специалистами здесь являются тихоходки, которые на время засухи впадают в анабиоз, а затем быстро возвращаются к жизни, когда вода снова оказывается в доступе.

В настоящий момент биологические почвенные корки находятся под угрозой: по расчетам Беттины Вебер, в будущем может исчезнуть четверть этой защитной оболочки. Факторами риска являются изменение климата и демографический рост на планете. Это связано с тем, что для снабжения большего количества населения местности с сухой, до этого не использованной в сельском хозяйстве почвой, нужно превратить в пахотные земли. Иными словами, необходимо будет использовать земли, которые прежде были покрыты почвенными корками.

Подобная динамика может иметь глобальные последствия и, в частности, повлиять и на азотный цикл. Азот содержится в почве и в атмосфере, но не может напрямую использоваться растениями. Как следствие, растения в этом вопросе зависят от помощи бактерий, фиксирующих азот и превращающих его в пригодную для потребления форму. Беттина Вебер пришла к выводу о том, что половину этой важной работы, вероятно, осуществляют почвенные корки. Нарушение их структуры чревато опасными последствиями для экосистем, расположенных в местностях, бедных питательными веществами. В результате потери почвенных корок земля может столкнуться с усиленной эрозией от ветра и воды, а атмосфера – наполниться огромным количеством соответствующих мельчайших частиц.

Такие изменения в атмосфере крайне вредны для здоровья человека, причем не только для тех, кто страдает аллергией и аллергическим ринитом от распространения цветочной пыльцы. С целью предотвращения этих последствий необходимо сделать так, чтобы никогда не повторились события 1930-х годов, произошедшие в Великих равнинах. Напомним, что тогда из-за разрушения корневой системы и чувствительных почвенных корок начались масштабные пыльные бури.

А вот урок про миазмы, переносящие смертельные инфекции, например малярию (mal aria – плохой воздух), уже давно предан забвению. Тем не менее воздух вокруг нас наполнен микробами, пыльцой и другими частицами, которые, возможно, могут быть для нас опасны. Выдающийся микробиолог Луи Пастер первым доказал, что открытые раны могут быть заражены микробами из воздуха. Это сделало его в определенной степени основоположником аэробиологии. Первая и на данный момент последняя веха популярности этого раздела науки связана с событиями 1930-х годов, когда фермеры на Среднем Западе, пострадав от мирового экономического кризиса и бушующих хабубов, столкнулись еще и с патогенами, заразившими растения.

В нужное время и в нужном месте однажды оказался необычайно харизматичный Фред К. Мейер из министерства сельского хозяйства США. Имея удостоверение летчика, он решил выяснить, как распространяется ржавчинный грибок и его споры, а также какую роль в этом играет природа и атмосфера. Для этого Мейер пригласил в свою команду звезд американской авиации того времени. Среди них была Амелия Эрхарт, которая, как и Мейер, впоследствии погибла при крушении самолета. К ним присоединилась семейная пара Линдберг: за счет легендарного перелета через Атлантический океан Чарльз Линдберг затмил свою жену Анну, которая, впрочем, была одной из первых женщин-пилотов в США и зачастую садилась за штурвал во время совместных полетов с мужем.

Так случилось и в полете 1933 года, когда пара выполняла рейс из США в Данию через Гренландию. По согласованию с Мейером в качестве неких воздушных ловушек они использовали так называемые «небесные крюки». Чарльз сделал их сам из металлического цилиндра, в него вставил стеклянные пластины с клейкой поверхностью, куда прилипали все твердые частицы из воздуха. В итоге на расстоянии километра над Гренландией были обнаружены споры ржавчинного и других грибков, которые росли на полях в тысячах километров от этой местности, нанося огромный ущерб сельскому хозяйству.

Результат был очевиден: эти споры передвигались по разным частям планеты высоко в атмосфере, словно воздушные кочевники, причем не в одиночку. В своих закупоренных ловушках Линдберги привезли, помимо всего прочего, частицы пыльцы, фрагменты гифов грибов, одноклеточные водоросли, диатомовые водоросли, крылья насекомых, вулканический пепел и стекло.

Наряду с бактериями, живущими глубоко в земной коре, бактерии и споры за облаками также определяют границы биосферы. Все живые обитатели и гости воздуха, которые не могут летать сами, а лишь зависят от движения ветра, иногда по аналогии с дрейфующими жизненными сообществами в океане называются аэропланктоном.

На этом, правда, сходства заканчиваются. Вопреки тому, что предполагает герой Жильят в романе Виктора Гюго «Труженики моря», в небесной вышине не существует самостоятельного желеобразного мира, а значит, нет и прозрачных воздушных рыб и медуз.

Тем не менее там обитают многочисленные микробы. Из различных исследований нам уже известно, откуда они произошли и где начинается их путешествие. К примеру, они часто попадают в атмосферу из моря. Так случается, когда в воде сначала поднимаются воздушные пузырьки, а затем лопаются на желеобразной, заселенной другими микробами поверхности. К большому удивлению, похожее явление имеет место, когда на пахотную землю падают капли дождя, в результате чего пыль вместе с микробами вихрем поднимается вверх.

Листья растений тоже могут служить благоприятной площадкой для микробов, если сами растения (не удивляйтесь!) простужены. Многие возбудители заболеваний, представляющие угрозу для человека, передаются воздушно-капельным путем. Как доказала Лидия Буруиба из Массачусетского технологического института, похожее распространение инфекций, скажем, грибковых патогенов, наблюдается и у растений, например через капли дождя. Патогены при этом имеют слизистую оболочку из клейкого вещества, которая их защищает и не дает ветру их унести. Таким образом, когда капля дождя падает на лист растения, вода стекает, а микробы остаются.

Еще одним опасным возбудителем заболеваний среди растений является Pseudomonas syringae – бактерия, специализирующаяся на жизни в воздухе. Стоит сразу отметить, что этот патоген встречается как везде на земле, так и в воде, однако он может выжить и несколько дней в атмосфере, где он существует, предположительно, за счет поднявшихся столь же высоко частей растений. Образует ли он там биопленку, неизвестно. «Доказательства по этому вопросу пока отсутствуют, – говорит микробиолог Ганс-Курт Флемминг. – Впрочем, крайне вероятно, что такие биопленки существуют. Гипотетически микробы могут существовать в виде мелких частиц в облаках». При этом некоторые из них там чрезвычайно активны. Например, некоторые виды Pseudomonas syringae выделяют специальный протеин, который способен заморозить воду при довольно высоких температурах. Иными словами, эта бактерия наряду с другими микробами и частицами может кристаллизировать воду и образовывать лед. Предполагается, что при слишком некомфортных условиях в воздухе Pseudomonas syringae может возвращаться на землю внутри самостоятельно образованной градины или снежных хлопьев для поиска более благоприятной для заселения территории.

В целом микробы в аэрозолях вносят вклад и в формирование облаков, что лишь подтверждает их участие в различных фундаментальных природных процессах. Некоторые ученые уже говорят о «воздушном микробиоме», то есть микробиоме, обитающем в воздухе. Одно длительное исследование показало, что микробный состав воздушного планктона над Гренландией сильно зависит от времени года, в связи с чем заметна серьезная разница между летом и зимой. Наряду с пауками, бескрылыми насекомыми, спорами, семенами растений, многими другими обитателями и их составными частями там прежде всего можно обнаружить сотни видов бактерий и тысячи видов грибков. На данный момент существует угроза того, что еще до того, как нам удастся понять механизм взаимодействия и значение этих сообществ, климатические изменения могут бесповоротно на них повлиять.

Биологические почвенные корки, также находящиеся под угрозой, тесно связаны с аэропланктоном. Для почвенных корок опасны даже маленькие нарушения, не говоря уже об изменении климата и распространении сельского хозяйства. Эти хрупкие экосистемы могут быть разрушены следами от обуви, копыт и шин, и затем почвенным коркам понадобятся десятилетия на то, чтобы регенерироваться, хотя возможность полного восстановления может быть крайне мала. Таким образом, в их лице мы можем потерять одно из жизненных сообществ, представителей которого с точки зрения эволюции можно назвать первопроходцами. Помимо того, что их можно обнаружить на всех континентах и во всех климатических зонах, обязательно стоит упомянуть и следующее. Вполне вероятно, что они были первыми, кто решился появиться на сухой земле и вдоль границ водоемов, а затем уже постепенно продвигался внутрь континента.

Почвенные корки продолжают создавать жизненное пространство для многих других организмов путем накопления азота или потребления и трансформации углекислого газа из атмосферы. К тому же корки важны для процесса выветривания, так как разрушают минеральный субстрат. Важно также сказать о том, что слизистый матрикс цианобактерий сохраняет тот малый доступный объем воды, который идет на пользу как всем почвенным коркам, так и высшим растениям, растущим на этой территории, в том числе и на пастбищах. Впрочем, много – не всегда означает хорошо, и тому есть наглядные примеры. Пустыня Атакама в Чили относится к самым сухим местам на Земле. Здесь в почвенных корках или по меньшей мере в качестве микробиома может выжить лишь минимальное число бактерий, водорослей и лишайников. Когда в 2017 году, после крайне засушливых десятилетий, в результате изменения климата над этой областью прошла череда ливней, казалось, что у выносливых обитателей пустыни наконец будет достаточно воды. На самом же деле это явление привело к массовой гибели микробов, поскольку из-за неожиданного избытка жидкости они лопались. Таким образом, среди и без того малочисленных микробов, прежде проживавших в почве Атакамы и на ее поверхности, выжила лишь самая малая часть.

Рисунок 48. Бактерия Akkermansia muciniphila – один из «садоводов» слизистых поверхностей человека (1). Микропластик попадает в планктон (2). Изменение климата и болезни: иглокожие, такие как морская звезда-подсолнух (3), подвержены эпидемии. Неужели это загадочное глубоководное существо (4) также находится под угрозой?

«Убийца – это сама жизнь, – пишет палеонтолог Питер Уорд. – Она ускорит гибель всего живого на Земле». Столь апокалиптическое видение мира Уорд назвал Медеей – в честь волшебницы из древнегреческого мифа, погубившей своих собственных детей. Отчасти такое название символизировало противоречие с праматерью Геей, способствующей продолжению существования жизни на Земле. Напомним, именно ее имя для своей гипотезы жизни выбрал Джеймс Лавлок. В представлении Уорда это столь же губительная ошибка, как и сама идея во всем полагаться на природу. Это связано с тем, что, по мнению Уорда, многоклеточные существа – склонные к суициду суперорганизмы. Что же мы делаем не так? Согласно Уорду, мы, многоклеточные организмы, снова и снова упускаем возможность контролировать микробов. Находясь на свободе, они размножаются без всяких ограничений и запускают определенные процессы, способные в итоге вывести конкурентов – то есть нас – из игры.

Практически все массовые вымирания в истории планеты Уорд считает следствием «подлого отравления земли и воды» микробами. Впрочем, нам тоже не стоит зазнаваться, поскольку репутация человека у Уорда не сильно лучше, чем репутация микробов. В конце концов, мы тоже виноваты в том, что Земля со временем может перестать быть пригодной для жизни планетой. Тем не менее Уорд считает, что нам нужно взять бразды правления в свои руки и целенаправленно вмешаться в глобальные циклы, поскольку мы можем противопоставить Медее лишь наш ум и находчивость. Здесь чувствуется отсылка к концепции ноосферы – охватывающей весь мир сфере человеческого разума. Владимир Вернадский считал ноосферу такой же могущественной, как и саму жизнь с ее биосферой. К ее достижениям относится язык, культура, техника и, конечно, Интернет, четче всего отражающий смысл ноосферы. Итак, как же выглядит будущее и какую роль в нем будет играть слизь?

Человек редко думает на несколько поколений вперед, поэтому за изменение климата, разрушение окружающей среды и вымирание видов нам придется дорого заплатить. В науке все еще существуют споры о том, стоит ли отнести наше время к эпохе антропоцена, характеризующейся бесповоротным влиянием человека на облик планеты. Несомненно, следующие поколения будут сталкиваться с последствиями деятельности человека в любом уголке Земли. Примером тому являются пластиковые отходы, которые уже достигли глубоких слоев моря, где они становятся частью морских пищевых цепочек. Это связано с тем, что пластиковые микрочастицы крайне хорошо крепятся к слизи морских существ.

В будущем можно будет выгодно использовать такую потрясающую клеящую способность, например, для создания биофильтров из слизи медуз, с помощью которых удастся вылавливать частицы пластика из водоемов. В науке и технике в целом прослеживается начало эры гидрогелей, причем фантазии разработчиков почти не имеют границ, ведь взятые за основу материалы столь разнообразны и многогранны. В этом вопросе явный прогресс виден в области мягкой робототехники, где гидрогели соединяются с электроникой. Зачастую проекты этого направления преследуют важные для природы цели. К примеру, когда речь идет о разработке механизма распознавания под водой искусственных желеобразных объектов, похожего на действительно существующего стекловидного угря. Впрочем, никакая другая наука не интересуется слизью так, как биомедицина. В процессе разработки находятся новые клеящие вещества, а также так называемые «умные повязки», основанные на эластичном гелевом матриксе. Такие повязки способны дозированно выделять определенные действующие вещества или клетки, а также контролировать температуру пациента через сенсор и внутри организма измерять содержание сахара в крови. Существует и еще один эксперимент, правда, не имеющий отношения к лечению болезней: исследуется возможность блокирования прохода спермы по мужскому семявыводящему протоку с помощью гидрогеля. Подобный способ предохранения считается обратимым, поскольку такую «пробку» при необходимости можно растворить. Будучи барьером с выборочной пропускной способностью, то есть, к примеру, пропускающим воду, эта «пробка» напоминает гидрогелевую оболочку в женском половом тракте.

Таким образом, подобные барьеры снова оказались в центре внимания исследователей, равно как и другие слизи в организме и их микробный состав. Причиной такого интереса является то, что многие функции микробиома еще не изучены до конца, несмотря на то что мы знакомимся все с новыми и новыми «садовниками», работающими на слизистых территориях человеческого организма. Например, Akkermansia muciniphila крайне важна для обновления слизи в кишечнике, а Lactobacillus crispatus – для поддержания правильной микрофлоры во влагалище. Если бактерия доминирует в определенной области, она делает ее некомфортно кислой для патогенов и усиливает слизистый барьер. Если этого не происходит, то активизируются такие возбудители, как Gardnerella vaginalis, разлагающая муцины и ослабляющая гидрогель. В результате открывается проход для других патогенов, вызывающих заболевания, передающиеся половым путем.

Как же смещается баланс в микробиоме? В этом огромную роль играет окружающая среда. Из-за нее слизи в нашем организме, а также обитающие в них микробы, находятся под обстрелом с разных сторон. Важным фактором также является диета, за счет которой подкармливаются микробы в кишечнике. Если в диете нет разнообразия, микробиом оскудевает. Стандартный западный рацион часто оказывается слишком однотипным, и в нем не хватает балластного вещества. Это может привести к распространению тех видов микробов в кишечнике, которые способны разрушить слизистый слой. Впрочем, это не единственный фактор риска. Эксперименты на мышах показали, что распространенный краситель в продуктах питания может наносить ущерб микробам в кишечнике. Диоксид титана, обозначаемый как E171, используется в качестве отбеливателя для многих продуктов: от жевательной резинки и зубной пасты до сыра и сладостей. Но вещество не просто проходит по нашему пищеварительному тракту, а изменяет деятельность бактерий в кишечнике – и это не единственный разрушительный фактор.

Наночастицы из пластика, к примеру, встречаются повсюду в окружающей среде, в том числе в пищевых цепочках в океане, поскольку пластик охотно остается в слизи морских существ. Почему же эти частицы, а также другие вредные вещества, например, пестициды и тяжелые металлы, не взаимодействуют с нашими гелями? Это не просто полет мысли: уже существуют доказательства того, что многие токсичные частицы из окружающей среды значительно нарушают структуру нашего микробиома, но одновременно напрямую влияют и на слизистые барьеры, меняя их толщину и строение. Этим дело не ограничивается. Вероятно, некоторые частицы остаются в гелевых оболочках как в фильтре, вследствие чего их токсичное воздействие на организм продолжается еще дольше.

Интересно то, что еще до того, как слизи в человеческом организме были масштабно исследованы, их состав мог существенно поменяться. Некоторые ученые в данный момент говорят о так называемом индустриализированном микробиоме, приспособленном под современные реалии окружающей среды. На него серьезное влияние оказывают переработанные продукты, неправильное использование антибиотиков и чрезмерная гигиена. Микробы – мастера по выживанию, способные гибко и оперативно реагировать на различные изменения. В ходе продолжительной совместной эволюции они отточили навыки взаимодействия с нашим организмом. Люди – холобионты. Впрочем, с недавних пор микробиом меняется под влиянием современных процессов, а биология человека не может быстро под него подстроиться. Возникает вопрос, мы все еще подходим друг к другу или уже нет? Согласно одной теории, именно поэтому в холобионте может возникнуть непереносимость между хозяином и микробами, что в дальнейшем ведет к учащению хронических воспалений, диабету, раку, а также другим распространенным заболеваниям и нарушениям работы иммунитета.

Возвращаясь к сравнению с живой изгородью: население наших слизистых «зарослей» значительно меняется, поскольку микробиом оскудевает, и баланс нарушается. Вероятно, сам слизистый барьер претерпевает изменения под влиянием искусственных частиц, таких как пестициды и микропластик. Получается, что наши слизистые зоны становятся заброшенными окраинами, словно те ветхие и опустевшие далекие города с неработающими заводами и покинутыми домами. Правда, свято место пусто не бывает: природа вскоре забирает территории обратно, надвигаясь зеленой волной на застроенные, но заброшенные земли. Так создаются отдельные, в определенной степени сложные экосистемы.

Дверь в библиотеку гидрогелей и их обитателей открыта лишь на щелочку, но за ней угадывается целый мир, кардинально меняющийся еще до того, как мы успеваем сделать какие-либо наброски. Так же можно сказать и о слизях других организмов, огромном и практически не используемом богатстве. Пример: антибиотики – это безотказные действующие вещества в борьбе против патогенных бактерий, однако и они теряют свою силу из-за сопротивления микробов. Замену можно было бы найти в природе, потому что многие высшие организмы в ходе эволюции выработали антимикробные вещества. Снова и снова исследователи обнаруживают неизвестные действующие вещества, последним из которых оказалась рыбья слизь. Никто не знает, обладает ли она терапевтическим эффектом. Более того, путь от момента обнаружения вещества до применения его на человеке далек и тернист.

Тем не менее в последнее время мы рискуем упустить эти шансы, поскольку из-за изменения климата и продолжающегося разрушения окружающей среды мы теряем не только огромное число зачастую почти полностью неисследованных видов, но и ценные ресурсы. К примеру, вот уже несколько лет бушует эпидемия тяжелого грибкового заболевания, которая нанесла большие потери и даже уничтожила более пятисот видов амфибий. Реакция общественности на эту катастрофу, на удивление, очень незначительная. Возможно, это связано с тем, что страдают амфибии, а не панды, тигры и киты, которые являются любимчиками публики.

Вне зависимости от симпатий, правда в том, что погибают виды, прошедшие длительный период эволюции, оставляя пробелы в жизненных сообществах и забирая важные для нас гидрогели с собой в небытие. Впрочем, не все слизистые организмы находятся под угрозой исчезновения. Скорее наоборот, некоторым из них климатическая катастрофа может даже пойти на пользу, правда, со столь же катастрофическими последствиями для планеты. Ключевая роль в этих обстоятельствах принадлежит морю из-за его важнейшей способности аккумулировать углерод. Иными словами, море получает углекислый газ из атмосферы, превращает его в органические вещества и посылает их в глубину моря. Там они на протяжении по меньшей мере тысячелетий хранятся в слоях, местами достигающих нескольких сотен метров в толщину, и не влияют при этом на изменение климата.

Примерно треть углекислого газа, высвобождаемого в результате использования человеком органического топлива, была абсорбирована морем. Тем не менее такое поглощение на долгое время меняет химию воды, так как появляется все больше углекислоты, подкисляющей море. Уже сегодня можно наблюдать одно из драматичных последствий этого явления. Скелеты и другие известковые структуры, которые строят многие виды планктона, а также моллюски, улитки, кораллы, морские ежи и другие существа, не выдерживают такого уровня кислотности и растворяются. Как бы пессимистично это ни звучало, не стоит забывать о том, что и слизи находятся под угрозой в изменившейся по химическому составу водной среде.

Помнить про слизи крайне важно, поскольку они распространены в океанах и, помимо всего прочего, покрывают их пограничные поверхности специальной оболочкой. Таким образом, даже небольшие изменения могут иметь масштабные последствия. Приведу пример: согласно выводам ученых Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера в Бремерхафене, микробы могут активизироваться, когда океан становится теплее и кислее, тогда они производят больше слизи. Последствием этого является утолщение биопленки на поверхности воды. Может ли это затруднить и замедлить обмен веществ с атмосферой? Однозначный ответ на этот вопрос отсутствует, как и на вопрос о том, может ли за счет тех же факторов измениться богатый гелем морской снег, да и может ли вообще?

Напомним, что он, словно вертикальный биологический конвейер, переносит богатые углеродом вещества вглубь моря. Это любопытная функция для явления, которое, на первый взгляд, похоже лишь на ассорти морского мусора. И действительно, как иначе назвать остатки в виде микробных экзополимеров, фекальных комочков морских существ и желеобразной падали? О снежном сугробе можно говорить тогда, когда маленькие вязкие частицы склеиваются в более крупные хлопья, которые затем опускаются на глубину. Во время пути в глубь моря, зачастую занимающего до нескольких недель, на комочках селятся микробы вместе с биопленкой, а потом за этими комочками охотятся организмы всех видов. Таким образом, слизистый снег является важным, а может, и единственным источником питания для обитателей морского дна.

Тем не менее в ходе геологических циклов скапливается много морских отложений, которые, согласно исследованию университета Сиднея, проведенному под руководством Дитмара Мюллера, могут внести значительный вклад в охлаждение планеты за счет поглощения углекислого газа из атмосферы. Это органическое вещество сначала уплотняется, превращаясь в некий слизистый ил, а затем минерализуется на протяжении миллионов лет. Белые скалы Дувра, к примеру, это превратившийся в камень морской снег. То, насколько многогранно значение морских отложений, удалось показать лишь одной компьютерной симуляции. В ней отложение осадка было реконструировано параллельно с развитием климата. Иными словами, когда пятьдесят миллионов лет назад повышенное количество углекислого газа из атмосферы в форме органического морского снега опустилось на дно, вскоре изменился и климат, и Земля из парника превратилась в холодильную камеру.

В нынешнее время, напротив, нам стоит опасаться эффекта быстро нагревающегося парника, негативно влияющего на различные биологические процессы, или, фигурально выражаясь, на работу биологического насоса. На первый взгляд может показаться, что усиленная активность микробов легко обеспечит быструю транспортировку веществ в морские глубины. Однако этому препятствуют иные факторы, так как они затрудняют спуск слизистых частей на дно. И снова пример: существует ирландское исследование, посвященное выделениям сальп. Эти желеобразные существа поглощают много органического вещества, впоследствии избавляясь от большей его части в форме фекальных комочков, опускающихся на дно. Теперь же эти выделения все больше смешиваются с частицами микропластика, который делает фекалии настолько легкими, что они с трудом опускаются на дно или не опускаются вовсе.

А что же происходит с веществами, плавающими в верхних слоях водоемов? Вероятно, из-за чересчур активизировавшихся микробов эти вещества теперь будут быстро разлагаться. Как следствие, будет высвобождаться углекислый газ, который заставит море еще больше подкислиться, а климат – дополнительно нагреться из-за парникового эффекта. Кроме того, исследование из Бремерхафена доказало, что в будущем морские слизи станут менее клейкими, то есть не смогут достаточно крепко склеивать морской снег. Когда снабжение сверху прекращается, ослабевает и охлаждающий эффект морских отложений на глубине. «Эти слизистые компоненты, по сути, предоставляют исходный материал для накопителя углерода на морском дне», – подтверждает Дитмар Мюллер.

И это не все. Согласно исследованию университета Техаса, слизи, помимо всего прочего, снабжают нашу динамичную планету смазочным материалом. Иными словами, они укрепляют связь между жизнью на планете и континентальными плитами. Это материковые массы, плывущие по вязкотекучей мантии Земли. Если они сталкиваются, но при этом не наслаиваются одна на другую, то могут образовываться горные массивы. Такое напластование называется субдукцией. Во время этого явления может происходить огромное трение, которое, если верить исследованию университета Техаса, должно уменьшать скопившиеся отложения, обладающие свойствами смазочного материала. Они имеют мало общего с первичной слизью, однако минерализованные остатки отчасти о ней напоминают. «Осадочные породы достаточно вязкие, – пишет мне Торстен Беккер, геофизик и соавтор исследования. – Из-за невероятного давления зоны субдукции они в течение миллионов лет становятся все жиже».

Итак, достаточное количество смазочного материала позволяет плитам скользить относительно беспрепятственно и так быстро, что едва ли остается время для накопления нового осадка. В конце концов, процесс приостанавливается, плиты смещаются, и образуются горные массивы. Если эти горные породы впоследствии эродируют и становятся частью вновь накапливаемого осадка, то смазочный материал снова начинает выполнять свою функцию: плиты продолжают двигаться, и начинается новый цикл. Таким образом, слизь из морского снега способствует образованию нового осадка, который, кстати, тоже частично содержит в себе гель. «Здесь существуют биопленки, поскольку микробы находят много пищи в осадке, – говорит микробиолог Ганс-Курт Флемминг. – Они могут опускаться под землю на километровую глубину, ведь микробы способны выживать в среде, крайне бедной питательными веществами. Более того, они могут замедлить обмен веществ настолько, что интервал между поколениями достигает двадцати тысяч лет. При этом размножение происходит в произведенной самими микробами слизи».

Можно считать слизь лишь поставщиком для осадка, а можно – главным действующим лицом, но один факт остается бесспорным: слизь необходима для многих глобальных процессов, и касающиеся ее нарушения могут повлечь широкомасштабные последствия. К примеру, под угрозу попадает как биоразнообразие, так и геологические основы планеты. В море, в свою очередь, ожидается новая скучная эпоха слизи, которая продлится, вероятно, миллиард лет. Это связано с тем, что дружная команда из потепления, подкисления и перевылова рыбы в океане уничтожит все высшие виды в некоторых морских местообитаниях. В результате истощатся пищевые цепочки. Что останется? Слизь и ничего, кроме слизи. Морской биолог Джереми Джексон в этой связи говорил о расцвете слизи, а Даниель Поли, специалист по морским ресурсам и рыбоводству, дал этому явлению название «век слизи», или, в немецкой версии, Myxozän.

Оба исследователя имеют в виду победное шествие микробных матов, водорослей и медуз. Сможет ли человечество выдержать эту катастрофу и найти пропитание? Существуют проекты, призывающие употреблять медуз в пищу, причем не только в рамках азиатской кухни. Стоит отметить, что это не первый случай, когда человек отчасти питается гидрогелем. К примеру, после варки мясного бульона остается некое затвердевшее желе. На протяжении столетий этот «консервированный суп», будучи крайне долго хранящимся провиантом, использовали моряки, ведь его можно было быстро снова превратить в бульон путем добавления кипятка. Не высокая кухня, конечно, зато питательно, как отмечает Патрик О’Брайан в своем историческом романе «Военная фортуна». В то время, то есть в период англо-американской войны 1812–1815 годов, матрикс медуз использовался в качестве низкокалорийного гелевого блюда, что, тем не менее, не должно повлиять на будущий триумф выживших слизистых существ.

Итак, в мире, потерявшем баланс и равновесие, последнее слово вновь остается за морскими микробами. Морской эколог Дрю Харвелл рассказывает о новой эпидемии: загадочные патогены унесли жизни тысячи морских звезд и моллюсков, буквально растворив этих существ и превратив их в слизь. Вероятно, в этом важную роль опять же играет изменение климата, так как из-за повышения температуры океана растет число болезнетворных микробов. Так или иначе, пока что мы знаем слишком мало о будущем развитии нашего стремительно меняющегося мира. Ясно лишь одно: возможно, начинается новая эра слизи. Первый миллиард скучных лет был молчанием перед появлением многоголосого мира. То, с чем мы имеем дело сегодня, это антропогенная катастрофа, которая приведет к повторному молчанию нашей планеты.