Водный мир, где все совсем по-другому

На Земле существует два разных мира живых существ, два совершенно разных набора экосистем. Базовые иерархические уровни биоразнообразия одинаковы — от экосистем к видам, от видов к генам. Оба эти мира находятся под угрозой исчезновения. Но во всем остальном — они разные.

Чтобы пояснить эту идею, предлагаю мысленно отправиться в небольшое путешествие. Давайте спустимся на дно моря в прибрежной зоне. Оглянитесь вокруг — все здесь настолько отличается от того, что вы привыкли видеть на земле и в небе, что вам кажется, будто вы на другой планете. Если вы решите по-настоящему погрузиться под воду без систем жизнеобеспечения, вы погибнете меньше чем за 10 минут. На дне есть огромные участки, на которые не то что не ступала нога человека, но которые люди даже не видели.

До недавнего времени изменения, которые принесла с собой эпоха антропоцена, обходили стороной большую часть морского мира, но в начале XXI в. ситуация начала стремительно меняться. Люди стали посягать даже на самые удаленные и глубокие участки океана, в особенности те, где имеются пищевые и прочие ресурсы, из которых можно извлечь прибыль. Наш экологический след становится все более заметным: температура воды повышается, происходит ее подкисление; состояние коралловых рифов ухудшается, иногда настолько, что они гибнут, а кое-где уже обречены на полное исчезновение. Чрезмерный вылов рыбы в открытом море стал обычным явлением. Донное траление превращает бентос в грязь, а отходы из дельт загрязненных рек растекаются по дну, убивая все вокруг и образуя мертвые зоны.

Тем не менее большая часть морского биоразнообразия продолжает существовать. Несмотря на сокращение численности популяций и областей географического распространения многих видов, лишь единицы из них исчезли полностью. В море все еще есть места, где можно понаблюдать за тем, как виды успешно взаимодействуют друг с другом в рамках здоровых экосистем. Большая часть этого мира, как я сейчас поясню, остается нетронутой, а ее изучение находится на начальной стадии.

Давайте начнем с пляжа. Представьте, что вы стоите босыми ногами на сыром песке в зоне прибоя при отливе. Набегающие волны обнимают ваши ступни, зарывая их в песок. Теперь задумайтесь о населяющих это место формах жизни. На первый взгляд может показаться, что прибой — это просто вода и чистый песок, лишенный любых проявлений жизни. Но все как раз наоборот. Тут живет множество беспозвоночных животных, не встречающихся ни в каких других местообитаниях. Среди них есть существа размером с большой палец, такие как раки-кроты (песчаные блохи), но подавляющее большинство настолько малы, что невооруженным глазом их разглядеть достаточно трудно.

Необычность мейофауны, как ее принято называть (греческое слово «мейо» означает «меньше»), особенно если учесть незамысловатость ее среды обитания, заключается не только в составе видов, но и в многочисленности таксономических категорий высокого уровня, которые они представляют. Если подойти к опушке леса и тщательно проанализировать разнообразие живущих там видов животных, скорее всего, вы обнаружите представителей следующих семи типов: хордовые (птицы, млекопитающие, амфибии), членистоногие (насекомые, пауки, клещи, двупарноногие, губоногие, ракообразные), моллюски (улитки, безраковинные брюхоногие моллюски), аннелиды (земляные черви), нематоды (круглые черви), тихоходки и коловратки. Среди зерен песка в зоне прибоя при внимательном осмотре вы найдете в два раза больше типов (обещаю вам: удивление и постоянные восклицания «Боже мой!» вам обеспечены), включая следующие: внутрипорошицевые, брюхоресничные черви, гнатостомулиды, киноринхи, нематоды, немертины, приапулиды, сипункулиды и тихоходки. Эти существа кишат среди более привычных для нас моллюсков, кольчатых червей, коловраток и ракообразных. Большинство представителей мейофауны формой тела похожи на червей, что позволяет им быстро перемещаться между плотно прилегающими друг к другу частицами песка. Они все делают ползая — ищут пищу, убегают от врагов, спариваются и размножаются.

Научное изучение мейофауны и ее места в экосистемах береговых линий в разных частях мира еще только начинается. Различные способы взаимодействия между видами остаются практически неизученными. Однако эти необычные обитатели одних из самых динамичных экосистем на планете являются важной частью биосферы. И их куда больше, чем вы можете себе представить. Хотя место обитания мейо­фауны ограничивается всего лишь полоской шириной 1 км, общая протяженность береговой линии на Земле составляет 573 000 км, то есть почти равна расстоянию до Луны. Если царство мейофауны простирается на такую длину, а его ширина в среднем составляет 1 км, общая площадь занимаемой ею территории равна площади Германии.

Давайте пропустим уже знакомые нам коралловые рифы, которые часто называют «дождевыми лесами моря» за их удивительно сложную организацию и богатство биоразнообразия, и поднимемся к поверхности воды. Здесь нас ждут плейстон и совершенно другая среда обитания, с которой незнакомы даже многие специалисты — морские биологи. Там, где воздух соприкасается с водой, обитают организмы, приспособившиеся к жизни на тонком слое, создаваемом поверхностным натяжением воды, или непосредственно под ним. Несмотря на невысокую концентрацию этих организмов, они есть во всех океанах. Они живут на плавучих островах преимущественно животного происхождения. В качестве таких островов могут выступать трупы рыб и морских птиц или даже крошечные кусочки водорослей и слизи, которые не видны невооруженным глазом. Каждый такой кусочек становится домом для целого сообщества живых организмов. Среди обитателей всегда есть несколько видов бактерий, а также архебактерий, которые похожи на бактерии, но имеют совершенно другой состав ДНК. Подобно растениям и животным, только что поселившимся на обычном острове в океане, они процветают и размножаются до тех пор, пока не израсходуют все доступные питательные вещества.

Во всех океанах и внутренних морях бактерии и архебактерии перемещаются по поверхности на фрагментах органического материала (детрита), а также дрейфуют или плавают в слое воды у поверхности. Некоторые свободноплавающие группы этих существ получают нужные вещества и вырабатывают энергию путем фотосинтеза. Общий вывод таков: какой бы кристально чистой вода ни казалась, в ней полным-полно самых разных форм жизни.

Поскольку по специальности я энтомолог, особенно большой интерес у меня вызывают морские насекомые. Учитывая, что на суше видовое разнообразие насекомых исчисляется миллионами, а образуемая ими бурлящая биомасса доминирует в животном мире, было бы любопытно узнать, сколько насекомых населяет морскую среду обитания. Ответ — их там практически нет. Этот факт представляет увлекательнейшую научную загадку. Во время моих собственных исследований на островах я открыл гусениц, живущих в полузатопленных опорных корнях красных мангровых деревьев. Это самый широко распространенный вид мангровых деревьев, который часто встречается в береговой зоне. Но такие места обитания в непосредственной близости от суши — это все-таки далеко не коралловые «джунгли» и уже тем более не открытое море. В настоящем морском мире насекомых нет. Разве что только на поверхности воды. Но и эти необычные путешественники встречаются чрезвычайно редко. Немногие морские биологи видели вживую хотя бы одного. Я не видел. Линней и Дарвин даже не подозревали об их существовании. Нам известно о водомерках, семействах клопов (насекомых отряда полужесткокрылых, Hemiptera), часто встречающихся в пресноводных реках, прудах и озерах, где эти существа скользят по поверхности воды на своих длинных лапках, покрытых водоотталкивающим составом. Пресноводные водомерки питаются насекомыми, такими как личинки комаров, которые сами живут на или у поверхности воды. Все морские водомеркипринадлежат к одному роду Halobates. В открытом море было найдено всего пять видов, относящихся к этой немногочисленной группе. На кого они охотятся — неизвестно.

Существование водомерок рода Halobates в открытом море является исключением, которое только еще более запутывает ситуацию. Эволюция насекомых на суше, в прудах и прочих пресноводных водоемах насчитывает вот уже более 400 млн лет. В течение всего этого времени они занимали доминирующее положение в животном мире везде, где были растения. Каждая новая волна эволюции приносила с собой миллионы видов насекомых, которые быстро формировались и занимали свои экологические ниши. Однако только насекомым рода Halobates, водомеркам, удалось научиться выживать в море. Никакому другому виду, насколько мне известно, не удалось закрепиться хотя бы в самой узкой нише среди тысяч экологических ниш, занимаемых другими видами беспозвоночных животных, таких как ракообразные, морские пауки и многощетинковые черви.

Конрад Лабандейра, ведущий палеонтолог и эксперт в области экологии насекомых, высказал предположение, что отсутствие морских насекомых объясняется отсутствием в море деревьев или низкой лиственной растительности, которая обеспечивает им процветание на суше. Наверное, он прав. Но в морских шельфовых зонах встречается достаточное количество растительности, образующей несколько ярусов: например, в лесах водорослей вдоль тихоокеанского побережья. Но даже такая среда обитания почему-то не вызвала интереса у насекомых. Вместо них ее заселили хищники, паразиты и падальщики, принадлежащие к другим группам беспозвоночных.

Сюрпризы иного рода поджидают нас в уникальной фауне еще одной биологической сокровищницы Мирового океана — глубинного рассеивающего слоя. Если вы промышляете ловлей рыбы в открытом океане и не ограничиваетесь марлином, тунцом и прочими крупными промысловыми видами, отправляйтесь в океан ночью — именно в это время разнообразие видов рыб у поверхности достигает своего максимума. С последними лучами солнца бесчисленные стаи рыб в сопровождении кальмаров и ракообразных поднимаются к поверхности с глубины 270−360 м, где они дрейфуют в темноте в дневное время. Впрочем, даже на такой глубине они не могут чувствовать себя в полной безопасности, так как хищники, обитающие на еще больших глубинах, все равно могут различать их силуэты на фоне проникающего через толщу воды света. В качестве дополнительного средства защиты некоторые виды используют контрподсветку: их собственные ткани или симбиотические бактерии, живущие внутри их организма, вырабатывают свет в нижней части тела. Это явление называют биолюминесценцией. Яркость такого свечения совпадает с яркостью проникающего сверху света солнца или луны, делая животное-источник менее заметным.

По законам биологии соперничество между хищником и жертвой перерастает в эволюционную гонку вооружений. Обитатели глубинного рассеивающего слоя — не исключение. Поэтому по крайней мере несколько видов глубоководных акул, а также хищных рыб-топориков и сепиолид включились в эту игру, выведя ее на новый уровень: нижняя часть их тела также светится, что позволяет им незаметно подкрадываться к жертве.

Еще одно неожиданное открытие, сделанное недавно при изучении глубинного рассеивающего слоя, помимо открытия самого этого слоя, связано с обнаружением самого настоящего монстра, который в нем живет. Впервые пелагическую большеротую акулу наблюдали на глубоководье недалеко от Гавайев в 1976 г. К 2014 г. было зафиксировано 50 случаев, когда кому-либо удавалось поймать такую акулу или хотя бы наблюдать ее вблизи. Хотя большеротая акула может достигать 5,5 м в длину и весить до полутоны, бояться этого гиганта не стоит. Зубы в ее огромной пасти парадоксально малы, и к тому же она не кусается: она держит пасть открытой, заглатывая небольших ракообразных и прочий планктон, то есть получает пищу точно так же, как и столь же безобидные манты, китовые акулы, гигантские акулы и усатые киты.

Если даже таким гигантам удается проплывать незамеченными рядом с кораблями на бескрайних морских просторах в безлунные ночи, какие еще сюрпризы ожидают нас в мире кишащих морских существ размером поменьше? Этот вопрос не дает покоя ученым. Стремясь обнаружить неизвестные науке уникальные формы жизни, они стали более тщательно подходить к работе по изучению океанских микроорганизмов, некоторые из которых относятся к самым крошечным существам на Земле.

 

 

НЕВИДИМАЯ ИМПЕРИЯ

В начале этого столетия члены нью-йоркского Клуба исследователей столкнулись с проблемой: им стало не хватать непокоренных горных вершин, неизведанных полярных ледников и неизученных амазонских племен. В 2009 г. они попытались решить ее, добавив биоразнообразие в число предметов своего интереса. И они не прогадали. Изучение биоразнообразия способно удовлетворить потребности в новизне ученых и искателей приключений не хуже, чем самая рискованная экспедиция в любой из укромных уголков, что еще остались на планете Земля.

Как это ни странно, одним из последствий возросшего интереса к биоразнообразию стало более внимательное изучение флоры и фауны нашего собственного организма. Благодаря применению метода быстрого секвенирования ДНК при изучении микроорганизмов стало понятно, что в теле каждого здорового человека находится целый ряд сбалансированных сообществ, состоящих главным образом из бактерий. Подобно различным микроорганизмам, живущим в других организмах, они в большинстве своем дружелюбны к своему хозяину. Биологи называют их «мутуалистическими симбионтами», имея в виду, что они не только получают выгоду от растений или животных, с которыми сосуществуют, но и сами приносят им пользу.

Во рту и в пищеводе обычного человека обитает свыше 500 видов таких бактерий. Образуя своего рода микробиологический «дождевой лес», хорошо приспособленный к окружающей его среде, они защищают эту часть организма от вредных паразитических видов бактерий. Цена нарушения симбиоза — вторжение чужеродных микроорганизмов, образование зубного налета, кариес и пародонтит.

Если спуститься вниз и изучить каждый из отделов желудочно-кишечного тракта, окажется, что колонии различных бактерий играют ключевую роль в процессах пищеварения и переработки метаболитов. В среднем в организме человека насчитывается несколько десятков триллионов клеток. По данным нескольких исследований, это значение составляет 40 трлн. Среднее количество бактерий в нашем микробиоме, как его теперь называют, по крайней мере в десять раз выше. У микробиологов есть шутка, которая отлично передает смысл этого наблюдения: если бы принцип доминирующего ДНК был единственным таксономическим принципом в биологии, то людей бы пришлось отнести к категории бактерий.

Поэтому нет ничего удивительного в том, что микробиом занимает большое место в медицинских исследованиях и медицинской практике. Исследователи все чаще обращаются к роли симбионтов при изучении широкого спектра медицинских проблем, главным образом относящихся к работе желудочно-кишечного тракта, а также связанных с излишним весом, диабетом, недостаточной устойчивостью организма к инфекциям и даже некоторыми видами психических расстройств. Микробиом — набор взаимосвязанных экосистем, в которых должен поддерживаться определенный уровень и баланс видового разнообразия. Если говорить кратко, в значительной мере медицинская практика в будущем превратится в деятельность по взращиванию сада бактерий.

Такие сады, растущие в организме человека и других животных, ничем не отличаются от прочих экосистем — как внутренних, так и внешних. Мы не знаем, сколько именно разновидностей микробиомов обитает в организмах животных и растений по всему миру, но можем предположить, что их очень много. Например, те сообщества бактерий, что населяют организм питающихся древесиной термитов, как выяснили микробиологи, кардинально отличаются от тех, которые живут в организме плотоядных муравьев, и уж тем более от тех, которые можно обнаружить в других живых существах — от лягушек до земляных червей. Очевидно, что микробиология симбиотических отношений, которая занимается изучением этих систем, является сейчас одним из самых перспективных направлений и будет оставаться таковым еще в течение многих десятилетий.

Рождение микробиологии как науки относят к концу XVII в. Ее основателем считается Антони ван Левенгук, изобретатель микроскопа, в который можно было наблюдать бактерии. Но биологам понадобилось еще почти 400 лет, чтобы обнаружить археи — группу похожих на бактерии микроорганизмов, ДНК которых принципиально отличается от ДНК бактерий. Это открытие было сделано группой ученых под руководством американца Карла Вёзе. Оно поставило под вопрос базовую структуру «дерева жизни» и наше представление о первых этапах эволюции жизни. «Дерево» — схематическое изображение родственных связей между видами и группами видов, позволяющее проследить ход эволюции и увидеть, как одни виды организмов сменялись другими. Оно показывает, как некоторые виды распадались на множество дочерних в течение миллионов или — что, впрочем, случалось нечасто — тысяч лет. Были и те, с которыми ничего не происходило.

До находки Вёзе и его коллег общепринятой считалась классификация, состоявшая из пяти царств: дробянки (включающее бактерий и археи), протисты (включающее инфузорий, амеб и прочие одноклеточные организмы), грибы, растения и животные. После открытия Вёзе осталось три обширных «домена» жизни: бактерии (Bacteria) — микроорганизмы, у которых отсутствует ядерная оболочка; вновь выделенные археи (Archaea), похожие на бактерии структурой клеток и также не имеющие оформленного ядра; и эукариоты (Eukaryota) — объединяющие в себе все прочие известные формы жизни, клетки которых содержат ядро — протисты, грибы, животные, хромисты и растения. Сравнение ДНК показало, что если эукариоты в большинстве своем отличаются крупными размерами — свойство, на которое мы обращаем внимание в первую очередь, не замечая всего остального, — то бактерии и археи преобладают в количественном отношении и более широко распространены по всему миру, как это было всегда с момента зарождения жизни.

Микроорганизмы вырабатывают и откладывают минеральные вещества. Они расщепляют и выделяют органические химические соединения, которые влияют на рост растений. Они — повсюду, готовые перерабатывать токсичные отходы, поглощать и накапливать энергию солнечного света, соединять воду с углеродом. Они доминируют в основании пищевой цепи. Если выразить эту мысль кратко, жизнь нашей планеты, как когда-то метко заметил микробиолог Роберто Колтер, говоря о биосфере, «определяется невидимым миром».

Мир микроорганизмов заметно выделяется на фоне остальных форм жизни характерным для него генетическим разнообразием. С точки зрения последовательности ДНК у людей и картофеля больше общего, чем у большинства видов бактерий между собой. Биологи не имеют ни малейшего представления, сколько всего видов бактерий существует на Земле. Это значение может измеряться десятками миллионов или, предположительно, сотнями миллионов. В настоящее время отсутствует даже точное определение того, что такое бактерия или архея. А если учесть беспорядочный характер взаимодействия между отдельными организмами, картина становится еще более запутанной. Бактериальные клетки могут получать гены от других клеток, независимо от степени родства, самыми разными способами: собирая фрагменты ДНК из внешней среды, «обкрадывая» ретровирусы в процессе транспортировки ДНК этими квазиорганизмами в клетки более крупных организмов-хозяев и, наконец, участвуя в конъюгации — удивительно сложной операции, в ходе которой две клетки соединяются и обмениваются схожими сегментами ДНК.

Бактериальное разнообразие принципиально отличается от биоразнообразия в мире растений и животных даже по своему географическому распространению. Так или иначе в отношении многих видов бактерий действует принцип, который впервые сформулировал в 1934 г. один из основоположников экологии как науки Лоуренс Басс Бекинг: «Везде есть все, но выбор определяется средой». Смысл этого принципа в том, что многие генетические формы или нечто очень близкое к ним распространены по всему миру, но при этом большую часть времени никак себя не проявляют. Они образуют своего рода банк микробиологического разнообразия. При этом отдельные виды начинают размножаться только тогда, когда этому благоприятствуют условия внешней среды, то есть когда эти условия совпадают с предпочитаемыми, которые закодированы в ДНК. Спящие клетки просыпаются при соответствующем уровне кислотности, наличии необходимых питательных веществ и соответствующей температуре. Такие банки встречаются повсюду на суше и в водной среде. Причем генетические различия проявляются только на больших расстояниях, наверное сравнимых с протяженностью континентов. Такие масштабы являются обычным делом для процесса формирования видов растений и животных.

Более совершенные технологии анализа ДНК позволяют открывать все больше видов бактерий и прочих микроскопических форм жизни. Множество из них находятся прямо у нас перед глазами, но при этом они так малы, что разглядеть их в обычный оптический микроскоп невозможно. Из-за этого их часто не замечают при изучении микробных сообществ стандартными методами.

На данный момент, наверное, самым важным открытием в этой сфере является обнаружение бактерий вида Prochlorococcus marinus. Несмотря на то что впервые их существование было установлено в 1988 г., бактерии Prochlorococcus совсем не редкость. Более того, они являются самой многочисленной группой организмов в тропических и субтропических морях по всему миру. Они обитают на глубине до 200 м, а локальная плотность их популяций достигает свыше 100 000 клеток на 1 мм2. Учитывая, что эти крошечные клетки обладают еще и способностью к фотосинтезу, живя за счет энергии солнечного света, на них приходится 20–40% биомассы всех фотосинтетических организмов в океанах между 40° с. ш. и 40° ю. ш., а также до половины локальной чистой первичной биологической продукции. Таким образом, по крайней мере в теплых океанских водах невидимое обеспечивает жизнь видимого.

Но тут возникает вопрос: если бактерии Prochlorococcus наряду со вторым столь же широко распространенным видом бактерий Pelagibacter ubique являются самыми многочисленными организмами в традиционном понимании, не являются ли они пищей для вирусов, которые меньше их размерами? Ранее среди специалистов бытовало мнение, что такие микрохищники вряд ли многочисленны, а скорее — относительно редки. Однако в 2013 г. благодаря появлению новых методов в стремительно развивающейся сфере ультрамикроскопических исследований было обнаружено, что в среднем в одном литре морской воды содержится несколько миллиардов вирусов. Все они — бактериофаги (дословно — «пожиратели бактерий»). Самым многочисленным оказался вирус HTVC010P. Биологи до сих пор не могут решить, являются ли вирусы полноценными живыми организмами: ведь для размножения они используют молекулярные механизмы своих хозяев. Но если все-таки отнести вирус HTVC010P к этой категории, то придется признать его самым многочисленным видом на Земле.

Но и это еще не все. Да, поглощающие солнечный свет бактерии Prochlorococcus и охотящиеся на них хищники-бактериофаги составляют значительную часть известной нам материи океана. Но, скорее всего, их должны уравновешивать пока еще в большинстве своем не открытые падальщики и хищники, образующие «темную материю». Их также невозможно обнаружить с помощью обычных микроскопов. Судя по всему, эту роль — по крайней мере частично — выполняет чрезвычайно разнообразная группа пикобилифитов. Даже самые крупные из них — не более 2–4 миллионных долей метра в диаметре. В результате подробного изучения одного из видов в 2013 г. был выделен новый тип живых организмов, которому ученые дали название Picozoa. Эти ничтожно маленькие существа питаются коллоидными частицами, перемещаясь рывками в воде при помощи жгутиков. Один из хорошо изученных видов отличается уникальной анатомией, которая не встречается среди других микроорганизмов. Его представители имеют продолговатую форму. При этом половину тела занимает органоид, отвечающий за питание, тогда как все остальные органоиды группируются в другой половине.

Когда исследователи опустились еще ниже, миновав рассеивающий слой на границе света и погрузившись в холодную тьму океанских глубин, перед ними предстал совершенно другой мир рыб, беспозвоночных животных и микроорганизмов. Каждый обитающий там вид приспособился выживать и размножаться на определенной глубине, на которой проходило его формирование.

Еще ниже — и вы внезапно утыкаетесь в нижний слой, который получил причудливо поэтическое, но при этом весьма меткое название «абиссальный бентос». Вы наверняка думаете, что в безликом слое наносных отложений в километрах от необходимого для фотосинтеза света вряд ли найдется место для большого разнообразия форм жизни. Но вы ошибаетесь. Жизнь в абиссальной зоне бьет ключом. Это отличное место для кормления, где основной трофический уровень занимают не растения и фотосинтезирующие бактерии, а падальщики. Эти организмы не гнушаются ничем, набрасываясь на любой труп, любой кусок плоти или кости, любой клочок кожи, любую частичку, пусть даже она не больше кристалла соли, то есть на все, что перепадает им от курсирующих в слоях выше хищных рыб — хаулиодов, пеликановидных большеротов и пр. Среди существ, ищущих себе пропитание на самом дне, встречаются по-настоящему уникальные виды рыб, беспозвоночных и бактерий. Все они ждут, когда сверху к ним опустится разлагающаяся «манна». Они — последние в цепи падальщиков, они — хищники, охотящиеся на падальщиков, и хищники, охотящиеся на хищников, охотящихся на падальщиков в океанских водах. Пищи крайне мало, но экосистема выживает за счет великолепного обоняния обитателей дна. Они способны распознавать самые слабые запахи, исходящие от кусочков пищи, даже в относительно спокойной воде.

Давайте представим, что будет с деревянной лодкой, если она затонет в море. Вскоре после того, как она достигнет дна, ее обнаружат личинки корабельных червей и прильнут к ее поверхности. В процессе роста эти «термиты моря» питаются деревом, прогрызая в нем туннели. Корабельные черви на самом деле вовсе и не черви, на которых они похожи внешне, а моллюски. Их ближайшими генетическими родственниками являются усоногие ракообразные.

Теперь представьте себе, что до дна добирается кусочек мяса. Пара минут — и вот уже рядом представитель глубоководного семейства долгохвостовых или бесчелюстная, похожая на угря, миксина. Они тут же на него набрасываются. Их сменяют беспозвоночные падальщики, а затем — бактерии. Еще немного, и от кусочка не остается ничего, кроме элементарных органических соединений, которые рассеиваются в неподвижной ледяной воде.

Любые недоеденные остатки дерева и плоти становятся мишенью для беспозвоночных животных и бактерий, среди которых есть «профессиональные» падальщики. Если бы проводился конкурс на самое странное существо, судьей в котором был бы человек, то я бы лично отдал свой голос червям рода оседакс (Osedax). Они питаются липидами, которые извлекают из опускающихся на дно океана костей китов. Сам по себе такой рацион уже можно считать примечательным, однако то, как эти черви получают пищу, кажется совсем невероятным. У самок оседакса, которые могут быть размером с человеческий палец, нет ни рта, ни кишечника. Пища поступает через корнеподобные выросты, проникающие в китовые кости. В выростах живут симбиотические бактерии. Эти микробы-партнеры разлагают липиды и делятся с хозяевами полученными веществами и выработанной энергией. А как же самцы? Тут все еще необычней. Длина самцов, которые больше напоминают личинок, всего лишь треть миллиметра. Это как точка, поставленная на ладони ручкой. В оболочке каждой самки живет более сотни самцов, образующих колонию паразитов. Питаются они при этом желтком яиц самок, то есть своими будущими братьями и сестрами. Занимаемая червями оседакс ниша не так уж скудна, как может показаться на первый взгляд: по оценкам, на дне океанов лежит приблизительно 600 000 скелетов китов.

Впрочем, даже если пожиратель китовых костей оседакс заставил вас призадуматься, давайте двигаться дальше вниз к другим формам жизни. Жизнь продолжает процветать даже под поверхностью дна, ниже пласта бентоса. Там к морским организмам присоединяются существа, занимающие глубинные пласты ила и горных пород, образуя покрывающий всю нашу планету слой под названием «глубинная биосфера». Подавляющую часть его обитателей составляют микроорганизмы, включая большое количество и бактерий, и бактериоподобных архей. На некоторых участках моря на полукилометровой глубине под бентосным слоем их концентрация достигает свыше миллиона клеток на кубический сантиметр. Если окажется, что эта цифра верна для всей поверхности Земли, это будет означать, что на микроорганизмы глубинной морской биосферы приходится более половины всех микроорганизмов на планете. А с точки зрения биомассы (веса органической материи) это сопоставимо с биомассой всех фотосинтезирующих растительных форм жизни на поверхности Земли.

Если эти оценки верны хотя бы отчасти, нам придется пересмотреть свои представления как о видах микроорганизмов, так и об образуемых ими экосистемах с учетом факта существования глубинной биосферы. На дне океана и, вероятно, в слое глубиной около метра под ним микроорганизмы и редкие беспозвоночные животные участвуют в круговороте углерода в водной среде и на суше. Они получают энергию из остатков организмов, которые в свою очередь сформировались благодаря энергии солнца. Но чем дальше вглубь, тем слабее эта связь. Очевидно, что в глубинной биосфере на смену энергии солнца приходит химическая энергия, образующаяся иным образом, а именно в результате геохимических процессов, связанных с получением энергии из неорганических источников в почве и горных породах. Максимальная глубина, на которой были найдены такие микроорганизмы, составляет 2,8 км от поверхности земли. Их нашли в стенках шахты по добыче золота на руднике Мпоненг вблизи Йоханнесбурга в Южной Африке. Там, в условиях полного отсутствия света и кислорода при постоянной температуре 60 °C живут бактерии вида Desulforudis audaxviator, который был обнаружен впервые. Они существуют за счет восстановления сульфата, ассимиляции углерода и фиксации азота из окружающей их неорганической среды. Учитывая, что по мере продвижения вглубь температура неуклонно растет, бактерии Desulforudis audaxviator на настоящий момент являются единственным известным нам видом, живущим там. Их местообитание, судя по всему, является внутренней границей распространения жизни на планете.

А как же сложные, многоклеточные формы жизни? Как раз сейчас, когда я пишу эти строки, проводится исследование, в рамках которого в нижних слоях глубинной биосферы был обнаружен один вид нематод, питающийся микробами. Скорее всего, будут найдены и другие подобные беспозвоночные животные, что позволит нам говорить о достаточно высоком уровне биоразнообразия в этой среде.

Существование независимого слоя жизни заставляет по-новому взглянуть на пророчества о грядущем апокалипсисе и последующей гибели мира. Если поверхность планеты окажется полностью выжжена по вине нашего вида, самопровозглашенных хозяев Земли, или все организмы на поверхности станут жертвой гигантского метеорита, в глубинной биосфере жизнь продолжится. Живущие там микроорганизмы и беспозвоночные хищники выживут и продолжат существовать как ни в чем не бывало под защитой своего темного убежища, получая энергию и необходимые вещества из устойчивых к высоким температурам горных пород. Возможно, эволюционируя на протяжении сотен миллионов лет, они в конечном итоге выберутся на поверхность и породят различные формы многоклеточных организмов, из которых при благоприятном стечении обстоятельств сформируются многоклеточные животные уровня человека. Таким образом, в рамках большого космического цикла разуму на Земле будет дан второй шанс.

 

БИОСФЕРА: ИЗБРАННОЕ

У многих из тех, кто проводит всю жизнь в городах или густонаселенных сельских районах, создается впечатление, что весь мир полностью принадлежит человечеству. Радикально настроенным сторонникам идеи антропоцена кажется более разумным адаптировать то, что осталось от природы, к потребностям людей, вместо того чтобы сохранять ее в первоначальном виде. Зачем, спрашивают они, выделять пространство и ресурсы на дело, которое изначально обречено на провал? Миру природы уже нанесен серьезный ущерб. Процесс уничтожения биоразнообразия зашел настолько далеко, что обратного пути уже нет. Девственной природы больше не существует. Эти пораженческие настроения ни в коем случае нельзя выпускать из виду. Как однажды заметил Джон Стюарт Милль, говоря о сути идеологических доктрин, когда на поле брани нет более врагов, то засыпают и учителя, и ученики.

Разумеется, натуралисты и популяционные биологи придерживаются совершенно иного взгляда на мир. Точка невозврата может наступить, но только тогда, когда человечество отведет слишком большую часть территории планеты под нужды и развлечения собственного вида. В этом случае перенаселенная людьми Земля превратится в космический корабль размером с планету, а сохранение жизни будет зависеть исключительно от разумности и мудрости человечества. Это не только станет катастрофой для всех остальных форм жизни, но и поставит под угрозу наше собственное выживание.

Идеология антропоцена не чужда даже некоторым природоохранным организациям. Например, в последних ежегодных отчетах The Nature Conservancy можно найти отражение этого образа мыслей, которое вызывает определенную тревогу. TNC является одной из самых уважаемых организаций, выступающих в поддержку идеи создания особо охраняемых природных территорий. С этой целью она приобретает миллионы акров земли для дальнейшего их сохранения. Эта работа, без сомнения, продолжится, но настрой в самой организации, похоже, изменился. На передний план вышло значение природы для людей и экономики, тогда как сохранение биоразнообразия отошло в тень. Например, показательной иллюстрацией этой тревожной тенденции может служить суперобложка отчета за 2013 г. На ней помещена фотография едущего на лошади улыбающегося мальчика-пастуха, который присматривает за стадом коз в Монголии. За его спиной до самого горизонта расстилается ровный ковер однотипной травы. То есть все биоразнообразие ограничивается четырьмя видами организмов: человек, два вида домашних животных и один вид растений. Почти на каждой фотографии и на каждом блоке фотографий в тексте изображены люди, их жилища и домашние животные. На одной — слоны, на второй — пингвины, на третьей — канадские журавли, а на четвертой — филе лосося в коптильне на Аляске, что недвусмысленно намекает на пользу для человека.

В противоположность этому все внимание опытных натуралистов и природоохранных биологов сосредоточено на двух миллионах других известных видов, существующих на Земле, и на более чем 6 млн видов, которые, как считается, еще предстоит открыть. Здоровая биосфера — благо для экономики. Учитывая очевидность этой мысли, мы верим, что общественность, бизнес и политики присоединятся к нам и начнут ценить мир живой природы как нечто, требующее заботы само по себе, и как то, от чего напрямую зависит благополучие человечества.

Исследования в области биоразнообразия четко указывают на то, что разнообразие видов, образующих бесчисленное количество природных экосистем на суше и в море, находится под угрозой. Те, кто лучше всех знаком с подробными данными, сходятся во мнении, что деятельность людей, в результате которой темпы вымирания видов увеличились в тысячу раз по сравнению с периодом до появления человека, с<